はじめに
ここでは、本製品の評価および作業を開始するために理解する必要がある内容のすべてをご紹介しています。
Atmel AVR UC3 および ARM ベース SAM3 ファミリーは、より複雑な信号を扱えるよう、効率の良い RISC アーキテクチャを採用しています。
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Atmel AVR UC3 および ARM ベース SAM3 ファミリーは、より複雑な信号を扱えるよう、効率の良い RISC アーキテクチャを採用しています。
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産業用通信は、自動化システムの中核を成しています。既存の規格が数多く存在し、新しい産業用イーサネットプロトコルの出現とともに、さらに数を増やしています。Atmel® マイクロコントローラーは、先進のフィールドバス、産業用イーサネット規格、成長中のワイヤレス通信とご使用の製品を効率的に結びつけるために必要な周辺機器と内部システムアーキテクチャーを提供します。
産業用通信ソリューション
フィールド バス
- Atmel AVR® XMEGA® ファミリーに搭載された、分割ボーレート付きの USART 機能を使用することで、システムクロックの周波数と精度をより柔軟に選択できるようになります。
- USART 周辺機器の専用 RS485 モードは、ほとんどの Atmel ARM プロセッサベースの AT91SAM と AVR 32 ビットマイクロコントローラーで使用できます。
- Atmel megaAVR®、AVR XMEGA、AVR 32 ビット、AT91SAMマイクロコントローラーの豊富な DMA チャネル数により、産業用通信中に CPU の負荷を軽減します。
- Atmel 32 ビットマイクロコントローラーのマルチレイヤーのバスを利用することにより、並行データ転送が実現し、バス負荷の制限が緩和されます。
- 最大 32 ビットのデータを持ついくつかのマイクロコントローラーの外部バスインターフェースは、Profibus などのプロトコルを使う専用 ASSP をサポートします。
- SAM3U および SAM9 マイクロコントローラーで、最大 12Mbps のUSARTが、外部トランシーバーをサポートします。
- シングルまたはデュアル CAN コントローラー。V2.0A および V2.0B 規格に準拠しており、プログラム可能なメッセージオブジェクトを独立してサポートし、CANopen や DeviceNet などのフィールドバスに最適です。プログラムの更新は、必要であれば CAN バスで実行できます。
Atmel 製品
製品ファミリー
産業用イーサネット
管理実行システムと工場フロア機器の垂直統合により、イーサネットTCP/IP プロトコルと産業用フィールドバスの統合化が進んでいます。Profinet、Ethernet/IP、ModbusTCP/IP、EtherCat、Ethernet Powerlink などの産業用イーサネットプロトコルが台頭してきました。それぞれのプロトコルは非常に限定されたニーズに特化しているため、ハードウェア プラットフォームでの要件はそれに応じて多様化しています。
ほとんどの産業用イーサネット自動化システムは、数ミリ秒を下回る PLC サイクルタイムに準拠する必要はありません。このようなアプリケーションの場合、産業用イーサネットプロトコルは、マイクロコントローラ上のソフトウェアにコスト的に効率よく実装できます。このマイクロプロセッサには標準のイーサネット MAC 周辺回路が集積されています。フラッシュサイズ要件が標準的であるため、Modbus TCP のようなプロトコルはマイクロコントローラーに実装できます。Atmel は、最大 512KB のフラッシュおよびイーサネット MAC回路を集積した ARM ベースマイクロコントローラと 32 ビット AVR マイクロコントローラーを提供します。以下の特長があります：
- 連続バッファーの ダイレクト メモリ アクセス（DMA）を持つ10/100イーサネット メディア アクセス コントローラ（EMAC）周辺回路
- EMAC DMA は、多数の内部 SRAM ブロックを持つ内部マルチレイヤーバス上でマスターとして機能します。これにより、イーサネットフレームとアプリケーションデータ間で本当の並列データ転送ができるようになります。
Atmel SAM9 MPUは、Ethernet/IP 規格などの、より大きなフラッシュサイズおよびより高速な実行時間を必要とする産業用イーサネットプロトコルを実行するための価格競争力のあるソリューションでもあります。Atmel SAM9 MPU には、SAM9G45 と同様、さまざまな特長があります。
- 32KB の命令キャッシュとデータキャッシュの CPU クロック 400MHz の ARM926EJ コアにより実行時間が高速化します。
- TMC (密結合メモリ）インターフェースを使用すると決定性の実行時間によって、待ち状態ゼロ、400MHzで内部 SRAM にアクセスできます。SRAM を TCM として動的に構成することにより、キャッシュに何もコピーせずにイーサネットフレームを最大速度で解析できます。
Atmel 製品
| | タイプ | トポロジー | マイクロコントローラー | 主な特長 |
|---|
| 産業用イーサネット | Profinet RT | シングル RJ45 ポート、EMAC を集積したマイクロコントローラー | SAM9G45 | 強化された DMA の EMAC、TCMインターフェースコアを持つ 400MHzの ARM926 |
| Ethernet/IP | SAM9G20 | 強化された DMA の EMAC、400MHz ARM926 |
| ModbusTCP / Powerlink | ARM ベースのソリューション:
- SAM7X
- SAM3X
- SAM9XE
- SAM9G20 | 強化された DMA の EMAC、512KBの組み込みフラッシュ |
| Profinet IRTとEthercat | マイクロコントローラー + 外部 ASSP または FPGA | SAM9G45 | デュアル EBI |
モーション コントロール アプリケーションの場合、同期性と、レイテンシーの短さが重要です。Profinet IRT または Ethercat などのプロトコルはこれらの要件を満たすためのもので、サブミリ秒の PLC タイムを持つシステムに適しています。この場合、特定の ASSP または FPGA ソリューションを使用する必要があります。デュアル EBI 機能を持つ Atmel SAM9G45 により、設計者はパフォーマンスへの影響を最小限に抑えて産業用イーサネット通信を統合することができます。ASIC または FPGA とのデータ転送は、DMA 装置によって外部 RAM アクセスと並行して行うことができます。
製品ファミリー
ワイヤレス通信
産業用オートメーションでのワイヤレス通信の人気は徐々に高まってきており、モバイル装置またはアクセスできない装置を設置したり接続したりするのが簡単になってきました。
PLC や DCS IO モジュールなどの産業用コントロール機器は、主に IEEE802.11 WLAN および Bluetooth 規格を利用します。Atmel 32ビットマイクロコントローラーおよびマイクロプロセッサは、SDIO WLAN または Bluetoothモジュールへの接続をサポートする組み込みマルチメディアカードのインターフェースを特徴としています。
産業用センサーまたはアクチュエーターには、消費電力、ボードスペース、実装コストに関する厳しい要件があります。これらの製品には、Zigbee または Wireless-HART などの IEEE802.15.4 テクノロジーが非常に適しています。Atmel は完全な ワイヤレスソリューション を提供します。このソリューションは当社の省電力マイクロコントローラーと RF トランシーバーをベースとしています。次のようなメリット：
- 優れた RF性能により、通信範囲が広くなり、RF リンクが頑強になります。
- このクラスで最高の低消費電力
- 低額なシステムコスト
Atmel 製品
Atmel ソリューション アプリケーションノート, デバイス, と ツールとソフトウェアについての詳細
