工业通信是自动化系统的核心。目前已有很多既定标准,而且随着新的工业以太网协议的出现,这些标准也会不断发展。Atmel® 微控制器可为您提供各种外设和内部系统架构,帮助您确保您的产品能接入先进的现场总线,符合工业以太网标准,跟上不断发展的无线通信技术的步伐。

工业通信解决方案

现场总线 (Field Bus)


  • Atmel AVR® XMEGA® 系列采用具有小数波特率的 USART 函数,可让您更加灵活地选择系统时钟频率和精准度。
  • Atmel 大多数基于 ARM® 处理器的 AT91SAM 和 32 位 AVR 微控制器上的 USART 外设都带有 RS485 专用模式。
  • Atmel megaAVR®、AVR XMEGA、32 位 AVR 和 AT91SAM 微控制器有许多 DMA 通道,可在工业通信传输时减轻 CPU 的负载。
  • Atmel 32 位微控制器的多层总线可实现真正的并行数据传输,并且最大程度地降低总线负载限制。
  • 某些微控制器上的可选总线接口具有多达 32 位的数据,支持 Profibus 等协议的专用 ASSP。
  • SAM3U 和 SAM9 微控制器上的 USART 速度高达 12 Mbps,并且支持外部收发器。
  • 单/双 CAN 控制器。符合 V2.0A 和 V2.0B 标准,支持可动态编程的独立消息对象,是 CANopen 和 DeviceNet 等现场总线的理想选择。如有需要,可通过 CAN 总线完成程序更新。

Atmel 产品

类型拓扑微控制器主要优势
现场总线基于 RS485(例如 Profibus 和 Modbus)与外部总线上的专用 ASSP 连接的微控制器ATmega1281

ATmega2561

ATmega2560

AVR XMEGA A1

SAM7SE

AVR UC3 B 系列
异步外部总线接口,支持 DMA
微控制器 UART 和收发器集成电路SAM3U速度高达 12 MBs 的 USART
基于 CAN(例如 CANopen 和 DeviceNet)集成了 CAN 外设的微控制器ATmega64M1

AT90CAN128

AVR UC3 C 系列

基于 ARM 的解决方案
- SAM7X
- SAM3X
- SAM9263

AT89C51CC03
包括多达 2 个 CAN 外设,每个 CAN 外设拥有多达 15 个邮箱

产品系列

工业以太网

管理执行系统与厂房设备的垂直集成实现了以太网 TCP/IP 协议与工业现场总线的融合。出现了多种工业以太网协议,包括 Profinet、Ethernet/IP、ModbusTCP/IP、EtherCat 和 Ethernet Powerlink。每种协议分别对应于各种特定的需求,因此对硬件平台的要求也会相应地有所不同。

大多数工业以太网自动化系统并不要求 PLC 周期时间必须少于若干毫秒。对于这些应用,工业以太网协议可在集成了标准以太网 MAC 外设的微控制器上的软件中低成本高效率地实施。由于这些应用所需的闪存大小适中,因此 Modbus TCP 等协议可以在微控制器中实施。Atmel 提供的基于 ARM 的微控制器和 32 位 AVR 微控制器具有高达 512 KB 闪存,且集成了以太网 MAC 单元。产品优势包括:

  • 10/100 以太网媒体访问控制器 (EMAC) 外设以及链接缓冲器直接内存访问 (DMA)。
  • EMAC DMA 在具有多个内部 SRAM 块的内部多层总线上作为主控器,可在以太网帧与应用数据之间实现真正的并行数据传输。

工业以太网协议(例如 Ethernet/IP 标准)需要较大的闪存和较短的执行时间,Atmel SAM9 MPU 也是实施此类协议的低成本解决方案。Atmel SAM9 MPU(例如 SAM9G45)有如下多种优点:


  • ARM926EJ 内核时钟频率为 400 Mhz,具有 32 KB 的指令和数据缓存,可缩短执行时间
  • 使用 TCM(紧密耦合内存)接口获得确定性执行时间,这样可在 400 MHz 下以零等待状态访问内部 SRAM。将 SRAM 动态地配置为 TCM,可以全速地分析以太网帧,无须向缓存中复制任何内容。

Atmel 产品

 类型拓扑微控制器主要优势
工业以太网Profinet RT单 RJ45 端口,集成了 EMAC 的微控制器SAM9G45具有增强型 DMA 的 EMAC,具有 TCM 接口的 400 MHz ARM926 内核
以太网/IPSAM9G20具有增强型 DMA 的 EMAC,400 MHz ARM926
ModbusTCP / Powerlink基于 ARM 的解决方案
- SAM7X
- SAM3X
- SAM9XE
- SAM9G20
具有增强型 DMA 的 EMAC,512 KB 嵌入式闪存
Profinet IRT 和 Ethercat微控制器 + 外部 ASSP 或 FPGASAM9G45双 EBI

在运动控制应用中,高同步性和短延迟时间至关重要。Profinet IRT 或 Ethercat 等协议可以满足上述要求,且适用于具有亚毫秒 PLC 时间的系统。在这种情况下,必须使用特定的 ASSP 或 FPGA 解决方案。Atmel SAM9G45 采用了双 EBI,可让设计人员在集成工业以太网通信模块时,最大程度地降低对性能的影响。ASIC 或 FPGA 之间的数据传输可由 DMA 单元在外部 RAM 访问的同时并行处理。

产品系列

无线通信

无线通信在工业自动化中越来越流行,可让用户更轻松地安装和连接移动设备或难以接近的设备。

PLC 和 DCS IO 模块等工业控制设备主要使用 IEEE802.11 WLAN 和蓝牙标准。Atmel 32 位微控制器和微处理器具有嵌入式多媒体卡接口,可支持与 SDIO WLAN 或蓝牙模块的连接。

工业传感器或制动器对功耗要求高、占据空间大且实施成本高。IEEE802.15.4 技术(例如 Zigbee 或 Wireless-HART)最适合这些产品。Atmel 提供了基于低功率微控制器和射频收发器的完整 无线解决方案 。产品优势包括:

  • 射频性能卓越,使得射频链路的范围更广且更加稳定
  • 在同类产品中功耗最低
  • 系统成本最低

Atmel 产品

 类型拓扑微控制器主要优势
无线
通信
WLAN微控制器 +
采用 SDIO 的 WiFi 模块
AVR UC3 A 系列

基于 ARM 的解决方案
- SAM3U
- SAM9G20
SDcard 外设
基于蓝牙微控制器 +
采用 SDIO 的蓝牙模块
SAM9G20SDcard 外设
基于
IEE802.25.4(专属,W-HART)
单芯片ATmega128RFA1带射频的 AVR
微控制器 +
射频收发器
AVR XMEGA
AVR UC3
SAM3收发器
射频功耗低,高达 512 KB 的闪存,高达 64 KB 的 SRAM

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