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産業用通信 ソリューション・ガイド
産業用通信 ソリューション・ガイド 産業用オートメーション・ソリューション tij.co.jp/automation 2014 産業用通信 概要 今日の産業用オートメーション市場において、 システム開発者は新しい技術を利用して、 日々変化する課題に対応しています。 お客様が要求する高信頼性と、 過酷な環境 下における基幹システム環境を構築するた め、プログラマブル・ロジック・コントローラ や産業用コンピュータ、ヒューマン・マシン・ インターフェイス、 産業用ペリフェラル、 お よび産業用ネットワーク通信などの幅広い用 途に向けて、 オートメーション・システムに は常に最新の技術が求められています。 テキサス・インスツルメンツ(TI)では、 広 範なポートフォリオ、 製品の長期提供、 各地 域を拠点とする技術サポートなどを戦略的に 展開することにより、産業用オートメーション 市場に貢献しています。 ◦産業用機能セットを備えた充実のポートフォ リオ ◦低消費電力効率 ◦製品の長期提供ポリシー ◦革新的な技術 ◦柔軟性および将来性を考えた製品ロード マップ ◦安全関連プロトコル(IEC 61508 SIL) ◦専用のシステム・ソリューション ◦開発ツール ◦産業エコ・システムとの緊密な相互関係 Office PC Ethernet Operator HMI, SCADA Control Field PLC, PAC, Drive, CM Fieldbus Sensor, Actuator, Remote IO 産業用オートメーション・アプリケーションは、 さまざまな外部機器によって構成されてきま した。 そのため、 従来のソリューションは非 常に複雑かつ高価になり、 標準展開するに は応用性に欠けるものでした。 TI 製 Sitara ™ AM335x プロセッサは、 単 一のチップに複数の産業用通信プロトコルを 組 み 込 んだ、 業 界 初 の 低 消 費 電 力 ARM 2 | Real-Time Ethernet Cortex-A8 デバイスです。この世代のプロ セッサは、 端子配置およびソフトウェア間の 互換性を有する 6 つのデバイスや、 産業用 ハードウェア開発ツール、ソフトウェア、 お よびアナログコンポーネントを使用すること で、トータル産業用システム・ソリューション を提供しています。このソリューションを使 用 す ることで、 入 出 力(I/O) デ バ イス、 ヒューマン・マシン・インターフェイス(HMI)、 Industrial Communication Solutions Guide 2014 Sensor-P2P およびプログラマブル・ロジック・コントロー ラ(PLC)など、 産業用オートメーション設 計を、 短期間で市場に展開できます。 BOM コストを 30% 削減 Sitara AM335x プロセッサに組み込まれた 独自のプログラマブル産業用通信サブシステ ム(PRU-ICSS) に より、 外 部 ASIC や FPGA が不要になり、システムがシンプル Texas Instruments になるとともに、BOM コストを 30% 削減 産業用ハードウェアおよび できます。また、BOM をさらに削減するオ ソフトウェア・ツール ン チップ・ ペ リフェラ ル とし て、CAN、 Sitara AM335x プ ロセッサ には 産 業 用 ADC、USB + PHY、および 2 本の IEEE ハードウェア開発ツールが提供されていま 1588 準拠のギガビット・イーサネットポート を搭載しており、 高速のネットワーク接続や データ・スループット、そしてセンサ、アクチュ エータ、モーター制御に接続できます。 スケーラビリティ Sitara AM335x プロセッサでのピン配置 およびソフトウェアの互換性を活用し、 産業 用オートメーションに求められる多様性に対 応できます。 ◦ドライブおよび I/O レベル・デバイス AM3357 および AM3356 プロセッサ は、センサ、アクチュエータ、モーター・ ドライブ、 通信モジュール、 およびゲート ウェイに、 産業用スレーブ通信機能を持 た せ ることに 焦 点をあ て た 製 品 で す。 256MHz 動作で低消費電力のソリュー ションを提供します。 これらのデバイスは、 外部メモリやオペ レーティング・システムを必要としないた め、シンプルでコンパクトなシステム・ソ リューションを実現します。 ◦産業用 PLC アプリケーション 最大 1 GHz の高性能を誇る AM3357 および AM3359 プロセッサは、 産業用 オートメーション・システムに組み込まれ た電気モーター、 空気圧式シリンダ、 水 圧式シリンダ、 磁気リレー・ソレノイドなど の各種 I/O デバイスを制御する高性能 PLC アプリケーションに適しています。 ◦ HMI 製品 HMI 製 品 の 設 計 に 最 適 な AM3354、 AM3358、 および AM3359 プロセッサ は、タッチスクリーン・コントローラを内 蔵したオンチップ 3D グラフィック・アク セラレータを持ち、高機能で直感的なユー ザー・タッチスクリーン・インターフェイス を実現します。産業用通信が不要な HMI アプリケーションに対しては、 低価格帯の 製品として AM3354 および AM3352 プロセッサを提供します。 す。産業用通信規格を簡単にオートメーショ ン製品に組み込むことができます。 AM3359 産業用通信エンジン(ICE) TMDSICE3359 は、 Sitara AM335x プ ロセッサの産業用通信機能に特に重点を置 い たシ ステムを開 発 す るた め のプラット フォームです。 産業用通信エンジン (ICE) は $179(米ドル) でご購入いただけます。 り、 開発を簡単に進めることができます。ま た、 多数の産業用通信標準に基づいて、 物 理レイヤおよびデータ・リンク・レイヤに必 要なソフトウェア・リソース、 および SYS/ BIOS ™ リアルタイム・カーネルやアプリケー ション・スタック用のソフトウェア・フレーム ワークも利用可能です。これにより、システ ムのアプリケーション・レベルでの差別化に 注力して開発を進めることができます。 AM335x プロセッサは、リアルタイム通信 技術の導入用に設計された PRU-ICSS を 統合しており、さまざまな産業用オートメー ション機器に使用されています。このプロ セッサは省スペース設計で、 使用する外部 機器を最小限に抑えることができ、 かつ最 高水準の低消費電力を実現しています。 詳細は、 www.tij.co.jp/tool/tmdsice3359 をご覧ください。 TI が提供する、 産業用イーサネット、 産業 用絶縁型 CAN トランシーバ、モーター・ド ライバ、 温度センサ、 およびパワー・マネー ジメント・デバイスなどのアナログ・デバイ スにより、 産業用システムを包括的に設計 できます。さらに、 AM335x プロセッサに 無線通信機能を持たせるワイヤレス・コネク ティビティ・オプションもあります。 また、 従来の AM335x EVM もさまざまな 産業用オートメーション機器に使用されてい ます。開発支援ツールとして、すでに実用化・ 認証済みの産業用オートメーション・プロト コル用システム・ソリューション・ソフトウェ アを無料で利用することができます。さらに、 産業用途を想定したデモ、アプリケーション・ ノート、 およびデモ動画なども用意されてお Today’s solution Processor Host interface ASIC/FPGA Ind. Comm. Transceiver Isolation Integrated solution Sitara™ AM335x Processor ARM CPU Shared Memory MII TLK105 EPHY 2× Real-Time MII MII TLK105 EPHY PROFIBUS FDL RX/TX TX enable ISO1176T RX/TX TX enable ISO1050 PRU-ICSS 産業用通信向けの埋込み処理ソリューション 説明 デバイス・シリーズ ARM® Cortex ™ - A8 コア、産業用通信サポー AM3359 トを搭載した Sitara ™ プロセッサ AM3357 AM3356 サブシステム CPU と通信 (いずれかまたは 両方) 主な利点 ◦内蔵型産業用通信サポートには以下が含まれます。 EtherCAT®、PROFIBUS®、EtherNet/IP ™、PROFINET®、POWERLINK、SERCOS-III、 CANopen®、およびスケーラブル性能を備えるその他の通信サポート ARM Cortex- A9 コア、産業用通信サポートを 搭載した Sitara プロセッサ AM4x CPU と通信 ◦ハイパフォーマンスな Cortex-A9 制御プロセッサ ◦産業用イーサネット通信サポート搭載 ◦モーター制御フィードバック通信サポートおよびデルタ - シグマ電流検知機能搭載 Sitara プロセッサ、ARM Cortex- A15 コア、 産業用通信サポートを搭載 AM5x CPU と通信 ◦シングルおよびデュアル Cortex-A15 ベースのプロセッサを搭載し、Sitara シリーズ最高の性能を発揮 ◦産業用イーサネット通信サポート搭載 ◦大規模なオンチップ・メモリと PCIe インターフェイス 最大 80 MHz および 256 kB フラッシュ搭載の Tiva ™ C シリーズ ARM Cortex- M4 MCU TM4C123x CPU または I/O モジュール ◦ 600 mA 以上で駆動可能な最大 120 MHz の汎用入出力 ◦最大 8 つの UART、4 つの SPI、6 つの I2C ◦ 2 つの CAN コントローラと USB OTG を搭載 Tiva C シリーズ ARM Cortex- M4 MCU、 最大 120 MHz および 1 MB フラッシュ搭載 TM4C129x CPU または I/O モジュール ◦最大 120 MHz、ARM Cortex-M4F ◦ 1 MB フラッシュ、256 KB SRAM、6 KB EEPROM(オンチップ・メモリ) ◦ 10/100 イーサネット MAC+PHY、USB および LCD コントローラ ◦オンチップ・データ保護 MSP430 ™ 16 ビット 超低消費電力マイコン系 統最大 25 MHz、4KB ~ 64KB FRAM、 0.5KB ~ 512KB フラッシュ MSP430F2x I/O モジュール MSP430FR57x/58x/59x MSP430F5x/F6x MSP430G2x ◦ –40 ~ 85/105℃ デバイスの幅広いポートフォリオ ◦ FRAM を搭載することで超低消費電力データ・ロギングとファームウェア・アップデートが可能 ◦低消費電力アナログ搭載 :10/12 ビット SAR ADC、PGA オペアンプおよび 12 ビット DAC 搭載 16 ~ 24 シグマ - デルタ 最大 160 MHz かつ 2 MB フラッシュ搭載し、 機能安全アプリケーション向け TMS570 ARM Cortex-R4F ベース・マイコン TMS570LS2x 安全 ◦機能安全アプリケーション対応(最大 IEC 61508 SIL-3) ◦ 3 つの CAN コントローラ搭載 ◦強力な Cortex-R4F 浮動小数点 CPU ◦最大 2 MB のフラッシュ・メモリ搭載 最大 220 MHz かつ 2 MB のフラッシュを搭載 した、機能安全アプリケーション向け RM4x ARM Cortex-R4 ベース・マイコン RM48x、RM46x、 RM42x 安全 ◦機能安全アプリケーション対応(最大 IEC 61508 SIL-3) ◦ 3 つの CAN コントローラ搭載 ◦強力な Cortex-R4 CPU ◦ 384 KB ~ 最大 3 MB のフラッシュ・メモリ搭載 イーサネット PHY 製品名 説明 インター フェイス ケーブル長 (m) LED 数 電源電圧(V) データ速度 (Mbps) JTAG 1149.1 ポート数 特殊な機能 動作温度範囲 (℃) ピン / パッケージ TLK110 産業用 10/100 イーサネット PHY MII、RMII 150 3 3.3 10/100 あり シングル 確定的遅延、 プログラマブル高速リンク・ ダウン・モード、ケーブル診断 –40 ~ 85 48/LQFP TLK105 産業用温度、シングル・ポート 10/100Mbs イーサネット物理 レイヤ・トランシーバ MII、RMII 150 1 3.3 10/100 なし シングル 確定的遅延、 プログラマブル高速リンク・ ダウン・モード –40 ~ 85 32/VQFN TLK105L TLK105L、TLK106L 産業用温度、シングル・ポート 10/100Mbs イーサネット物理 レイヤ MII、RMII 150 2 3.3 10/100 なし シングル 確定的遅延、 プログラマブル高速リンク・ダウン・ モード、ケーブル診断、FX サポート –40 ~ 85 32/VQFN TLK106 産業用温度、シングル・ポート 10/100Mbs イーサネット物理 レイヤ・トランシーバ MII、RMII 150 1 3.3 10/100 なし シングル 確定的遅延、 プログラマブル高速リンク・ ダウン・モード、ケーブル診断 –40 ~ 105 32VQFN TLK106L TLK105L、TLK106L 産業用温度、シングル・ポート 10/100Mbs イーサネット物理 レイヤ MII、RMII 150 2 3.3 10/100 なし シングル 確定的遅延、 プログラマブル高速リンク・ダウン・ モード、ケーブル診断、FX サポート –40 ~ 105 32/VQFN 産業用インターフェイス・ トランシーバ ICC バス障害 (最大) ノード数 データ速度 通信方式 電圧(V) (mA) 製品名 説明 SN65HVD257 高負荷ネットワーク用高速ループ 時間を実現し、機能安全向け CANトランシーバ SN65HVD888 IEC-ESD 保護機能および バス極性訂正機能を搭載した、 –18 ~ 18 RS-485トランシーバ –27 ~ 40 85 10kbps ~ 1Mbps 0.9 300bps ~ 250kbps 256 半二重 半二重 ESD 供給電圧 (V) 特殊な機能 動作温度範囲 (℃) ピン / パッケージ ±12 kV HBM 保護 4.5 ~ 5.5 高速、短周期伝搬遅延時間、 冗長性および機能的安全性 –40 ~ 125 8/SOIC 76ms(tFS)内の バス極性訂正機能、 EIA-485 規格の要件を超過 –40 ~ 85 8/SOIC ±16 kV HBM 保護、 ±12 kV IEC 61000-4-2 接触放電、 4.5 ~ 5.5 ±+4 kV IEC 61000-4-4 高速過渡電流バースト 新製品は、赤の太字で示されます。プレビュー製品は、青の太字で示されます。 Texas Instruments Industrial Communication Solutions Guide 2014 | 4 温度センサ 製品名 TMP112 ローカル・ 赤外線 表示の精度に 温度分解能 供給電流 供給電圧 動作温度範囲 センサ精度 センサ精度 対する温度 (最大) (代表値) (最小) (℃) (最大) (最大) 範囲(℃) (ビット) (μA) (V) (±℃) (±℃) 説明 高精度で低消費電力の デジタル温度センサ –40 ~ 125 0.5 − 0 ~ 65 12 7 供給電圧 (最大) (V) インター フェイス 3.6 I2C、SMBus 1.4 プログラマブル・ ピン / シャットダウン アラート パッケージ あり あり 6/SOT 絶縁型産業用インターフェイス 製品名 VCC1 VCC1 VCC2 VCC2 内蔵トランス・ 絶縁定格 データ速度 通信方式 (最小) (最大) (最小) (最大) ドライバ (kVrms) (Mbps) (V) (V) (V) (V) 説明 ISO1176 絶縁型 PROFIBUSR RS® RS-485トランシーバ なし 半二重 2.5 3.15 5.5 4.75 5.25 40 ISO1050 絶縁型 5V CANトランシーバ なし 半二重 2.5、5 3 5.5 4.75 5.25 1 ノード数 ESD (kV) フェイル セーフ 動作温度範囲 (℃) ピン / パッケージ 256 16 アイドル、オー プン、短絡 –40 ~ 85 16/SOIC 4 アイドル、オー プン、短絡 –55 ~ 105 16/SOIC、 8/SOP デジタル・アイソレータ 製品名 VCC VCC 絶縁定格 ピーク絶縁 作業電圧 順方向 / 逆 速度(最大) デフォルト 伝搬遅延 (最小) (最大) (kVrms) 定格(Vpk) (Vpk) 方向チャネル (Mbps) 出力 (代表値) (ns) (V) (V) 説明 動作温度範囲 (℃) ピン / パッケージ ISO7420 低消費電力デュアル・チャネル・ アイソレータ 2500 4000 560 2/0 1 3.3 5 High 9 –40 ~ 105 8/SOIC ISO7420FCC フェイルセーフ出力が LOW ステート で、かつノイズ・フィルタ搭載の低消 費電力 2/0 デュアル・チャネル・ デジタル・アイソレータ 2500 4000 560 2/0 50 3.3 5 Low 20 –40 ~ 85 8/SOIC ISO7141FCC フェイルセーフ出力が Low ステート の、4242-VPK スモール ・ フットプリ ントで低消費電力の 3/1 クワッド・ チャネル・デジタル・アイソレータ 2500 4000 560 3/1 50 2.7 5 Low 23 –40 ~ 125 16/SOIC ウィンドウ・コンパレータ 製品名 TPS3700 Vos 入力バイアス チャネル Vs Vs tRESP (オフセット電圧 電流(±) あたり チャネル数 出力タイプ (最小)(最大) ロー・ツー・ (最大) @ 25℃) Iq(最大) (V) (V) ハイ(μs) (nA) (最大) (mV) (mA) 説明 過電圧および低電圧検出機能 搭載の高電圧(18V)ウィンドウ・ コンパレータ 1.8 18 29 5.5 0.013 オープン・ ドレイン 25 1 特殊な機能 レール・ 動作温度範囲 ツー・ (℃) レール ヒステリシス、内部リ ファレンス、ウィンドウ・ コンパレータ In –40 ~ 125 ピン / パッケージ 6/SOT、 6/WSON DC/DC コンバータ 製品名 説明 Vin Vin Vout Vout Iout (最小) (最大)(最小)(最大) (A) (V) (V) (V) (V) トポロジ スイッチ デューティ・ Iq 電流制限 サイクル ソフト・ (代表値) (代表値) (最大) スタート (mA) (A) (%) 補正 特殊な機能 動作温度範囲 ピン / (℃) パッケージ TPS55340 内蔵型、5 A 40 V 広入力範囲ブースト / SEPIC/ フライバック DC-DC コンバータ 2.9 32 3 38 3 ブースト、 SEPIC、 フライバック 6 0.5 90 調整可能 外部 14/ イネーブル、周波数同期、 –40 ~ 125 HTSSOP、 パワー・グッド 16/WQFN TPS40210 ワイド入力範囲電流 モード・ブースト・ コントローラ 4.5 52 5 260 6 ブースト NA 1.5 95 調整可能 内部 イネーブル、周波数同期 TPS62150 DCS-Control ™ 搭載 の 3–17V 1A 同期整 流降圧型コンバータ 3 17 0.9 6.3 1 バック、 同期バック 1.7 0.017 100 調整可能 内部 イネーブル、軽負荷効率、 パワー・グッド、追跡、 –40 ~ 85 電圧マージン TPS54160A 3.5V ~ 60V 入力、 エコ・モード™ 搭載型 1.5A 降圧型コンバータ 3.5 60 0.8 58 1.5 バック、 反転バック・ ブースト 1.8 0.116 98 調整可能 外部 イネーブル、周波数同期、 10/MSOP軽負荷効率、パワー・グッド、 –40 ~ 150 PowerPAD、 追跡 10/SON TPS54062 4.7V ~ 60V 入力、 50mA 同期整流降圧型 コンバータ 4.7 60 0.8 58 0.13 0.089 98 固定 外部 イネーブル、周波数同期、 8/SON、 –40 ~ 125 軽負荷効率 8/VSSOP TPS54362-Q1 低 Iq、供給電圧監視 およびリセット機能搭載 の 3A、60V、降圧型 コンバータ 3.6 60 0.9 18 3 バック 6 0.065 90 固定 外部 イネーブル、パワー・グッド –40 ~ 125 LM5017 100V、600mA コンス タント・オンタイム同期 整流降圧型コンバータ 9 100 1.25 90 0.6 コンスタント・ オンタイム 同期バック 1.3 1.75 90 外部 補正不要 バック、反転 0.05 バック・ブースト、 同期バック 10/MSOP–40 ~ 125 PowerPAD、 10/SON 16/QFN 20/ HTSSOP インテリジェント電流制限、 8/SO プライマリ・サイド・ –40 ~ 125 PowerPAD、 フライバック調整 8/WSON 新製品は、赤の太字で示されます。 5 | Industrial Communication Solutions Guide 2014 Texas Instruments LDO リニア・レギュレータ 製品名 説明 Iout Vin Vin Vout Vout Iq Vdo (最大) (最小) (最大) (最小) (最大) (代表値) (代表値) (A) (V) (V) (V) (V) (mA) (mV) 出力オプション TLV700 固定 1.2V、1.3V、1.5V、1.8V、 200mA、低 IQ、低ドロップアウト・ 1.9V、2.2V、2.5V、2.8V、2.9V、 0.2 レギュレータ 3.0V、3.1V、3.2V、3.3V、3.6V TLV704 24V、150mA、超低 IQ、 高 Vin、低ドロップアウト・ レギュレータ 固定 3.0V、3.3V、3.6V、5.0V 0.15 2 5.5 固定出力 固定出力 0.03 175 2.5 24 固定出力 固定出力 0.003 400 追加機能 動作温度 範囲(℃) ピン / パッケージ イネーブル、過電流 保護、サーマル・ シャットダウン –40 ~ 125 5/SC-70、 5/SOT、 6/WSON (0.47μF を超える)ど のコンデンサでも安定、 –40 ~ 125 過電流保護 5/SOT 供給電圧スーパーバイザ ウォッチ しきい値電圧 VCC VCC Iq 出力ドライバ・ リセット 監視対象の ドッグ・ (代表値) (最小) (最大) (代表値) タイプ / しきい値 遅延時間(ms) 電源数 タイマ (V) (V) (V) (ΩA) リセット出力 精度(%) WDI(秒) 製品名 説明 TPS386000 プログラマブル遅延およ びウォッチドッグ・タイマ 機能付き、クワッド供給 電圧スーパーバイザ 4 0.4 1.8 6.5 12 アクティブ・ ロー、 オープン・ ドレイン 1 0.45 特殊な機能 動作温度範囲 ピン / (℃) パッケージ マニュアル・リセット、 20、300、 負電圧監視、過電圧センス、 –40 ~ 125 プログラム可能 プログラマブル遅延 20/QFN パワー・マネージメント・ユニット 製品名 説明 調整済み 出力数 Vin (最小) (V) Vin (最大) (V) LDO 昇圧型 DC/DC コンバータ 降圧型 DC/DC コンバータ Iout (最大) (A) 動作温度範囲 (℃) ピン / パッケージ TPS650250 5×5mm QFN に 3 つの DC/DC および LDO をもつ、パワー・マネージメント内蔵型 IC 6 2.5 6 3 − 3 1.6 –40 ~ 85 32/VQFN TPS65910A 6×6mm QFN に 4 つの DC/DC および LDO をもつ、パワー・マネージメント内蔵型 IC 11 2.7 5.5 9 1 3 1.7 –40 ~ 85 48/VQFN TPS65217 AM335x ZCE/ZCZ、DDR2 向け、バッテリ駆 動システム用シングルチップ パワー・マネージメン ト内蔵型 IC 7 2.7 5.8 4 − 3 1.2 –40 ~ 105 48/VQFN パワー・オーバー・イーサネット (PoE) PoE PoE PD 突入電流 電流制限 パワー・ 制限 (最小) レベル (代表値) (mA) (mA) FET あた りの RDS UVLO (on)値 障害応答 (代表値) (mΩ) デュー エラー・ 補助 / ローカル 補助電源 ティ・ アンプ 電源サポート サポート搭載 サイクル (%) 説明 PoE 規格 サポート TPS2379 外部ゲート・ドライバ搭載の、 IEEE 802.3at PoE ハイパワー PD インターフェイス 802.3at type 2 外部 リセット 140 850 802.3at type 1/ type 2 420 オート・ リトライ なし なし TPS2378 補助制御機能搭載の、IEEE 802.3at PoE ハイパワー PD インターフェイス 802.3at type 2 25W 140 850 802.3at type 1/ type 2 420 オート・ リトライ なし あり TPS23753A IEEE 802.3-2005 PoE インターフェイスおよび絶縁型 コンバータ・コントローラ、ESD ライドスルー強化 802.3at type1 13W 140 405 ユニファイド 700 オート・ リトライ なし プログラム可能 12V ~ 57V 802.3at type1、2 25W 140 850 ユニファイド 430 オート・ リトライ なし プログラム可能 24V ~ 57V 製品名 IEEE 802.3at PoE TPS23754-1 インターフェイスおよび絶縁型 コンバータ・コントローラ スイッチング 周波数 ピン / パッケージ N/A N/A 8/SO PowerPAD あり N/A 8/SO PowerPAD 78 プログラム可能 同期可能 14/TSSOP 78 プログラム可能 同期可能 20/HTSSOP プラットフォーム・バー、DCS-Control、Eco-mode、OMAP、Sitara、および Tiva の名称はテキサス・イスツルメンツの商標です。 その他のすべての商標は、それぞれの所有者に帰属します。 © 2014 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 Printed in Japan 2014.3 JAJY019 IMPORTANT NOTICE