Il nuovo PHY Ethernet single-pair di Texas Instruments offre una maggiore portata delle applicazioni di automazione industriale e degli edifici

Texas Instruments ha presentato un nuovo PHY (physical layer) Ethernet in grado di trasmettere segnali Ethernet a 10 Mbps fino a 1,7 km tramite un singolo doppino ritorto.

L’aumento della portata del cavo del DP83TD510E è 1,5 km maggiore rispetto ai requisiti di 200 m della specifica 802.3cg 10BASE-T1L dell’IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) per Ethernet single-pair. Questa ulteriore lunghezza del cavo aiuta i progettisti ad incrementare la portata delle comunicazioni industriali senza aumentare il peso del sistema o i costi di cablaggio.

Comunicazioni a lunga distanza: i requisiti da soddisfare

Al crescere della complessità dei sistemi di automazione industriale e degli edifici aumenta anche la necessità di trasmettere più dati da e verso i nodi alla periferia della rete. La capacità di accedere direttamente alle applicazioni dei nodi periferici può migliorare il controllo e il monitoraggio dello stato, semplificando inoltre la condivisione dei dati tra i sistemi in rete.

Le attuali soluzioni per portare la connettività ai nodi periferici spesso utilizzano un sistema frammentato di più protocolli a bus di campo supportati dalla conversione del protocollo tramite gateway di rete. L’unificazione delle reti tramite la conversione del protocollo ne aumenta la complessità e il costo, limitando al contempo la capacità di monitorare in remoto le applicazioni dei nodi periferici.

Il DP83TD510E consente ai progettisti di implementare un’unica rete di comunicazione, dal controller al nodo periferico, in grado di trasmettere dati full-duplex su un singolo doppino ritorto. Eliminando la necessità di protocolli, gateway e cavi aggiuntivi per comunicazioni a maggiore larghezza di banda, i progettisti possono semplificare la gestione della rete migliorando al tempo stesso il controllo del sistema e l’interoperabilità delle applicazioni a lunga distanza, tra cui il controllo di valvole e attuatori HVAC, trasmettitori di campo, comandi principali di elevatori e pannelli di controllo per allarmi antincendio.

Il white paper tecnico «Sfruttamento dell’Ethernet single-pair nell’automazione degli edifici» descrive il modo in cui i PHY Ethernet 10BASE-T1L possono aumentare la connettività nei progetti di automazione degli edifici.

Con l’aggiornamento a Ethernet single-pair partendo da tecnologie a bus di campo a due fili, come i loop di corrente da 4 a 20 mA, i progettisti possono semplificare ulteriormente i progetti di rete e ridurre i costi di installazione riutilizzando l’infrastruttura del bus di campo a due fili già esistente per la trasmissione di dati e alimentazione.

Connettività Ethernet nei sistemi a sicurezza intrinseca

Il DP83TD510E è progettato per l’uso in sistemi Ethernet APL (Advanced Physical Layer) a sicurezza intrinseca. Ethernet-APL è una specifica Ethernet basata sullo standard IEEE 802.3.cg 10BASE-T1L ed è stata sviluppata per semplificare l’implementazione della rete Ethernet nei sistemi di automazione di processo con requisiti di sicurezza intrinseca.

Un aspetto chiave nella progettazione dei sistemi Ethernet-APL a sicurezza intrinseca, in particolare i sistemi progettati per l’uso in ambienti pericolosi potenzialmente esplosivi, è la capacità di ridurre i livelli di potenza e la temperatura dei PHY Ethernet durante le condizioni di guasto del sistema. Attraverso il supporto di resistenze di terminazione esterne, il DP83TD510E è in grado di ridurre la corrente di inserzione e mantenere temperature di esercizio più basse se utilizzato in applicazioni di automazione di processo a lunga distanza, come i trasmettitori di campo.

Oltre ad aiutare i progettisti a soddisfare più facilmente i requisiti di sicurezza intrinseca, il consumo energetico estremamente basso del DP83TD510E, inferiore a 45 mW a 1 V punto-punto, fornisce un ulteriore margine di potenza che può essere riallocato su altri circuiti fondamentali per aumentare le prestazioni del sistema.

Package, disponibilità e prezzi

Versioni di pre-produzione del DP83TD510E sono ora disponibili, solo su TI.com, in un package QFN (Quad Flat No-lead) a 32 pin. Il prezzo parte da 3,20 dollari per quantità da 1.000 pezzi. Il modulo di valutazione DP83TD510E-EVM è disponibile per l’acquisto su TI.com per 149 dollari. Su TI.com sono disponibili diverse opzioni per il pagamento e per la spedizione. TI prevede che il dispositivo sarà disponibile per la produzione su larga scala all’inizio del 2021.

Il DP83TD510E si aggiunge a una gamma crescente di transceiver PHY Ethernet che supportano tutte le categorie di specifiche Ethernet single-pair. Questa gamma comprende il nuovo PHY Ethernet automotive DP83TG720S-Q1  IEEE 802.3.bp 1000BASE-T1 per comunicazione gigabit e il PHY Ethernet automotive DP83TC811R-Q1 IEEE 802.3.bw 100BASE-T1 per comunicazione a 100 Mbps.