Für Anwendungen vom IIoT bis zum OP-Saal
Wie man bessere Kommunikationssysteme entwirft
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
HDMI mit der Circuit Note CN-0422 isolieren
Wenn die Aufgabe darin besteht, für die Sicherheit eine galvanische Trennung in eine Video-Schnittstelle einzufügen, dann wird bereits die Komplexität des Video-Protokolls zur Herausforderung. Eine Lösung zur Isolierung sowohl der Video- als auch der Steuer- und Stromversorgungssignale ist erforderlich, was den Equipment-Herstellern einiges Kopfzerbrechen bereitet. Einsatzfertige Referenzdesigns reduzieren den Zeitaufwand, um ein funktionsfähiges Produkt zu realisieren, wesentlich.
Das Referenzdesign EVAL-CN0422-EBZ ist als einsatzbereite Lösung für Anwender erhältlich, die eine galvanische Trennung zu bestehenden HDMI-1.3a-Video-Ports hinzufügen wollen. Die iCoupler-Isolationstechnik ist damit kombiniert, um die nötige Stromversorgung sowie schnelle Video- und Steuersignale über die Isolationsbarriere hinweg zu übertragen.
Video-Daten im HDMI-1.3a-Protokoll werden über vier TMDS-Leitungen geführt: drei Datenleitungen und eine Taktleitung. Jede dieser Leitungen muss individuell isoliert werden. Traditionelle digitale Isolatoren unterstützen weder die hohe Bandbreite noch die differenzielle Arbeitsweise von TDMS, sodass sie ungeeignet sind. Obwohl sich TDMS geringfügig von LVDS unterscheidet, lassen sich einfache passive Komponenten einsetzen, um die Kompatibilität mit LVDS-geeigneten Komponenten herzustellen. Diese passiven Komponenten werden zusammen mit zwei isolierten Zweikanal-Gigabit-LVDS-Transceivern der Serie ADN4654 eingesetzt, um alle vier TDMS-Leitungen galvanisch zu trennen. Eine Pixel-Taktfrequenz von bis zu 110 MHz ist erreichbar, die Auflösung von 720 Pixel wird bei einer Frame-Rate von 60 Hz unterstützt.
Industrial Ethernet
Für Bildverarbeitungs-Applikationen sichert Analog Devices‘ Portfolio von Multiprotokoll-Ethernet-Switches, Ethernet-PHY-Transceivern (Physical Layer) und auch kompletten Plattform-Ansätzen eine nahtlose Connectivity und einen effizienten Betrieb.
Die REM-Switches der Familie fido5100/fido5200 von Analog Devices umfassen zwei eingebettete Zwei-Port-Industrial-Ethernet-Switches, die sich an jeden Prozessor anschließen lassen, einschließlich aller ARM-CPUs und Analog Devices‘ Kommunikations-Controller fido1100. Die Daten werden über Priority Channel Queues transferiert, sodass Echtzeit-Datenübertragungen andere Nicht-Echtzeit-Datenübertragungen ohne Verzögerung stoppen können. Die Queues werden von einem Switch-Treiber und Interface zum Protokoll-Stack gemanagt, um einen effizienten Datentransfer zu ermöglichen. Die REM-Switches filtern die Datenpakete intelligent und halten unerwünschten Datenverkehr vom Prozessor fern, managen den Verkehr geringer Priorität entsprechend der Last des Prozessors und stellen die zeitgerechte Lieferung von Datenpaketen hoher Priorität sicher, völlig unabhängig von der Paketlast insgesamt.
Die Industrial-Ethernet-PHY-Bausteine ADIN1100, ADIN1200 und ADIN1300 von Analog Devices sind für hohe Robustheit in rauen industriellen Umgebungen entwickelt und wurden umfassenden EMV-Kompatibilitätsprüfungen unterzogen. Mit ihrer geringen Latenz und Low-Power-PHY-Technik unterstützen sie Datenraten von bis zu 10 Mbit/s, 100 Mbit/s und 1 Gbit/s. In kleinen Gehäusen integriert und für den erweiterten industriellen Temperaturbereich ausgelegt, unterstützen sie Mehrfach-MAC-Bausteine. Der 10BASE-T1L-PHY-Baustein ADIN1100 für Ethernet APL erreicht eine Ethernet-Datenrate von 10 Mbit/s über ein einziges verdrilltes Leitungspaar bis 1 km Distanz und unterstützt Anwendungen in explosionsgefährdeten Bereichen (eigensichere Zone-0-Applikationen). Der ADIN1100 bietet Ethernet-Verbindungen zu als eigensicher zertifizierten Geräten einschließlich HMIs, industriellen Videokameras und Wärmebildkameras, die in gefährdeten Bereichen arbeiten.
Insgesamt bietet Analog Devices folgende innovative Lösungen:
- die erste digitale Gigabit-Isolator-Familie der Branche, ADN4654/ADN4655/ADN4656, die neue Möglichkeiten zur galvanischen Trennung von Schnittstellen hoher Bandbreite eröffnet
- die branchenweit ersten galvanisch getrennten Video- und Kamera-Ports für im Vergleich zu voluminösen Glasfaser-Designs reduzierte Kosten und Komplexität
- auf Systemkompatibilität geprüfte Lösungen, die Probleme bezüglich Tests und Kompatibilität reduzieren. Ein Beispiel dafür ist ein Referenzdesign für den HDMI-Standard.
- eine vollständige Palette von Produkten für Industrial Ethernet, mit Technologien, Lösungen, Software und Sicherheitsfunktionen, die dazu entwickelt sind, die reale Welt mit Fabriknetzwerken und darüber hinaus bis in die Cloud hinein zu vernetzen.
Richard Anslow ist System Applications Engineer bei Analog Devices, und Neil Quinn ist dort Product Applications Engineer.
- Wie man bessere Kommunikationssysteme entwirft
- Digitale Gigabit-Isolierung
- HDMI mit der Circuit Note CN-0422 isolieren
Lesen Sie mehr zum Thema
