ARM-CPU für Automatisierungsgeräte Mehrere Protokolle in einem Prozessor

Die ARM-Cortex-A8-Prozessoren der Serie »Sitara AM335x« sind laut Hersteller Texas Instruments (TI) die ersten ARM-Cortex-A8-Bausteine, die mehrere Industriekommunikations-Protokolle in einem einzigen Chip umfassen: Profinet, Profibus, EtherCAT, Sercos III, Powerlink und EtherNet/IP.

Die sechs Pin-to-Pin- und Software-kompatiblen Prozessoren AM3352, AM3354, AM3356, AM3357, AM3358 und AM3359 ermöglichen zusammen mit Industriehardware-Entwicklungstools, Software und analogen Komponenten vollständige Systemlösungen für die Industrie. Mit ihrer Hilfe können Entwickler Automatisierungsgeräte wie etwa E/A-Module, HMIs und SPSen schneller als bisher mit der gewünschten Connectivity ausstatten. Die Protokolle stehen mit Master- und/oder Slave-Funktionen bereit - integriert sind beispielsweise ein Sercos-III-Sercom-100-kompatibler Software-IP-Core, der Profinet-Firmware-Stack von Siemens und der EtherCAT-Slave-Stack von Beckhoff Automation.

»Bisherige Lösungen bestanden aus einem Mikrocontroller oder Mikroprozessor für die Applikation und einem externen ASIC- oder FPGA-Baustein für die Kommunikation, besonders für Slave-Anwendungen«, erläutert Matthias Poppel, Director Embedded Processing EMEA Sales & Marketing von TI. »Die 'Sitara-AM335x’-Prozessoren dagegen bieten eine neuartige Architektur aus einer ARM-CPU und einer Programmable Realtime Unit, kurz: PRU, so dass kein externer ASIC oder FPGA mehr erforderlich ist. Dies verringert die Systemkomplexität und senkt die Stückkosten um bis zu 30 Prozent.« Darüber hinaus umfasst der Baustein weitere für die Industrie wichtige Peripheriekomponenten, etwa CAN, A/D-Wandler, USB 2.0 OTG + PHY sowie 10/100/1000-MBit/s-Ethernet mit IEEE 1588.

Um für unterschiedliche Automatisierungsgeräte die passende Prozessorleistung bereitstellen zu können, taktet TI die skalierbare ARM-Cortex-A8-CPU der »Sitara AM335x«-Chips mit 720, 600, 500 oder 275 MHz. Entwickler können mit den Bausteinen beispielsweise folgende Geräte erstellen:

Antriebe und Geräte auf E/A-Ebene: Die Versionen AM3356 und AM3357 sind mit einer Taktrate von 275 MHz erhältlich und somit auf den Einsatz mit Sensoren, Aktoren, Motorantrieben, Kommunikationsmodulen und Gateways ausgerichtet, die industrielle Slave-Kommunikation benötigen. Für die beiden Bausteine ist kein externer Speicher und kein externes Betriebssystem erforderlich, was die Systemlösung einfach und kompakt macht.

Industrielle SPS-Anwendungen: Mit einer Leistung von bis zu 720 MHz eignen sich die Varianten AM3357 und AM3359 für Hochleistungs-SPS-Anwendungen, die verschiedene E/A-Geräte in einem Automatisierungssystem steuern müssen, etwa elektrische Motoren, pneumatische oder hydraulische Zylinder und magnetische Relais (Solenoids).

HMI-Produkte: Die Ausführungen AM3354, AM3358 und AM3359 eignen sich für HMI-Produkte. Sie bieten einen im Chip integrierten 3D-Grafikbeschleuniger, der in Kombination mit dem integrierten Touchscreen-Controller grafische Touchscreen-Benutzeroberflächen ermöglicht. Für HMI-Anwendungen, die keine integrierte Industriekommunikation benötigen, stellen die ARM-Mikroprozessoren AM3354 und AM3352 kostengünstige Optionen dar.