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PHY-Bausteine von ADI mit Ethernet-APL

Kommunikation 4.0 für die Prozessindustrie

Volker Goller ist System Applications Engineer bei Analog Devices.
Volker Goller, Analog Devices: »Ethernet-APL beruht auf 10Base-T1L und ist damit Single Pair Ethernet.«
© ADI

Ethernet-APL steht als Single Pair Ethernet für die Prozessautomatisierung in den Startlöchern – und der Halbleiterhersteller Analog Devices bietet schon jetzt entsprechende Physical-Layer-Bausteine an. Volker Goller von Analog Devices erläutert die Hintergründe.

Markt&Technik: 10Base-T1L-Ethernet (Ethernet-APL) ist hauptsächlich für die Prozessautomatisierung gedacht. Welche Anwendungen außerhalb der Prozessautomatisierung wären möglich und sinnvoll?
Volker Goller, Systems Applications Engineer in der Industrial Ethernet Technology Group (IET) von Analog Devices: Ethernet-APL ist die Anwendung von 10Base-T1L in der Prozessindustrie mit ihren besonderen Anforderungen bezüglich Explosionsschutz. Außerhalb der Prozessindustrie und vor allem außerhalb von Chemie, Lifesciences und Oil & Gas gibt es weitere Anwendungen ohne Anforderungen an den Explosionsschutz. Gebäudeautomatisierung, Abwasserwirtschaft, aber auch Sensorik in der Fabrikautomatisierung kommen in Frage.

Inwieweit lässt sich Ethernet-APL als Single Pair Ethernet für die Prozessautomatisierung betrachten?
Ethernet-APL beruht auf 10Base-T1L und ist damit Single Pair Ethernet.

Welche Vorteile hat Ethernet-APL gegenüber bisherigen Kommunikationsstandards für die Prozessautomatisierung wie Profibus PA, HART, Foundation Fieldbus oder 4-20 mA?
Ethernet-APL bietet eine höhere Bandbreite. Intrinsic Safety ist integriert. Die Stromversorgung erfolgt über das Netzwerkkabel. Zudem lässt es sich leichter in Industrie-4.0-Umgebungen integrieren.

Welche Funktionen erfüllen Physical-Layer-Bausteine wie ADIN1100 und ADIN1110 in Ethernet-APL-Systemen?
Der ADIN1100 ist ein Standard-Low-Power-10Base-T1L-PHY. Er unterstützt die Media-Independent Interfaces MII, RMII und RGMII (Reduced Gigabit Media-Independent Interface) nach IEEE 802.3 und lässt sich an praktisch allen Switches und Controllern betreiben, die eine dieser Schnittstellen haben.
Der ADIN1110 ist eine Kombination aus PHY und MAC. Gedacht ist er für Prozessoren, die selbst nicht über ein Media-Independent Interface verfügen. Das betrifft speziell die begehrten Ultra-Low-Power-Prozessoren.
Mit beiden Bausteinen lässt sich eine konforme Ethernet-APL-Schnittstelle implementieren.

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Leistungsmerkmale verschiedener Kommunikationsstandards für die Prozessindustrie
Leistungsmerkmale verschiedener Kommunikationsstandards für die Prozessindustrie
© Analog Devices

Wodurch unterscheiden sich die Bausteine ADIN1100 und ADIN1110 in Aufbau, Leistungsmerkmalen und Funktionen?
Die PHY-Funktionen sind identisch, der ADIN1110 bietet den integrierten MAC mit einer SPI-Schnittstelle zum Prozessor. Der MAC bietet Filterfunktionen für bis zu 16 MAC- und Multi-Cast-Adressen. Über SPI nutzt er das neue, sehr effiziente SPI-Protokoll aus der 10Base-T1X-MAC-PHY-Serial-Interface-Specification der Open Alliance.

Für welche Anwendungen ist der ADIN1100 vorwiegend gedacht, für welche der ADIN1110?
Der ADIN1100 bietet sich für Mikrocontroller und Prozessoren mit MII-, RMII- oder RGMII-Schnittstelle sowie für Switches an. Der ADIN1110 eignet sich für Mikrocontroller ohne MII/RMII/RGMII, besonders für Ultra-Low-Power-Controller. Damit lassen sich APL-Lösungen mit deutlich weniger als 500 mW Stromverbrauch entwickeln.

Welche Zusatzkomponenten benötigen ADIN1100 und ADIN1110 zwingend für ihre Funktionsfähigkeit in Ethernet-APL-Systemen?
Ethernet-APL erfordert eine Reihe passiver Komponenten und die entsprechende Stromversorgung. Es verwendet nicht PoDL, sondern „Engineered Power“.

Das Interview führte Andreas Knoll.


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