近日，據(jù)外媒報(bào)道，德州儀器（TI）宣布推出新一代面向工業(yè)控制的微處理器Sitara AM6x。TI稱其為“業(yè)界首個(gè)支持多協(xié)議千兆時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）的處理器系列”

　　“如果你在過去幾年里關(guān)注TI，那么你已經(jīng)注意到我們已經(jīng)將我們的業(yè)務(wù)重點(diǎn)大幅轉(zhuǎn)移到工業(yè)和汽車市場(chǎng)，”TI Sitara處理器營(yíng)銷總監(jiān)Adrian Valenzuela在接受EETimes采訪時(shí)表示，“我們的目標(biāo)是成為工業(yè)領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者?！?/p>

　　事實(shí)上，在最近的第三季度財(cái)報(bào)電話會(huì)議上，TI的投資者關(guān)系負(fù)責(zé)人David Pahl也曾表示，“我們繼續(xù)將戰(zhàn)略重點(diǎn)放在工業(yè)和汽車市場(chǎng)，我們不斷在工業(yè)和汽車市場(chǎng)注入資金和推動(dòng)計(jì)劃，以加強(qiáng)我們的地位，我們相信工業(yè)和汽車將成為增長(zhǎng)最快的半導(dǎo)體市場(chǎng)，這些市場(chǎng)對(duì)于半導(dǎo)體技術(shù)的需求越來越多，以滿足多樣性和長(zhǎng)壽命，所有這些都將轉(zhuǎn)化為我們投資組合的高回報(bào)。“

　　實(shí)際上，TI推出的全新Sitara AM6x系列產(chǎn)品，正是TI在工業(yè)市場(chǎng)的關(guān)鍵所在。

　　鑒于TI已擁有大量工業(yè)處理器產(chǎn)品組合，AM6x如何與眾不同？ Valenzuela說：“首先，Sitara AM6x是第一款支持千兆時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的處理器；其次，我們非常重視可靠性和功能安全性?！?/p>

　　工業(yè)4.0

　　Sitara AM6x處理器系列旨在滿足不斷發(fā)展的工業(yè)4.0需求。

　　然而，工業(yè)4.0是一個(gè)松散定義的術(shù)語(yǔ)，既過度使用又模糊不清，“未來一切都可能被描述為工業(yè)4.0?！盫alenzuela強(qiáng)調(diào)道：“實(shí)際上工業(yè)4.0中有最基本的兩個(gè)關(guān)鍵要求—即可靠性和低延遲?！?/p>

　　在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)中，經(jīng)典的工廠車間“自動(dòng)化程度越來越高，互聯(lián)程度也越來越高，但由于可靠性問題，有線設(shè)備總是比無線更受歡迎?！盫alenzuela說。在這種情況下，工廠管理人員要求連接網(wǎng)絡(luò)優(yōu)于現(xiàn)有的IEEE標(biāo)準(zhǔn)，比如TCP/IP以太網(wǎng)就缺乏必要的可靠性或確定性?！?/p>

　　Valenzuela說，想象一下重達(dá)1,000磅的機(jī)器人手臂，建造一輛重達(dá)3000磅的車輛?！澳阆Ｍ虑槟軌蚴冀K如一地保持精確度，同時(shí)具有極低的延遲和確定性?！?/p>

　　TSN的使用場(chǎng)景

　　出于這個(gè)原因，工業(yè)市場(chǎng)中的許多參與者已經(jīng)開發(fā)了專有的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議并且在工廠車間實(shí)施它們。此類專有工業(yè)協(xié)議包括EtherCAT、PROFINET、HSR/PRP和OPC-UA。

　　如果TI打算引領(lǐng)工業(yè)市場(chǎng)，它必須準(zhǔn)備好進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的游戲。

　　雖然它首次使用基于IEEE標(biāo)準(zhǔn)的TSN協(xié)議來宣傳Sitara AM6x，但TI補(bǔ)充說，同一處理器也支持現(xiàn)有的傳統(tǒng)工業(yè)通信協(xié)議。Valenzuela告訴我們，處理器配備了“專用硬件加速器”，可配置為支持多種工業(yè)協(xié)議的加速器，無需重新設(shè)計(jì)硬件。

　　為什么千兆？

　　與10/100兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)不同，TSN是IEEE標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展，能夠在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)千兆的通信速率。

　　Valenzuela承認(rèn)工廠管理者可能更喜歡堅(jiān)持自己的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，而不是立即跳到TSN。EtherCAT，PROFINET和HSR/PRP等傳統(tǒng)協(xié)議未來幾十年仍將存在，并且不會(huì)有任何問題?！癡alenzuela指出，“事實(shí)上，許多工廠管理者可能不會(huì)改變?！?/p>

　　然而，一旦機(jī)器視覺被應(yīng)用于工廠車間中，管理人員就會(huì)發(fā)現(xiàn)帶寬需求急劇增加。 “他們將需要千兆帶寬?！盫alenzuela說。

　　工廠車間的機(jī)器人或自動(dòng)引導(dǎo)車輛將視頻流推送到網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)而不是云端，將引發(fā)對(duì)帶寬的迫切需求。

　　當(dāng)被問及TSN標(biāo)準(zhǔn)與專有協(xié)議時(shí)，Valenzuela表示，除了TSN可以提供的更高速度之外，“基于標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議是面向未來的，這是IEEE的標(biāo)準(zhǔn)。它不太可能改變，未來也將得到更多支持?！?/p>

　　他補(bǔ)充說：“另一方面，使用傳統(tǒng)的專有協(xié)議，您需要許可您的技術(shù)，這可能涉及許可費(fèi)用，以確保工廠網(wǎng)絡(luò)上工業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接的不同系統(tǒng)之間的互操作性?！?/p>

　　探尋AM6x內(nèi)部

　　AM6x框架圖

　　Sitara AM6x系列配備四核或雙核Cortex-A53選項(xiàng)。當(dāng)被問及可擴(kuò)展性時(shí)，Valenzuela強(qiáng)調(diào)AM6x以及TI較舊的AM3,4或5都是用相同的軟件，滿足快速升級(jí)要求。

　　他解釋說，我們的目標(biāo)是為客戶提供更多功能，而無需對(duì)軟件進(jìn)行大規(guī)模更改。

　　AM6x正在經(jīng)過T?V S?D IEC 61508 SIL-3認(rèn)證：“我們的客戶可以達(dá)到硬件SIL-3級(jí)功能安全性，但是，在這個(gè)處理器上運(yùn)行的應(yīng)用程序也同樣需要通過功能安全認(rèn)證?！?/p>

　　Sitara AM6x的另一個(gè)重要元素是“硬件診斷措施保護(hù)的片上隔離雙Arm Cortex-R5F MCU子系統(tǒng)。”（on-chip, isolated dual Arm Cortex-R5F MCU subsystem protected by hardware diagnostic measures.）雖然TI先前的一些處理器支持“虛擬化”，但Valenzuela指出，“這是我們的第一個(gè)專用IP，確?？蛻裟軌?qū)⑵鋺?yīng)用程序認(rèn)證為功能安全。“

　　Sitara AM6x支持糾錯(cuò)碼（ECC）內(nèi)存保護(hù)。當(dāng)位翻轉(zhuǎn)發(fā)生時(shí)，ECC將知道并糾正內(nèi)存中的錯(cuò)誤。 TI指出，ECC和保護(hù)機(jī)制適用于所有片上存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器接口。

　　Valenzuela還強(qiáng)調(diào)了增強(qiáng)的片上安全性。 AM6x提供“安全啟動(dòng)，安全存儲(chǔ)（受防火墻保護(hù)的加密內(nèi)存）和安全加速器（加速數(shù)據(jù)處理以執(zhí)行安全功能的硬件加速器）?！?/p>

　　作為“工業(yè)級(jí)”產(chǎn)品，工作溫度為-40°C至105°C。

　　AM6x產(chǎn)品系列一覽

　　目前Sitara AM6x系列樣片可以開始申請(qǐng)，但量產(chǎn)需要到2019年下半年。Valenzuela解釋說，“開發(fā)人員通常需要12個(gè)月來設(shè)計(jì)工業(yè)應(yīng)用?！?/p>

　　開發(fā)人員現(xiàn)在可以通過TI商店提供基于Sitara處理器的開發(fā)套件，AM65x工業(yè)開發(fā)套件（IDK）和AM65x評(píng)估模塊（EVM）的售價(jià)分別為819美元和898美元。