德州仪器工业4.0产品组合

　　“工业4”一词源于2011汉诺威博览会，是指第四次工业革命。大约十八世纪的第一次工业革命与制造过程的机械化有关。第二次工业革命指的是二十世纪初的制造业电气化。

　　20世纪80年代的第三次工业革命是由个人计算机技术、因特网和信息处理的进步而产生的自动化和计算机化引起的。

　　正在进行的数字革命，提供了新的渠道，通过不同的部门可以嵌入技术，正在迎来第四次工业革命。其结果是，制造业在走向完全数字化的过程中发生了迅速的变化。

　　数字通信是工业4的网络化生产系统的基础。传感器的通信监控电机、滚动轴承和变速箱的性能和状态，有助于优化机器和系统的使用寿命，减少停机时间，提高生产率。

　　新的商业模式，能够分析和处理大量的数据，现在可以通过互联网的自动化系统联网。然而，为了充分利用工业4的好处，必须实现完全数字化。为此，制造商将需要最新的工业通信、控制和传感器技术。为了满足这些需求，德克萨斯仪器(TI)已经整合了一系列产品，可以帮助制造商进入4产业成为现实。

　　从Sitara家族的处理器

　　在该™amic110：这个装置是一个多协议可编程工业通信处理器能够提供准备使用的大多数工业以太网和现场总线的通信解决方案，以及一些大师的奴隶。的amic110是基于ARM®皮质®- A8处理器、外围设备和工业接口选项(图1)。

　　德克萨斯仪器Sitara amic110功能框图

　　图1：德克萨斯仪器Sitara amic110功能框图。

　　的amic110提供高层次的操作系统支持(住院)。TI提供Linux和ti-rtos免费而其他RTOS软件可以从TI的生态系统合作伙伴获得的。该微处理器的作品以及与连接的驱动器作为辅助通信芯片的微控制器的C2000系列。

　　在该am3357：基于ARM Cortex-A8处理器，Sitara AM335x微处理器支持工业接口选项如EtherCAT总线与图像图形处理能力增强。这些器件还支持Android和Linux从TI免费住院。

　　在该am4379：处理器的AM437x线是高性能、基于ARM的Cortex-A9核心。因此，这些设备提供了一个升级到基于下性能ARM内核除了提供更新的设备系统，包括内存选项，如LPDDR2和qspi-nor。

　　该处理器支持工业通信协议，如EtherCAT、PROFIBUS、EnDat和其他人。还有其他增强功能，包括丰富图形用户界面的3D图形加速，以及用于确定性实时处理的协处理器。此外，这些设备支持Linux从Ti住院免费住院而其他软件可以从TI设计网络和生态系统合作伙伴。

　　在该am5718：的am571x设备提供高处理性能通过一个完全集成的混合处理器解决方案。这些处理器还结合一个高度集成的外围设置可编程视频处理(图)。

　　德克萨斯仪器Sitara am571x功能框图

　　图2：德克萨斯仪器Sitara am571x功能块图。

　　可通过TI C66x VLIW浮点DSP核心和单核心ARM Cortex-A15 RISC CPU的扩展提供了霓虹灯。ARM处理器允许开发者控制功能从视觉算法在DSP协处理器的程序分离，从而降低了系统软件的复杂性。

　　此外，TI提供了一套完整的开发工具为手臂和C66x DSP。这些工具包括C编译器、dsp汇编优化器，它简化了编程和调度，以及一个源代码执行可见性的调试接口。

　　在该am571x ARM处理器家族是与AEC-Q100标准合格。

　　在该am5728：这些处理器具有相同功能的am571x设备，而且特征加密加速。

　　的66ak2g：的66ak2g0x家庭提供对异构多核系统芯片(SoC)基于TI的现场验证的Keystone II器件(KS2)架构。这些设备是为了解决应用需要DSP和ARM的性能的同时，整合网络和加密功能的硬件加速，高速外设和存储器接口，以及提供HLOS支持。

　　的66ak2g0x使DSP与ARM内核在系统掌握所有内存和外设，类似于现有的基于SoC器件2。这种架构的使用有利于最大的软件灵活性，无论是DSP或ARM为中心的系统设计可以互换使用。

　　此外，该66ak2g0x提供了显着改善，通过在处理器内核，广泛实施纠错编码装置可靠的共享存储，嵌入式存储器模块和外部存储器接口。基于软错误率和功率对时间进行了充分的分析，指定66ak2g0x部分能够满足广泛的工业和汽车需求。

　　此外，TI提供了一套完整的开发工具为手臂和C66x DSP。这些工具包括C编译器、dsp汇编优化器来简化编程和调度，以及一个源代码执行可见性的调试接口。

　　msp430单片机

　　这个家庭的msp430fr6047：超声波传感和测量SoC高度集成的微控制器(MCU)优化水和热量表(图3)。这些MCU提供高精度的流速范围通过一个集成的超声波传感解决方案模块。该模块由于集成度高，只需要很少的外部元件，有助于实现超低功耗计量和更低的系统成本。

　　德克萨斯仪器msp430fr604x功能块图(点击放大)

　　图3：德克萨斯仪器msp430fr604x功能块图。

　　msp430fr6047 MCU实现高速ADC的信号采集使用集成的低能加速器模块采用优化的数字信号处理。这导致了高精度，超低功耗计量解决方案，优化电池供电的计量应用。

　　集成的以太网PHY控制器

　　的msp432e：的SimpleLink™msp432e401y ARM Cortex- M4F微控制器的成本效益的应用要求具有显著的控制处理能力是理想的连接。

　　这些MCU集成了多种通信功能，使高度连接的设计必须允许的功率和性能的实时控制能力。随着集成通信外设以及其他高性能模拟和数字功能，这些设备为从人机界面(HMI)到网络系统管理控制器的应用提供了坚实的基础。

　　以太网工业接口块

　　的dp83822i：这种低功耗的单端口10/100 Mbps以太网物理层提供的所有物理层的功能需要发送和接收数据的标准双绞线电缆和连接到一个外部的光纤收发器。此外，该设备提供了灵活性，通过IEEE 802.3标准媒体独立接口(MII)连接到Mac，吉比特媒体独立接口(GMII)，或减少GMII(以太网)。

　　此外，该dp83822支持多种工业总线以其快速链接下时间以及在强制模式自动MDIX和提供集成的环回功能，内置的自检、电缆诊断工具。

　　的dp83867：这个装置是一个低功率的，强大的，功能齐全的物理层收发器。它具有集成的PMD子层支持10base TE，100BASE-TX和1000BASE-T以太网协议。关于ESD保护电路，该dp83867超过8-kv IEC 61000-4-2标准(直接接触)。

　　设计为易于实现的10/100 / 1000 Mbps以太网的接口，dp83867直接双绞线媒体通过外部变压器。直接接口的MAC层通过IEEE 802.3部，完成的GMII，RGMII标准或。QFP封装支持MII / GMII / RGMII而QFN封装只支持以太网。

　　随着数字隔离RS-485(iso1176t：的iso1176t是一个孤立的微分线收发器。该设备具有集成振荡器输出，用于为隔离变压器提供初级电压。由于接地回路断允许设备操作与一个更大的共模电压范围，是理想的iso1176t长线路。

　　隔离CAN收发器(iso1050)：是的iso1050电隔离CAN收发器的会议iso11898-2标准规格。逻辑输入缓冲区和输出缓冲区是由氧化硅绝缘层为iso1050dub的iso1050dw 2500 Vrms提供了高达5000的有效值电流隔离分开。当与隔离电源结合时，该装置将防止数据总线或其他电路的噪声电流进入当地地面，干扰或损坏敏感电路。

　　IO-Link收发器(tiol111)：这个收发家庭实现工业双向IO链路接口，点对点通信(图4)。当连接到一个IO链路主通过3线接口，主有能力发起与远程节点的通信和数据交换而tiol111作为一个完整的物理层通信。

　　德克萨斯仪器tiol111-x IO链路收发信机典型应用图

　　图4：德克萨斯仪器tiol111-x IO链路收发信机典型应用图。

　　这些器件具有浪涌保护，能承受高达1.2 kV(500Ω)潮每IEC 61000-4-5标准。的tiol111还具有集成反极性保护。

　　数字传感器输出驱动器(tios101)：该tios101器件可以配置为高压侧，低压侧，或推拉式驱动。这些器件能够承受高达1.2伏的电压浪涌(500Ω)每IEC 61000-4-5标准和功能集成反极性保护。

　　易于接口的控制器电路，方便一个简单的引脚可编程接口，而输出电流限制可配置使用一个外部电阻。

　　欠压、过流、过热保护功能以及内部故障报告提供。

　　快速、精确和安全的数据转换器

　　的ads124s0x：的ads124s06和ads124s08精密，24位∑-Δ(ΔΣ)、模数转换器(ADC)。这些设备提供低功耗和许多集成功能，降低了系统成本和元件数量在小信号传感器测量应用。

　　这些ADC功能的50赫兹或60赫兹排斥嘈杂的工业环境和可配置的数字滤波器提供低延迟的转换结果。对于电阻电桥或热电偶应用，低噪声可编程增益放大器(PGA)提供从1到128的增益以放大低电平信号。此外，这些器件减少了集成低漂移、2.5 V参考的印刷电路板(PCB)面积。最后，两个可编程励磁电流源允许容易和准确的电阻温度检测器(RTD)偏置。

　　的ads122u04：该装置是一种高精度、24位ADC具有两个差分或四个单端输入通过一个灵活的输入多路复用器。的ads112u04还集成了低噪声、可编程增益放大器(PGA)提供的收益高达128，两个可编程激励电流源、电压基准、振荡器、和精密温度传感器。

　　这部分能够以每秒循环的2000个样本每秒的数据速率转换(SPS)。当运行在20 SPS，数字滤波器提供同时50赫兹和60赫兹的噪音工业应用的排斥反应。PGA使ads122u04非常适合的应用包括测量小的传感器信号，如RTDs、热电偶、热敏电阻、电阻桥式传感器。

　　的dac8775：的dac8775是专为满足工业控制应用的要求。该设备是一个完全集成的四通道精密，16位，数模转换器(DAC)的自适应电源管理。自适应电源使芯片管理电路的功耗最小化。

　　的dac8775可以编程为电流或电压输出装置。当作为一个电流输出编程时，电流输出驱动器的电源电压在4.5伏和32伏之间调节，基于电流输出引脚上的电压的连续反馈通过集成降压/升压转换器。当作为电压输出编程时，该电路为电压输出级(15 V)生成可编程电源电压。的dac8775还包含一个低压降(LDO)产生的数字电源(5 V)从一个单一的电源引脚。

　　的dac8740h：的dac874xh设备是哈特®，基金会现场总线™，和Profibus PA兼容的低功耗调制解调器设计用于工业过程控制、工业自动化应用(图5)。

　　德克萨斯仪器dac874xh功能框图

　　图5：德克萨斯仪器dac874xh功能框图。

　　的dac874xh，哈特模式，整合了所有必要的电路操作的半双工HART协议物理层的调制解调器，在主从配置，以最少的外部滤波元件。基金会现场总线模式的dac874xh集成了所有必要的电路操作的半双工的基金会现场总线兼容的H1控制器和MAUs。

　　支持产品：电源，时钟和电路保护

　　Buck Converter的lm5166：该装置是一种结构紧凑，易于使用，3 V至65 V，低智商的同步降压转换器。它具有宽输入电压和负载电流范围的高效率。集成的高侧和低侧功率MOSFET允许高达500 mA的输出电流将在3.3 V，5伏，或可调输出的固定输出电压。

　　的lm5166旨在简化实现同时优化目标应用程序的性能，提供选择。对于最佳的光负载效率，选择脉冲频率调制模式，而恒定的时间控制模式是选择几乎恒定的工作频率。两种控制方案都不需要环路补偿，以提供良好的线路和负载瞬态响应，以及用于大降压转换比的PWM时间短。

　　的tps7a39 LDO稳压器：是的tps7a39双单片高PSRR(电源抑制比)，正面和负面的LDO稳压器。该设备能够采购和下沉到150毫安的电流。稳压输出能够独立和外部调整为对称或不对称电压。这使得该设备是理想的双，双极电源信号调理。

　　的tps7a39输出，正面和负面的，比例跟踪对方在启动。这有助于减轻双轨系统中常见的浮动条件和其他电源排序问题。负输出具有被调节到0 V的能力，延长了单电源放大器的共模范围。的tps7a39还具有高电源抑制比有助于消除电源噪声，如电源开关噪声，可以妥协的信号完整性。

　　的tps2660efuse：这些小型设备是一套完整的保护功能，高压电熔丝。许多流行的直流母线电压可以控制，由于广泛的电源输入范围为4.2 V至55 V。该设备可以承受和保护负载从正面和负面的电源电压高达60 V。

　　的tps2660适用于系统的输出电压要求的电源故障、掉电情况下滞留在背靠背FET的集成提供了一个阻止反向电流的特征。可调功能，包括过流，输出摆率和过压，欠压阈值提供负载，电源和设备保护。集成的，可靠的保护控制块的tps2660x随着高电压等级有助于简化浪涌保护系统设计。

　　的tps82130降压转换器：这个装置是一个17 V输入、3个降压转换器。的tps82130 microsip™电源模块是解决规模小、效率高，它集成了一个同步降压转换器和一个电感，简化优化设计，减少外部元件，并节省PCB面积。低调，紧凑的解决方案是适合自动化装配的标准表面贴装设备。

　　该转换器工作在PWM模式，标称开关频率为2兆赫。它自动进入省电模式操作，在轻负载电流，以最大限度地提高效率。器件的典型静态电流在20µ功率节省模式。的tps82130达到调节输出电压的精度和良好的负载瞬态性能采用DCS控制拓扑。

　　的tvs3300浪涌保护器：这是一个瞬态电压抑制器(TVS)为电子电路暴露于高电压暂态事件保护装置。不同于传统的tvs3300 TVS二极管，触发精度夹在一个较低的击穿电压和提供调节保持平的钳位电压在暂态过电压事件。

　　电压钳位响应8/20µ的浪涌事件的一个典型的德克萨斯仪器平夹紧装置相比传统的电视

　　图6：此图比较8/20µ的浪涌事件的一个典型的德克萨斯仪器平夹紧装置的电压箝位响应比较传统的电视。

　　较低的钳位电压，低动态电阻的组合，使一个独特的TVS保护解决方案，有能力降低电压暴露到系统中的浪涌事件时，相比传统的TVS二极管，高达30%的单向配置和高达20%的双向配置。低钳位电压和平坦的夹紧性能允许选择较低的最大额定电压的下游系统组件比传统的TVS二极管是可能的。这就节省了系统成本，降低了板面积，提高了整体性能。

　　的ref3425电压参考：这是一个低温度漂移(6 ppm /°C)、低功耗、高精度CMOS电压基准源，具有±0.05%的初始精度，和低工作电流小于95µA. ref3425功耗还具有一个非常低的5µVp-p / V输出噪声，这它允许高分辨率数据转换器和噪声的关键系统保持高度的信号完整性。一个小型SOT-23封装，提供了增强的规格和ref3425引脚到引脚的max6071和adr3425设备更换。

　　人机界面显示电源解决方案

　　的tps65150 LCD电源：这个装置是一个紧凑和小型电源解决方案，提供所有三个电压的薄膜晶体管(TFT)液晶显示器的要求。输入电压范围为1.8 V至6 V，使该装置适合于由2.5伏或3.3伏输入轨供电的笔记本电脑，或用于具有5伏输入电压轨的监控应用程序。此外，该tps65150装置包括一个集成的高电流缓冲器为TFT背板的VCOM电压。

　　结论

　　为了帮助制造商使工业4成为现实，他们需要最新的工业通信、控制和传感器技术。德克萨斯仪器已经把自己的需求定位在一起，通过组合一系列产品，帮助制造商在工厂全面数字化的过程中满足这些需求。