工業(yè)4.0為元器件廠商帶來新機遇

　　PLC革命

　　PLC可以理解成主站。過去PLC可能在工業(yè)電腦上，工業(yè)電腦運行PLC的功能?，F(xiàn)在出現(xiàn)了嵌入式PLC，例如有一些ARM處理器做的PLC。而且一些較高端的PLC希望集成更多的功能，諸如HMI(人機界面)和一些運動控制功能，這時，FPGA和Zynq也是非常好的選擇。因為今天的PLC上會集成工業(yè)實時以太網(wǎng)，可以利用FPGA的硬件加速或者Zynq去運行一些協(xié)議棧。相比x86通用處理器，由于x86沒有針對具體的應用進行專門的設(shè)計(例如多軸的運動控制)，用FPGA做并行的處理、硬件加速更合適。另外，x86上可能會帶有一些標準的以太網(wǎng)口，但是這些并不一定是實時的工業(yè)以太網(wǎng)(因為實時的工業(yè)以太網(wǎng)的協(xié)議跟一般的以太網(wǎng)不同，需要做一些專門的定制和修改。)。因此借助FPGA和Zynq的靈活性和性能，可以實現(xiàn)業(yè)界主流的所有工業(yè)以太網(wǎng)的標準，還可以把網(wǎng)絡(luò)和處理這兩部分整合在一個單芯片的解決方案里。
       

　　XMOS：智能制造和機器人將是熱點

　　對于XMOS而言，工業(yè)4.0的應用熱點是智能制造和機器人;在這些領(lǐng)域中，為迎接工業(yè)4.0動議的挑戰(zhàn)，將會需要全新的系統(tǒng)架構(gòu)。

　　xCORE多核微控制器系列擁有8到32個總頻率高達500 MHz 的、并行運行的32位RISC內(nèi)核。xCORE器件還帶有Hardware ResponseTM I/O接口，它們可提供卓越的硬件實時I/O性能，同時伴隨很低的延遲。

　　這種多核解決方案支持完全獨立地執(zhí)行系統(tǒng)控制與通信任務(wù)，不產(chǎn)生任何實時操作系統(tǒng)(RTOS)開銷。xCORE微控制器的硬件實時性能使得客戶能夠?qū)崿F(xiàn)非常精確的控制算法，同時在系統(tǒng)內(nèi)無抖動。

　　這支持了分布式控制架構(gòu)的快速、輕松實現(xiàn)，同時也使機器人制造系統(tǒng)能夠被快速重構(gòu)。XMOS與一位重要的合作伙伴Synapticon 合作來提供這些應用。Synapticon在提供用于信息物理網(wǎng)絡(luò)(cyber-physical)系統(tǒng)的分布式控制架構(gòu)等方面擁有多年經(jīng)驗。

　　XMOS擁有多樣化的、可適用于工業(yè)4.0應用的多核微控制器，包括8到32核xCORE General Purpose通用產(chǎn)品系列，以及獨特的多核架構(gòu)與模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)與電源管理電路集成在一起的xCORE Analog系列。

　　Molex：多種互聯(lián)，多層覆蓋工業(yè)4.0

　　工業(yè) 4.0 的特點在于物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 的形成，其中網(wǎng)絡(luò)化的傳感器陣列將監(jiān)控生產(chǎn)環(huán)境中的無數(shù)因素。工業(yè)流程優(yōu)化帶來的復雜挑戰(zhàn)將推動高效人機界面 (HMI) 中的眾多應用，而 Molex 在這方面可以為結(jié)合并使用了多開關(guān)格式和布局的設(shè)計提供電容式觸摸傳感器。

　　工業(yè) 4.0 將部署使用極低功率無線技術(shù)的、具有移動、微型化和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)特點的“智能”設(shè)備，而 Molex 則供應一系列多種標準天線，適用于各種 IoT 和 M2M 應用。

　　智能工業(yè)應用可以為創(chuàng)新性的互連解決方案帶來大量機會，尤其在于，Molex 還為分布式控制系統(tǒng)提供解決方案。值得注意的是，Molex 在現(xiàn)場總線的供貨方面扮演著積極的角色，這是一種設(shè)計用于實時分布式控制、采用各種協(xié)議的計算機網(wǎng)絡(luò)。Molex 為現(xiàn)場總線的四種技術(shù)提供互連解決方案：DeviceNet 和 PROFIBUS，這兩種一般視為是工業(yè)自動化中較為傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線，以及基于以太網(wǎng)的 Profinet 和 EtherNet/IP。

　　對于工業(yè) 4.0 所需要的高帶寬通信，Molex 也提供緊湊式的 zCD™ 互連系統(tǒng)，可以支持電信與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的下一代應用。Molex 的 zCD 互連解決方案能夠在 400 Gbps 的數(shù)據(jù)速率下進行數(shù)據(jù)傳輸(16 條通道下各 25 Gbps)，同時具有絕佳的信號完整性。
       

　　Littelfuse：以太網(wǎng)保護需求增加

　　在商業(yè)/工業(yè)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)通常包含一個具有記錄功能的中央監(jiān)控站?？梢酝ㄟ^選擇以太網(wǎng)供電(PoE)對該網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備進行供電。選擇以太網(wǎng)供電，具體的以太網(wǎng)版本(100BaseT、千兆以太網(wǎng)等)以及是否涉及室內(nèi)或室外應用，將決定所需要的電路保護器件。

　　從應用的角度看，要回答的基本問題是用戶是不是唯一的威脅(即：靜電放電考慮)，還是以太網(wǎng)端口也會暴露于雷擊瞬態(tài)威脅之下。對于以太網(wǎng)端口連接到本地交換機或設(shè)施內(nèi)攝像機的應用安裝，雷電耦合進入到電路的可能性較小。在這種情況下，由于數(shù)據(jù)速率可能會大于或等于100Mbps，應使用電容約為4pF或更低的TVS二極管陣列進行靜電放電保護。

　　美國力特公司(Littelfuse, Inc.)全球技術(shù)營銷經(jīng)理杜志德稱：力特公司已經(jīng)投資于較小尺寸的電路保護產(chǎn)品開發(fā)和工業(yè)系統(tǒng)高功率元件的發(fā)展。例如，力特已經(jīng)開發(fā)了一些新的差異化產(chǎn)品如高功率SMT TVS二極管，與傳統(tǒng)的通孔TVS二極管產(chǎn)品進行區(qū)分，以應對這種應用的新趨勢。一些靜放電TVS二極管陣列可以從常見的0402縮小到01005的尺寸，這也是在市場上的主要領(lǐng)域之一。力特還將推出可以處理1200伏應用系統(tǒng)的可控硅/雙向可控硅產(chǎn)品和一些IGBT產(chǎn)品(1200伏，450安)。

　　力特將高電壓和高電流IGBT定位為分離和模塊形式。這些產(chǎn)品主要是針對工業(yè)功率控制、電池充電、可再生能源、太陽能逆變器和其他的電力逆變器。產(chǎn)品的主要特點是高速啟動、高耐壓(高雪崩擊穿)和易于控制等?，F(xiàn)在的產(chǎn)品最高的電壓可以達到1700V，電流到450A，廣泛應用在新能源領(lǐng)域。

　　參考文獻：
　　[1]王瑩.智能工業(yè)驅(qū)動芯片變革[J].電子產(chǎn)品世界,2014(12):22-25
　　[2]葉鐘靈.迎接4.0第四次工業(yè)革命[J].電子產(chǎn)品世界,2015(1):3
　　[3]郭豐收.Xilinx FPGA/Zynq設(shè)計中使用HLS實現(xiàn)OpenCV的開發(fā)流程.電子產(chǎn)品世界,2014(3):50
　　[4]于寅虎.電機控制技術(shù)的最新進步與發(fā)展[J].電子產(chǎn)品世界,2014(9):8
　　[5]王瑩.電機驅(qū)動走向高效節(jié)能[J].電子產(chǎn)品世界,2013(9):12