某些影響工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的趨勢(shì)包括嵌入式通信協(xié)議、工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的快速發(fā)展，以及向千兆以太網(wǎng)的發(fā)展等。

　　嵌入式通信協(xié)議

　　驅(qū)動(dòng)和 I/O 模塊 （ 工廠自動(dòng)化中典型的從機(jī)器件 ） 的第一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是通信功能的深度嵌入，這是由于系統(tǒng)成本下降、外形減小以及功耗預(yù)算降低等因素造成的。過去，客戶花費(fèi)數(shù)百美元來購買商用通信模塊，然后將其加入到驅(qū)動(dòng)模塊中。這類模塊性價(jià)比不高，而且也不適用于小外形封裝驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。另一替代方案是包括單獨(dú)的 ASSP 專用于實(shí)現(xiàn)通信功能。由于不同的客戶會(huì)使用不同的工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，因此，這種 ASSP 可能會(huì)被過度設(shè)計(jì)，以支持多種協(xié)議。

　　但是，供應(yīng)商希望將他們所有的數(shù)字驅(qū)動(dòng)功能集成到一個(gè)硅片中，要求通信協(xié)議功能規(guī)模不大，能夠作為整個(gè) “ 芯片驅(qū)動(dòng) ” 系統(tǒng)的組成部分來實(shí)現(xiàn)。圖 3 顯示了工業(yè)以太網(wǎng)功能實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)變。

　　圖 3. 從模塊到器件，到芯片集成功能

　　工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的快速發(fā)展

　　第二個(gè)趨勢(shì)是工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的快速發(fā)展。與現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議相似，有很多類型的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，最重要的是，這些標(biāo)準(zhǔn)并沒有在市場(chǎng)上合并。

　　驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供應(yīng)商必須能夠支持 6 到 8 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，才能將其產(chǎn)品銷售到全球不同的工廠中。

　　例如，如果您希望在亞洲和歐洲同時(shí)銷售您的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，同時(shí)適應(yīng) Ethernet POWERLINK 和 EtherCAT，那么，您需要：1）設(shè)計(jì)、開發(fā)，并維持兩組驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)；或者 2）包括 ASSP 以支持多種協(xié)議 —— 希望協(xié)議不會(huì)變化；或者 3）使用可編程平臺(tái)表 1 列出了流行于全世界的某些競(jìng)爭以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

　　表 1. 基于底層現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的競(jìng)爭以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

　　過去，當(dāng)工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)使用標(biāo)準(zhǔn) MAC/ 交換時(shí)，很容易采用微處理器單元 （MPU） 進(jìn)行通信。如果您需要支持新標(biāo)準(zhǔn)，您只需要交換協(xié)議棧 （ 軟件 ）。但是，正如前面所討論的，很多新標(biāo)準(zhǔn)需要特殊的 MAC 實(shí)現(xiàn)。很顯然，應(yīng)對(duì)這些新標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn) MPU 上采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) MAC 和交換機(jī)對(duì)通信協(xié)議進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理是不夠的。

　　某些 MPU 供應(yīng)商開發(fā)了新方法，例如開發(fā)專用嵌入式處理器使用的定制微代碼，用于仿真非標(biāo)準(zhǔn) MAC。但這些是很深?yuàn)W的方法，可能會(huì)有不知道的缺陷。需要特殊 MAC 實(shí)現(xiàn)的協(xié)議通常采用定制硬件方法，取決于產(chǎn)量以及要求的價(jià)格點(diǎn)而使用 ASIC 或者 FPGA。

　　此外，MAC 設(shè)計(jì)總是有可能隨著標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展而改變。為保證您的設(shè)計(jì)今后不會(huì)過時(shí)，采用可編程方法是最安全的。

　　向千兆以太網(wǎng)的發(fā)展