明日之星——新一代TSN通訊協(xié)議

工業(yè)4.0與工業(yè)自動(dòng)化的風(fēng)潮興起，帶動(dòng)生產(chǎn)管理對(duì)于效能和良率要求倍增，使得工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的通訊頻寬需求日益攀升，期望透過工廠擷取的高資訊量分析大數(shù)據(jù)，推動(dòng)新一代智慧制造應(yīng)用。有鑒于此，各大廠商紛紛加入制定新一代TSN通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)工業(yè)以太網(wǎng)邁向Gbit/s時(shí)代。

為推動(dòng)新一代智慧制造應(yīng)用，各大廠商紛紛加入制定新一代TSN通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)工業(yè)以太網(wǎng)邁向Gbit/s時(shí)代。據(jù)了解，TSN標(biāo)準(zhǔn)將有望于2020年底定。

瑞薩電子行銷事業(yè)部泛用市場(chǎng)行銷部經(jīng)理黎柏鈞表示，目前主流的工業(yè)乙太網(wǎng)通訊標(biāo)準(zhǔn)包含EtherCAT、Ethernet/IP、Modbus/TCP與PROFINET等，而這些通訊協(xié)定皆僅能以10～100Mbit/s乙太網(wǎng)路為基礎(chǔ)，且這些協(xié)定背后皆有各自支持的廠商，難以形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

相較之下，黎柏鈞分析，新推出的TSN通訊標(biāo)準(zhǔn)，具備高資料量傳輸與優(yōu)先權(quán)設(shè)定功能等優(yōu)勢(shì)，將有望成為工業(yè)通訊應(yīng)用的明日之星。他透露，現(xiàn)有的工業(yè)乙太網(wǎng)協(xié)定未來將會(huì)成為TSN網(wǎng)路之上的專屬網(wǎng)路協(xié)定，因此這類協(xié)定依舊會(huì)存在，但彼此之間不會(huì)互相取代的問題產(chǎn)生。

黎柏鈞指出，既有的工業(yè)乙太網(wǎng)路對(duì)現(xiàn)有工業(yè)設(shè)備已綽綽有余，但若是要實(shí)現(xiàn)未來工業(yè)4.0，以云端伺服器控管全球工業(yè)系統(tǒng)的愿景，則需倚靠TSN這種Gbit/s等級(jí)的傳輸量才足夠。

現(xiàn)階段TSN尚有許多標(biāo)準(zhǔn)未底定，但已有國(guó)家儀器(NI)、BoschRexroth、思科、英特爾、庫(kù)卡、施耐德電機(jī)、TTTech等大廠正攜手工業(yè)網(wǎng)際網(wǎng)路聯(lián)盟開發(fā)TSN測(cè)試臺(tái)。

黎柏鈞談到，TSN本身定義的頻寬較大，若以1Gbit/s為例，可達(dá)現(xiàn)有工業(yè)乙太網(wǎng)的10倍之多。換言之，若原來的資料只能切50個(gè)訊框(Frame)存取資料，透過TSN可提升至500個(gè)時(shí)框。因此，TSN可支援所有應(yīng)用在馬達(dá)、感測(cè)器與控制器上面的通訊協(xié)定，并定義不同資料量的感測(cè)區(qū)塊。

另一方面，現(xiàn)今TCP/IP已主宰了許多通訊協(xié)定標(biāo)準(zhǔn)。黎柏鈞分析，未來TSN要掌握工業(yè)通訊協(xié)定的主導(dǎo)權(quán)并非不可能。以TCP/IP來說，主要是以實(shí)現(xiàn)全球的IP透過TCP/IP皆可以擷取資料為訴求;時(shí)至今日，工業(yè)對(duì)于優(yōu)先權(quán)設(shè)定的要求與日俱增，舉例來說，假設(shè)定義一個(gè)內(nèi)含五顆馬達(dá)的機(jī)器手臂，這些馬達(dá)的資料交換需優(yōu)先處理，以實(shí)現(xiàn)小區(qū)域網(wǎng)路的即時(shí)傳輸功能，達(dá)到有效的控制。而這樣的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于專注于所有資料交換優(yōu)先權(quán)順序傳輸?shù)腡SN工業(yè)乙太網(wǎng)路實(shí)為一大優(yōu)勢(shì)。

黎柏鈞透露，TSN標(biāo)準(zhǔn)將有望于2020年底定?，F(xiàn)在各大廠商皆引頸期盼未來可將所有工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)資訊全部整合到此新的通訊協(xié)議之內(nèi)，若全球工業(yè)通訊協(xié)議行駛于TSN標(biāo)準(zhǔn)，即可很容易地透過集權(quán)式的云端伺服器，以單一系統(tǒng)支援工廠網(wǎng)路訊息。