安森美半導體推出10BASE-T1S MACPHY乙太網控制器NCN26010, 串接EV充電器的多個並行模組

  1. 前言

    IEEE基於單根雙絞線開發了乙太網標準的新變體,稱為 10BASE-T1S 和 10BASE-T1L,在單對物理層上提供10Mbit/s的頻寬。該規範被稱為IEEE的802.3cg 單對乙太網(SPE)標準。其中10BASE-T1S的S 代表短距離(25公尺,24-26AWG),有利於存在大量電雜訊的短距離應用。另一種稱為10BASE-T1L是長距離,可以把傳輸距離拉得更遠 (1000公尺, 18AWG)。該技術可實現標準乙太網通信,無需閘道來互連不相容的通信系統。

     另外,10BASE-T1S採用物理層防撞(PLCA)機制。PLCA專為半雙工、多點網路(如10BASE-T1S)而設計,消除了帶衝突檢測的載波感知多路訪問(CSMA/CD)的問題,這些問題使乙太網無法在許多工業乙太網應用中使用,因為它可能會出現由數據衝突引起的隨機延遲。PLCA 提供有保證的最大延遲和其他特徵,以克服這些限制。有了 PLCA,傳輸週期從網路節點用於同步的主節點(節點 0)發送的信標開始。發送信標後,傳輸機會將傳遞到節點 1。如果它沒有要發送的數據,它將機會讓給節點 2,依此類推,該過程將繼續,直到每個節點至少獲得一個傳輸機會。然後,主節點啟動一個新週期,主節點發送另一個信標。為了防止節點阻塞總線,jabber功能會在節點超過其分配時間時中斷節點的傳輸,從而允許下一個節點進行傳輸。結果是,對數據輸送量沒有影響,直流總線也沒有數據衝突。

     10BASE-T1S 使用多點拓撲,其中每個節點連接到一根電纜。這消除了對開關的需求,並減少了電纜。每根電纜僅使用一對電線,而不是典型乙太網布線中使用的四對電線。互連甚至可以在印刷電路板上實現。該標準規定至少可以連接八個節點,它的總線長度可達到25米。可以使用八個以上的收發器節點並在更長的距離上進行傳輸。所有傳輸節點共用 10Mbit/s 的頻寬。

  2. 產品特色

    ► 符合 IEEE 802.3cg 10BASE-T1S,集成 MAC 和 10BASE-T1S PHY

    ► 3.3 V 電源電壓

    ► 兩個可配置數位輸出,可以驅動低電流 LED

    ► 薄型 4 mm x 4 mm QFN 32 / TQFP32 (5 mm x 5 mm)

    ►  開放式 Alliance兼容SPI 接口

    ► 支持 IEEE802.3 CSMA/CD 碰撞檢測

    ►  物理層衝突避免 (PLCA) 通過本地實現共享介質上的無衝突操作配置

    ► 增強的抗噪模式,允許在噪聲超過IEEE 802.3cg的水平下進行通信

    ► 在25米UTP電纜上支持 >8個節點

    ► 快速啟動:< 100 毫秒

    ► 支持隔離模式下的引導

  3. 內部方塊圖                                                                                                       
  4. 設計利益

    安森美推出了首款 10BASE-T1S 乙太網控制器NCN26010,將 PHY 和 MAC 相結合,無需外部 MAC 即可連接到控制器、感測器和其他設備。NCN26010適用於光伏逆變器(PVI)系統、電動汽車(EV)充電器和微電網等分散式儲能系統(ESS)。我們看到電動汽車SiC充電器通常由多個並聯模組組成,這些模組共同提供所需的總功率。例如,一個 300 kW的充電站可以使用12個25 kW的模組;每個並行模組的狀態都需要監控。由於設備之間的參數不匹配或其他原因,其中一個模組可能比其他模組運行得更熱。遠端監控模組透過10BASE-T1S 乙太網就可以測量電流、電壓、功率消耗、溫度及故障條件,然後判斷每個模組的實時狀態。這些數據對於準確瞭解每個模組的可用性和可靠性;並確保及時執行系統性維護非常有價值。

  5. 結語

    NCN26010 具有專有的增強型抗雜訊功能,這對於在電氣雜訊較大的環境中進行安裝至關重要。NCN26010新控制器實現了多點 10BASE-T1S (802.3cg) 乙太網,可有效替代傳統的點對點和多點工業通信標準。10Base-T1S可以提供比現有的基於CAN的通信系統更快的通信,並且比更快的100Base-T1系統更便宜。

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