Texas Instruments

신제품뉴스

TI, 공장 및 건물 자동화 애플리케이션의 도달 범위를 확장하는 새로운 싱글 페어 이더넷 PHY 출시

TI의 새로운 10BASE-T1L PHY를 통해 10Mbps 신호를 업계 최고 거리인 1.7km까지 전송 가능

텍사스 인스트루먼트가 최대 1.7km의 단일 연선[1]을 통해 10Mbps 이더넷 신호를 전송할 수 있는 새로운 이더넷 PHY를 금일 발표했다. 새로이 출시된 DP83TD510E는 케이블 도달 거리가 국제 전기전자기술자협회(IEEE) 802.3cg 10BASE-T1L 싱글 페어 이더넷 사양의 도달 거리 조건인 200m보다 1.5km 더 길다. 케이블 길이가 추가됨으로써 엔지니어들은 시스템 중량이나 배선 비용을 늘리지 않고도 산업용 통신 도달 거리를 연장할 수 있게 되었다.

10BASE-T1L의 자세한 내용은 기술 원고 “10BASE-T1L 싱글 페어 이더넷 PHY가 더 적은 수의 케이블로 네트워크 에지를 보다 가깝게 만드는 방법” 에서 확인할 수 있다.

원거리 통신에서의 높은 대역폭 수요 충족

공장과 건물 자동화 시스템이 복잡해짐에 따라, 네트워크 에지-노드로 더 많은 데이터를 송수신하게 되었다. 에지-노드 애플리케이션에 직접 접근할 수 있는 기능은 네트워크형 시스템 간 데이터 공유 절차를 간소화하면서도 통제 및 상태에 대한 모니터링 기능을 개선할 수 있다는 이점이 있다.

기존의 에지-노드에 연결성을 제공하는 솔루션은 다수의 필드버스[2] 프로토콜의 분화된 시스템을 사용하는 경우가 많으며, 네트워크 게이트웨이를 통한 프로토콜 변환[3]이 이러한 분화된 시스템을 지원한다. 프로토콜 변환을 통해 통신 네트워크를 통합하면 네트워크 복잡성과 비용이 증가하며, 에지-노드 애플리케이션을 원격으로 모니터링하는 기능도 제한된다.

DP83TD510E 출시로 엔지니어들은 풀 듀플렉스 데이터를 단일 연선을 통해 컨트롤러에서 에지-노드로 전송할 수 있는 단일 커뮤니케이션 네트워크를 실현할 수 있게 되었다. 또한, 고대역폭 통신에 추가적인 프로토콜이나 네트워크 게이트웨이의 필요성을 제거함으로써, ▲HVAC[4] 밸브와 ▲액추에이터[5] 통제, ▲필드 트랜스미터[6], ▲엘리베이터 메인 조작장치, ▲화재 경보 제어 패널 등 원거리 애플리케이션에서 시스템 제어와 상호운용성을 향상시켜 네트워크 관리를 단순화할 수 있다.

기술 백서 "건물 자동화 설계에 싱글 페어 이더넷 활용"은 10BASE-T1L 이더넷 PHY가 건물 자동화 설계의 연결성을 높이는 방법에 대해 설명한다.

뿐만 아니라, 4~20mA 전류 루프와 같은 2선식 [7]필드버스 기술에서 싱글 페어 이더넷으로 업그레이드하면, 네트워크 설계를 더욱 간소화하고 기존 2선식 필드버스 인프라를 재사용함으로써 설치비용도 절감할 수 있다.

본질 안전 시스템에 이더넷 연결성 구축

DP83TD510E는 본질 안전 이더넷 고급 물리 계층(APL; Advanced Physical Layer) 시스템에서 사용할 수 있도록 설계되었다. 이더넷-APL은 IEEE 802.3.cg 10BASE-T1L 표준을 기반으로 한 이더넷 사양으로, 본질 안전 요구사항이 있는 프로세스 자동화 시스템에서 이더넷 네트워킹의 구현을 간소화하기 위해 개발되었다.

특히 폭발 가능성이 있는 위험한 환경에서 사용할 수 있도록 설계된 본질 안전 이더넷 APL 시스템 설계 시 주요 고려사항은 시스템 장애 발생 시에 이더넷 PHY의 전력량과 온도를 낮추는 기능이다. DP83TD510E는 외부 종단 저항[8]을 지원하여 필드 트랜스미터와 같은 원거리 프로세스 자동화 애플리케이션에 사용될 때 돌입 전류를 줄이고 낮은 작동 온도를 유지할 수 있다.

엔지니어들이 보다 쉽게 안전 요구사항을 충족할 수 있도록 지원하는 것 외에도, DP83TD510E의 1V p2p 당45mW 미만의 초저전력 소비로 추가 예비 전력을 확보해 다른 중요 회로에 재할당함으로써 시스템 성능을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

공급 및 가격

DP83TD510E의 초기 생산 버전은 32핀 쿼드 플랫 무연(QFN) [9]패키지로 현재 TI.com을 통해 구입할 수 있으며, 가격은 1,000개 단위로 3.20달러에 판매되고 있다. DP83TD510E-EVM 평가용 모듈도 149달러에 TI.com에서 구매할 수 있으며, 다양한 결제 수단과 배송 옵션을 선택할 수 있다. DP83TD510E는 2021년 초부터 대량 생산될 예정이다.

시스템 설계 요구에 맞는 적절한 싱글 페어 이더넷 PHY

DP83TD510E는 모든 싱글 페어 이더넷 사양 카테고리를 지원하는 이더넷 PHY 트랜시버 포트폴리오에 추가되었다. 점점 확장되고 있는 이 포트폴리오에는 기가비트 통신을 위한 새로운 DP83TG720S-Q1 IEEE 802.3.bp 1000BASE-T1 차량용 이더넷 PHY와 100Mbps 통신을 위한 DP83TC811R-Q1 IEEE 802.3.bw 100BASE-T1 차량용 이더넷 PHY가 포함되어 있다.

주석 ============

[1] 단일 연선: 재질이 동일한 단선을 수 조 또는 수십 조 꼬아 합친 것. 한 본의 소선을 중심으로 그 주위에 다른 소선을 층으로 꼬아 합친 것

[2] 필드버스: 생산 현장에서 사용되는 프로그램 가능 로직 제어기(PLC: Programmable Logic Controller)나 개인용 컴퓨터(PC) 기반의 하드웨어 통신 제어 시스템. 산업 현장을 뜻하는 필드(Field)와 통신을 뜻하는 버스(Bus)의 합성어로, 주로 생산 라인에 적용할 수 있는 통신 시스템 전체를 이르는 용어

[3] 프로토콜 변환: 서로 다른 통신 프로토콜을 사용하는 망 간에 데이터를 교환하기 위해서 전송자의 통신 프로토콜을 수신자의 프로토콜 대응 부분에 적응시키는 것

[4] HVAC: 공기조화기술, 난방, 환기, 냉방 즉 이들을 통합하여 실내 및 자동차 환경의 안락을 위해 쓰이는 기술

[5] 액추에이터: 전기, 유압, 압축 공기 등을 사용하는 원동기의 총칭으로서, 보통은 유체(流體) 에너지를 이용하여 기계적 일을 하는 기기

[6] 필드 트랜스미터: 저항 온도계, 저항형 센서, 열전대, 전압 센서 등의 신호를 측정하고 센서 특성에 따라 직류 신호나 버스 신호(프로피버스 PA 또는 파운데이션 필드버스)로 변환

[7] 2선식: 두 개의 도체로 구성된 회선

[8] 종단 저항: 전송계 및 전송 기기는 여러 가지 설계 기준 임피던스를 가지고 있어서 그것이 특정 저항값에 가까울 때 단말 또는 분단점이 반사 현상을 피하기 위해 종단시키는 저항값

[9] 쿼드 플랫 무연(QFN): 구리 리드프레임 위에 칩이 올리고 와이어 본딩을 한 후 몰딩을 한 형태. 리드가 없어서 작고 가벼우며 전기적 성능과 열적 특성이 우수하고 신뢰성이 좋음

기사입력 : 2020-10-14