工業用イーサネットの物理層（PHY）に必要な特性とは

イーサネットは1970年代の登場から大きく進化を遂げるとともに、オフィスネットワークを中心に広く普及されています。近年加速するインダストリー4.0において、日々増加する情報の通信を支えている技術が工業用イーサネットです。

工業用イーサネットは、高温、振動、騒音、ノイズといった過酷な工業環境においても特定のデータを正確かつ確実に送受信するため、オフィスなどで使われる標準的なイーサネットよりも高い堅牢性が必要です。

アナログ・デバイセズ社が提供する産業用・工業用イーサネットPHY ADIN1200とADIN1300は以下の3つの特長で、より正確・確実な工業用イーサネット通信を実現します。

・業界をリードする優れた遅延性能
・工業用途に対応した動作温度範囲とEMC特性
・気密性の高い環境に適した低消費電力

業界をリードする優れた遅延性能

ADIN1200/ADIN1300は、業界をリードする低い遅延性能を備えています。
これにより、ネットワークサイクルタイムを短縮、ネットワークリフレッシュ時間を改善しより多くのデバイスのネットワーク接続を可能にすることで工業用イーサネットに必要な要件となる、動作制御と安全の確保性を高めます。
ADIN1200/ADIN1300それぞれの遅延性能は以下の通り規定されており、他メーカーと比較して約20%以上遅延が低減されています。

ADIN1200の低い遅延性能（出典：ADIN1200 データシートより抜粋）

ADIN1300の低い遅延性能（出典：ADIN1300 データシートより抜粋）

工業用途に対応した動作温度範囲とEMC特性

ADIN1200/ADIN1300は広い温度範囲での動作が保証されています。

また、さまざまなEMI/EMC/ESD規格にも準拠しているので、工場内などの過酷な環境下においても堅牢な性能を発揮します。

ADIN1200/ADIN1300の動作温度範囲とパッケージ、準拠規格一覧

気密性の高い環境に適した低消費電力

多くの工業用アプリケーションは、埃・塵や湿気・水などから内部のデバイスを守るために密封されています。

そのため、デバイスの熱を逃がすエアフローがないことから、消費電力を考慮した設計が必要です。

とくに周囲の環境温度が高い工業用アプリケーションにおいては、広い動作温度範囲の他に、低消費電力が重要な要素となります。

ADIN1200/ADIN1300の消費電力は以下の通り規定されており、他社製品と比較して約30%以上もの消費電力が低減されています。

ADIN1200/1300の低い消費電力（出典：ADIN1200/ADIN1300 データシートより抜粋）

ADIN1200/ADIN1300の主要な機能を簡単に評価できる評価ボード

ADIN1200/ADIN1300には、主要な機能を簡単に評価できる5V単電源の評価ボードが用意されています。

評価ボードには、MACインターフェースおよびMDIOコントロール用のマスターFPGAシステムへの接続用に、FMCが用意されています。

また、同梱のADuCM3029が搭載されたオプションのMDIOインターフェース・ドングルにより、MDIOを制御することもできます。

超低消費電力でIoTアプリケーションに最適なADuCM3029の特徴は、以下の記事でご確認いただけます。

ADIN1200/ADIN1300の主な機能は以下になります。

・10BASE-Te/100BASE-TX IEEE® 802.3™準拠MII、RMIIおよびRGMII MACインターフェース（ADIN1200）
・10BASE-Te/100BASE-TX/1000BASE-T IEEE® 802.3™準拠MII、RMIIおよびRGMII MACインターフェース（ADIN1300）
・100BASE-TX RGMII遅延：TX < 124ns、RX < 250ns（ADIN1200）
・100BASE-TX MII遅延：TX < 52ns、RX < 248ns（ADIN1200）
・1000BASE-T RGMII遅延：TX < 68ns、RX < 226ns（ADIN1300）
・100BASE-TX MII遅延：TX < 52ns、RX < 248ns（ADIN1300）
・EMC試験規格：
　　　IEC 61000-4-5サージ（±3kV）
　　　IEC 61000-4-4電気高速トランジェント（EFT）（±4kV）
　　　IEC 61000-4-2 ESD（±6kVの接触放電）
　　　IEC 61000-4-6伝導耐性（10V）
　　　EN55022放射妨害波（クラスA）
　　　EN55022伝導放射（クラスB）
・マルチレベル・ピン・ストラップを使用した非管理構成
・IEEE 802.3az準拠のEnergy Efficient Ethernet（EEE）
・IEEE 1588 Start-of-Frame検出
・設定可能LED
・水晶発振器／25MHzクロック入力（RMII用は50MHz）
・25MHz/125MHz同期クロック出力
・小型パッケージと広い動作温度範囲
　　　32ピン（5mm x 5mm）LFCSP（ADIN1200）
　　　40ピン（6mm x 6mm）LFCSP（ADIN1300）
　　　-40°C～+105°Cの周辺温度で動作仕様規定
・低消費電力
　　　139mW（100BASE-TX） 3.3V/2.5V/1.8V MACインターフェースVDDIO電源（ADIN1200）
　　　単電源動作：3.3V VDDIO（ADIN1200）
　　　332mW（1000BASE-T）（ADIN1300）
　　　140mW（100BASE-TX）（ADIN1300）
　　　3.3V/2.5V/1.8V MACインターフェースVDDIO電源（ADIN1300）
　　　電源モニタとPORを内蔵

工業用イーサネットPHYのデモ動画

産業・工業用アプリケーションに最適なイーサネットPHY「ADIN1200/1300」の評価ボードを使ったデモ動画をご覧ください。製品の特長をご紹介後、各機能紹介のデモをお見せしていますので、イーサネットPHYの実際の動作をご確認いただくことができます。

アプリケーション例

・ファクトリーオートメーション
・産業用ロボティクス
・ビルディング・オートメーション

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