"産業用"イーサネットコネクターの賢い設計方法 - 半導体事業

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設計インターフェースボード MARVELL

近年AI・IoT技術の普及により、製造現場や工場内のデジタル化が進み、その結果通信機器の接続台数が爆発的に増えています。

“一般用ネットワーク”として使用される通信規格の「イーサネット」は、日頃、オフィスや家庭内で何気なく使用しているPCや家電をつないでいます。

一方、産業機器では一般用ネットワークとは異なる条件が求められます。例えば情報の伝達が確実でリアルタイムであることや、高ノイズ耐性などが求められます。これらを満たす”産業用ネットワーク” はイーサネットと互換性のある産業用オープンフィールドネットワークと呼ばれ、代表例はCC-Link®やEtherCAT®が挙げられます。

そんな産業用ネットワークを介して膨大な通信機器が接続される産業機器ですが、基板面積の削減と堅牢性を実現するため、「産業用イーサネットコネクター」への置き換えが進んでいます。本記事では、一般用イーサネットで使用されてきたRJ-45コネクター・LANケーブルとの比較を交えて、産業用に開発されたイーサネットコネクターを使うメリットと、賢い設計方法についてご紹介します。

そもそも、一般用と産業用でコネクター・ケーブルの違いは何？

一般用イーサネットでは、RJ-45コネクタ、LANケーブルが使用されます。産業用イーサネットでは、一般用のコネクター・ケーブルの使用も可能ですが、産業機器向け小型イーサネットコネクター ix Industrialが主流となりつつあります。こちらを元に比較していきます。※ix Industrial、ix Industrialロゴは、ヒロセ電機株式会社の商標、または登録商標です。

	RJ45コネクター	ix Industrialコネクター
体積(mm3) ※参考値	3660	1100
ロック構造	プラスチックツメ	ワンタッチ金属ロック
使用ケーブル	LANケーブル

RJ45コネクター・LANケーブルが産業機器で使用されるときの課題

・ツメが折れると密着度が落ち、ケーブルが抜けたり接続不良を起こしてしまう

・信号線のみでケーブルに入ったノイズを逃がすことができず、通信に影響を受けやすい。そのため、機器として高ノイズ環境への設置が難しい

・リファレンス回路がないとEthernet PHY製品を含めた動作検証などの設計工数がかかる

ix Industrial対応コネクター・ケーブルを使用するメリット

・RJ45コネクターと比較し体積が75%削減、10ミリピッチでコネクターを配置可能

・ワンタッチ金属ロック構造で、機械的強度が向上

・ケーブルは通常のLANケーブルを使用しながら、コネクターにGND端子を配した事で、クロストークを低減

・Ethernet PHY製品を含めたリファレンス回路があるため、評価時間を大幅短縮可能

産業機器向けのコネクター・ケーブルとして、ix Industrialはこれまでの課題を解消する至れり尽くせりのメリットがあることをご理解いただけたかと思います。ではここから、産業用イーサネットコネクターを導入される際に、賢く設計を進める方法についてご紹介していきます。

お客様の声から生まれたix Industrial搭載GPHY評価ボードとは

弊社ではMarvell社のEthernet PHYを長年取り扱っており、産業用イーサネット対応機器をご設計されるお客様からこのようなご要望をいただきました。

「Etherent PHY ICートランスーコネクター間の評価に時間がかかる」

「評価時間短縮のためにも、実績のあるリファレンス回路が欲しい」

そこで、弊社にてix Industrialコネクターと、幅広い導入実績のあるMarvell社Gigabit Ethernet PHYを組み合わせた評価ボードを開発しました。

使用するメリット

・FPGAやCPU評価ボードと接続して評価可能

・リファレンス回路情報をご提供

・実績のある組み合わせですぐにスタート

Marvell GE IX FMC Card 仕様

項目	詳細
I/F	・Ethernet ix Industrialコネクター　x2 （10/100/1000BASE-T）・FMCコネクター　x1
電源	・3.3V　（FMCコネクター経由）・LDO（3.3V→1.8V）・LDO（3.3V→1.0V）
PHY	Marvell 88E1512
その他	RoHS対応、UL対応（基板のみ）
外形サイズ	69mm x 121mm
内容物	・本体・ユーザーマニュアル

今すぐ使ってみたい方は是非お問い合わせください

産業用イーサネットコネクター ix Industrialの詳細と、Marvell GE IX FMC Cardについてご紹介しましたが、いかがでしたでしょうか。

ご設計・ご評価の際に今すぐご活用いただけますので、ご興味をお持ちいただけましたらぜひお問い合わせをお願いします。

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