安森美半导体推出10BASE-T1S MACPHY乙太网控制器NCN26010, 串接EV充电器的多个并行模组

  1. 前言

    IEEE基于单根双绞线开发了乙太网标准的新变体,称为 10BASE-T1S 和 10BASE-T1L,在单对物理层上提供10Mbit/s的频宽。该规范被称为IEEE的802.3cg 单对乙太网(SPE)标准。其中10BASE-T1S的S 代表短距离(25米,24-26AWG),有利于存在大量电杂讯的短距离应用。另一种称为10BASE-T1L是长距离,可以把传输距离拉得更远 (1000米, 18AWG)。该技术可实现标准乙太网通信,无需闸道来互连不相容的通信系统。

     另外,10BASE-T1S采用物理层防撞(PLCA)机制。PLCA专为半双工、多点网路(如10BASE-T1S)而设计,消除了带冲突检测的载波感知多路访问(CSMA/CD)的问题,这些问题使乙太网无法在许多工业乙太网应用中使用,因为它可能会出现由数据冲突引起的随机延迟。PLCA 提供有保证的最大延迟和其他特征,以克服这些限制。有了 PLCA,传输周期从网路节点用于同步的主节点(节点 0)发送的信标开始。发送信标后,传输机会将传递到节点 1。如果它没有要发送的数据,它将机会让给节点 2,依此类推,该过程将继续,直到每个节点至少获得一个传输机会。然后,主节点启动一个新周期,主节点发送另一个信标。为了防止节点阻塞总线,jabber功能会在节点超过其分配时间时中断节点的传输,从而允许下一个节点进行传输。结果是,对数据输送量没有影响,直流总线也没有数据冲突。

     10BASE-T1S 使用多点拓扑,其中每个节点连接到一根电缆。这消除了对开关的需求,并减少了电缆。每根电缆仅使用一对电线,而不是典型乙太网布线中使用的四对电线。互连甚至可以在印刷电路板上实现。该标准规定至少可以连接八个节点,它的总线长度可达到25米。可以使用八个以上的收发器节点并在更长的距离上进行传输。所有传输节点共用 10Mbit/s 的频宽。

  2. 产品特色

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

    ► 3.3 V 电源电压

    ► 两个可配置数位输出,可以驱动低电流 LED

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

    ►  开放式 Alliance兼容SPI 接口

    ► 支持 IEEE802.3 CSMA/CD 碰撞检测

    ►  物理层冲突避免 (PLCA) 通过本地实现共享介质上的无冲突操作配置

    ► 增强的抗噪模式,允许在噪声超过IEEE 802.3cg的水平下进行通信

    ► 在25米UTP电缆上支持 >8个节点

    ► 快速启动:< 100 毫秒

    ► 支持隔离模式下的引导

  3. 内部方块图                                                                                                       
  4. 设计利益

    安森美推出了首款 10BASE-T1S 乙太网控制器NCN26010,将 PHY 和 MAC 相结合,无需外部 MAC 即可连接到控制器、感测器和其他设备。NCN26010适用于光伏逆变器(PVI)系统、电动汽车(EV)充电器和微电网等分散式储能系统(ESS)。我们看到电动汽车SiC充电器通常由多个并联模组组成,这些模组共同提供所需的总功率。例如,一个 300 kW的充电站可以使用12个25 kW的模组;每个并行模组的状态都需要监控。由于设备之间的参数不匹配或其他原因,其中一个模组可能比其他模组运行得更热。远端监控模组透过10BASE-T1S 乙太网就可以测量电流、电压、功率消耗、温度及故障条件,然后判断每个模组的实时状态。这些数据对于准确了解每个模组的可用性和可靠性;并确保及时执行系统性维护非常有价值。

  5. 结语

    NCN26010 具有专有的增强型抗杂讯功能,这对于在电气杂讯较大的环境中进行安装至关重要。NCN26010新控制器实现了多点 10BASE-T1S (802.3cg) 乙太网,可有效替代传统的点对点和多点工业通信标准。10Base-T1S可以提供比现有的基于CAN的通信系统更快的通信,并且比更快的100Base-T1系统更便宜。

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