工业环境运用乙太网路 TI整理三大要素

自问世以来，乙太网路的发展突飞猛进，现已被大量应用于商用和企业之中。由于乙太网路具有定义明确的标准和易于部署的特性，在工业世界中的广泛应用也是合乎常理。然而，若要在严苛的工业环境中满足乙太网路的需求仍需要深入的洞察力和资源投入。

工业环境和商业环境完全不同，使得在工业环境运作会面临一系列挑战。工业环境往往包括许多严苛的条件，如更宽的温度范围和电压、更高的噪音与机械应力等。工业级乙太网路实体层必须根据乙太网路协议的要求执行。德州仪器系统与应用工程师Aniruddha Khadye整理出系统选择乙太网路实体层时三个必须考虑的重要因素。

1.低延迟

延迟是指数据封包从源头传输到目的地所需的时间。网路中的不同部分将导致整体的网路延迟。工业网路中的通讯对时间有严格要求，应将延迟最小化与精确化。较高的延迟和不同数据封包的到达时间会降低系统性能。

标准乙太网路具有不确定性。IEEE 802.3标准并没有指定乙太网路实体层的最大延迟数。然而，对于工业环境中的乙太网路收发器来说，具备低延迟与确定性延迟非常重要。低延迟与确定性延迟能够加快反应速度并提高可预测性。低延迟可以让应用更快地运行，因为讯息透过网路传播时所需的等待时间更短，而确定性延迟提升了不同网路的同步性。

2.EMI／EMC

电磁干扰（EMI）是系统无意间产生的电磁能量。另一方面，电磁相容（EMC）是指系统能够在其他系统产生电磁能量的环境中运行。电磁干扰（EMI）和电磁相容（EMC）是工业环境中的重要参数，因为其可能包含多种电磁能量来源。

抗电磁干扰性差的系统会辐射大量能量，扰乱周遭的敏感装置并降低效率，因为能量在辐射中被浪费。电磁相容差的设计会使系统高度敏感并导致性能问题。电磁相容设计差的系统性能也可能受其他典型辐射源影响，如Wi-Fi、手机等。

现今存在不同的EMI／EMC标准，如欧洲标准化委员会（EN）、国际无线电干扰特别委员会（CISPR）、美国联邦通讯委员会（FCC）等，这些标准会因地区与预期市场的不同而变化。装置在获得使用认证前，必须满足这些标准规定的要求。这些标准随装置的最终应用而变化。工业市场的EMI／EMC标准较商用市场更为严格。

3.ESD保护

静电放电（ESD）是一种突然进入系统的电流，并与带电体接触。静电放电事件很短，但他们会对系统注入大量能量。如果装置的设计不能承受这类事件，对装置来说是具毁灭性的，通常会导致装置毁坏。由于静电放电并不总是留下明显的毁坏痕迹，因此在复杂的系统中很难找到损坏的装置。作为一个如此重要的参数，诸如国际电工委员会（IEC）61000-4-2已经制定ESD标准，以订定装置必须满足的最低要求。哪些装置必须满足要求，取决于它们的最终应用。与EMI／EMC类似，工业市场的ESD要求比商业市场更为严格。

工业级乙太网路实体层应具有低确定性延迟，符合严格的EMI／EMC标准，并能抵抗ESD事件。TI的乙太网路产品组合能满足这些要求，并已于世界各地的严苛工业环境中投入使用，包括DP83867工业Gigabit乙太网路实体层和DP83826E 10／100乙太网路实体层等装置。