Sensor-Aktor-Kommunikation Einfacher Zugang zu IO-Link-Funktionen

Redakteur: Dipl. -Ing. Ines Stotz

Mit zunehmendem Funktionsumfang und mehr Leistung wird eine umfassendere und komplexere Kommunikation zwischen Steuerungsgeräten und Sensoren sowie Aktoren notwendig. Renesas Electronics bringt dafür vier 16-Bit-Mikrocontroller als IO-Link Slave-Devices auf den Markt und hat die Entwicklung einer Zweikanal-Single-Chip-Lösung für IO-Link Master-Anwendungen angekündigt.

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Die neuen MCUs von Renesas sind im BGA-Gehäuse untergebracht — was 56 Prozent kleiner als das frühere QFN-Gehäuse ist
Die neuen MCUs von Renesas sind im BGA-Gehäuse untergebracht — was 56 Prozent kleiner als das frühere QFN-Gehäuse ist
( Archiv: Vogel Business Media )

IO-Link ist das neue Standardprotokoll für die serielle digitale Datenkommunikation zwischen Systemsteuerungseinheiten (Master-Geräten) und Sensoren oder Aktoren (Slave-Geräten) in Automatisierungssystemen. Es zeichnet sich primär durch folgende Vorteile aus: Kompatible Integration in bestehende Feldbus- oder Industrial-Ethernet-Umgebungen möglich; für die Übertragung von Prozess-, Parameter- und Diagnosedaten ist nur noch ein Kabel nötig; Kompatible Verkabelung zu bestehender Sensor-Kommunikation.

Anwender von Industriegeräten benötigen in diesem Umfeld Mikrocontroller, die einen einfachen Zugang zu IO-Link-Funktionen bieten. Hier gehört es zum Fokus von Renesas Electronics, einem führenden Hersteller hochmoderner Halbleiter-Lösungen, die Integration so einfach wie möglich zu gestalten und bietet seit 2009 Produkte, in denen eine MCU zusammen mit einem IO-Link-Transceiver von Elmos Semiconductors in einem einzigen 8 × 8 mm QFN-Gehäuse integriert sind.

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56 Prozent verkleinertes Gehäuse

Jetzt hat das Unternehmen ein radikal verkleinertes Gehäuse für die Anforderungen von Minisensoren entwickelt: Die neuen MCUs sind in einem 4 × 7 mm großen BGA-Gehäuse untergebracht — dies entspricht einer Verkleinerung um 56 Prozent gegenüber dem früheren QFN-Gehäuse. Damit kommt Renesas den Anforderungen nach noch weitergehender Miniaturisierung und erhöhter Performance nach. Denn Dank der integrierten 16-Bit 78K0R MCU mit einer Betriebsfrequenz von 20 MHz bieten die neuen Bausteine zudem eine schnellere Datenübertragung zwischen Steuergerät und Sensoren sowie eine verbesserte Echtzeit-Rechenleistung.

Außerdem ermöglichen die MCU-Varianten mit 32 bis 128 kB Flash-Speicher und 4 bis 7 kB SRAM es den Entwicklern, ihr System flexibel an die Signalverarbeitung der unterschiedlichsten Sensoren anpassen zu können. Zusätzlich enthalten sie A/D-Wandler und serielle Schnittstellen zum Anschluss der verschiedensten Sensoren. Ferner gestattet eine integrierte DMA-Funktion (Direct Memory Access) eine effiziente Datenverarbeitung und -kommunikation.

Mit dem neuen Development Kit, das in Zusammenarbeit mit der TMG Karlsruhe entwickelt wurde, lässt sich die Entwicklungszeit für Geräte mit Miniatursensoren verkürzen und eine Unterstützung für IO-Link schnell implementieren.

Zweikanal Single-Chip IO-Link Master-Lösung

Im nächsten Schritt hat Renesas jüngst die Entwicklung einer Zweikanal Single-Chip IO-Link-Lösung für IO-Link Master-Anwendungen angekündigt. Dies erfolgt ebenfalls in enger Zusammenarbeit mit den Partnerunternehmen Elmos Semiconductor und TMG-Karlsruhe. Die IO-Link-Lösung enthält einen 16-Bit Mikrocontroller (MCU) auf der Basis eines 78K0R-Cores von Renesas, der zusammen mit einem Zweikanal IO-Link-Transceiver von Elmos in einem 9 x 9 mm kleinen QFN-Gehäuse integriert ist.

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