- 工業(yè)聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)各據(jù)山頭 新一代TSN揭竿而起

羅霖指出，看好TSN的潛力，該公司預(yù)計(jì)將于2016年年底推出支持TSN的相關(guān)芯片及參考設(shè)計(jì)，以加速實(shí)現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。他分析，F(xiàn)PGA具備可編程的優(yōu)勢，在設(shè)計(jì)上具備高度的彈性，因此雖然TSN目前標(biāo)準(zhǔn)尚未底定，但依然可隨時(shí)在FPGA進(jìn)行修改，再者，現(xiàn)階段尚未有較好的特殊應(yīng)用集成電路(ASIC)可支持TSN標(biāo)準(zhǔn)，為FPGA廠商發(fā)展的一大優(yōu)勢。

整體而言，黎柏鈞透露，TSN標(biāo)準(zhǔn)將有望于2020年底定?，F(xiàn)在各大廠商皆引頸期盼未來可將所有工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息全部整合到此新的通訊協(xié)議之內(nèi)，若全球工業(yè)通訊協(xié)議都基于TSN標(biāo)準(zhǔn)，即可很容易地透過集中式的云端服務(wù)器，以單一系統(tǒng)支持工廠網(wǎng)絡(luò)訊息。

Cisco攜手NI　共推TSN先期技術(shù)平臺
為加快TSN標(biāo)準(zhǔn)制定的速度，國家儀器日前推出TSN的先期技術(shù)平臺，以便長期支持開發(fā)同步化與通訊作業(yè)的全新標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。在思科和英特爾的協(xié)力合作之下，國家儀器協(xié)助客戶打造分布式系統(tǒng)，針對分布式控制與量測循環(huán)，執(zhí)行同步化I/O、程序代碼與精確的通訊作業(yè)，而這些作業(yè)都能在以太網(wǎng)絡(luò)上完成。

橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室(Oak Ridge National Laboratory, ORNL)電力與能源系統(tǒng)組長Mark Buckner表示，橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室正努力找出方案，以便解決加速部署分布式可再生能源而對全球電網(wǎng)穩(wěn)定性與控制所帶來的挑戰(zhàn)，與國家儀器和思科合作后，該公司發(fā)現(xiàn)TSN可提供絕佳的微電網(wǎng)協(xié)調(diào)與控制，供電系統(tǒng)因而可以更快恢復(fù)正常運(yùn)作。

TSN能夠在標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)絡(luò)上建立分布式、可同步化的Hard Real-Time系統(tǒng)。這些系統(tǒng)使用同樣的架構(gòu)執(zhí)行Real-Time控制與傳遞所有標(biāo)準(zhǔn)信息科技(IT)數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)著控制、量測、設(shè)定、人機(jī)接口(UI)與檔案交換架構(gòu)的整合。其網(wǎng)絡(luò)整合、安全控制流量與高效能的特性，可能會徹底改變系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與維護(hù)。

先期技術(shù)平臺包含全新的CompactRIO控制器、具備Intel Atom處理器與支持TSN的Intel i210 NIC，能夠提供速度更快、能源消耗更低、更具成本效益的解決方案。這些控制器透過LabVIEW系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件與網(wǎng)絡(luò)保持時(shí)間同步，并可在Real-Time處理器與FPGA運(yùn)作的程序代碼上顯示時(shí)間LabVIEW的設(shè)計(jì)以時(shí)間做為核心概念；透過網(wǎng)絡(luò)上多個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸排程，可幫助用戶緊密整合訊號處理、控制算法與I/O時(shí)序。

事實(shí)上，目前已有許多客戶運(yùn)用此項(xiàng)TSN技術(shù)，例如，亞琛工業(yè)大學(xué)(RWTH Aachen University)的機(jī)臺工具與制造工程實(shí)驗(yàn)室，改良了新一代計(jì)算機(jī)數(shù)值控制的機(jī)臺制作技術(shù)；EUV Tech開發(fā)了創(chuàng)新的半導(dǎo)體處理機(jī)臺；橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室則得以執(zhí)行未來電網(wǎng)的研究。

國家儀器參與AVnu聯(lián)盟、IEEE 802.1、IEEE 1588、因特網(wǎng)工程任務(wù)小組與OPC基金會等多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織，藉以統(tǒng)合與業(yè)界應(yīng)用鏈接的知識，致力在標(biāo)準(zhǔn)整合式以太網(wǎng)絡(luò)上，針對精確通訊與同步化時(shí)序，創(chuàng)造出一套共享的方法。

除了新興的TSN通訊標(biāo)準(zhǔn)之外，既有的工業(yè)以太網(wǎng)發(fā)展趨勢亦不容錯(cuò)過。畢竟TSN技術(shù)預(yù)計(jì)須等到2020年方能大舉問世。

網(wǎng)絡(luò)在智能工廠中扮演舉足輕重的角色，各種傳感器和設(shè)備機(jī)臺都需要透過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互相鏈接，才能實(shí)現(xiàn)智慧工廠的愿景。由以太網(wǎng)絡(luò)協(xié)議衍生出來的工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)協(xié)議種類繁多，其中又以獲得中國政府大力支持的EtherCAT和POWERLINK在亞洲市場最受歡迎。

中國政府帶頭沖　EtherCAT/POWERLINK潛力十足
羅霖表示，EtherCAT與POWERLINK等兩項(xiàng)通訊協(xié)議目前亞洲的主流標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，特別是在機(jī)器人、連接行動(dòng)運(yùn)算(Connected Mobile Computing, CMC)的運(yùn)動(dòng)控制(Motion Control)以及電力線通訊(PLC)等領(lǐng)域，應(yīng)用最為普遍。加上中國政府正極力促成EtherCAT與POWERLINK等兩項(xiàng)通訊協(xié)議，將該協(xié)議訂立成為推薦型標(biāo)準(zhǔn)，其后勁凌厲且實(shí)力還未完全展現(xiàn)。

羅霖進(jìn)一步指出，POWERLINK具備開源版本，可提供原始碼，因此開發(fā)者可自行實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能；而EtherCAT早期推廣良好，許多控制器、服務(wù)器與I/O設(shè)備開發(fā)商已相繼支持此協(xié)議，一旦這些接口設(shè)備種類越來越多，開發(fā)者采用該標(biāo)準(zhǔn)也會隨之而增。換言之，這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)具備開放與生態(tài)系統(tǒng)完整等優(yōu)勢。

相較之下，歐美地區(qū)則以洛克威爾自動(dòng)化(Rockwell Automation)提倡的Ethernet/IP及西門子主推的PROFINET為主。羅霖認(rèn)為，兩個(gè)協(xié)議背后主要是單一廠商在推動(dòng)，所以較為封閉，采用的人數(shù)不多。此外，PROFINET的通訊協(xié)議需搭配ASIC芯片，對開發(fā)商來說，進(jìn)入門坎較高且受到更多限制。