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第四次工業(yè)革命就是芯片推動(dòng)的一次產(chǎn)業(yè)變革

原創(chuàng)
2015/06/30
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“如今,我們已經(jīng)揭開(kāi)了第四次工業(yè)革命的序幕,即通過(guò)高級(jí)集成電路 (IC) 實(shí)現(xiàn)機(jī)器智能,進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)變革進(jìn)程。而我們正處于這次革命的風(fēng)口浪尖,面臨著許多挑戰(zhàn)與機(jī)遇。在第四次工業(yè)革命中,我們通過(guò)提升機(jī)器的智能化程度,一方面可以提高質(zhì)量、可靠性和安全性,進(jìn)而改善整個(gè)制造流程;另一方面可以繼續(xù)保持低廉成本帶來(lái)的優(yōu)勢(shì),并滿足全球范圍內(nèi)對(duì)商品的靈活性需求。”在提到針對(duì)國(guó)內(nèi)工廠自動(dòng)化發(fā)展,芯片廠商所扮演的角色時(shí),德州儀器(TI)中國(guó)區(qū)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理萬(wàn)金海這樣向與非網(wǎng)記者做出如上回答。

關(guān)于國(guó)內(nèi)如火如荼的工廠自動(dòng)化大潮,芯片廠商從他們的角度顯然有很多話可說(shuō),下面就是與非網(wǎng)就此話題對(duì)萬(wàn)金海的采訪實(shí)錄:

德州儀器(TI)中國(guó)區(qū)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理萬(wàn)金海

1. 就您的了解,國(guó)內(nèi)工廠的自動(dòng)化程度如何?是否有明顯的地域特征或者行業(yè)特征?高、中、低端是否差距明顯?

答:國(guó)內(nèi)工廠的自動(dòng)化程度一直逐年提高,特別是近30多年來(lái),工廠自動(dòng)化受益于電子控制系統(tǒng)的演進(jìn),已經(jīng)延伸出PLC(邏輯控制)、 DCS(分散式控制)等小、中、大型控制系統(tǒng)。


模擬技術(shù)精度的提高,通信方式的演進(jìn),CPU處理能力的增強(qiáng),控制方式演進(jìn),都使得工廠自動(dòng)化程度大大的提高。


國(guó)內(nèi)已經(jīng)衍生出一批優(yōu)秀的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)電子控制系統(tǒng)的企業(yè),比如和利時(shí)、浙大中控等,他們的電子控制系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用于國(guó)內(nèi)的工廠,甚至出口至國(guó)外。


但不可否認(rèn),就全球而言,國(guó)內(nèi)工廠自動(dòng)化程度還和國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家有一定差距,特別地域特征明顯,沿海工廠的自動(dòng)化程度要比西部的高,而且高中低檔差距明顯。


2. 從您接觸到的工業(yè)客戶來(lái)看,來(lái)自哪些應(yīng)用或行業(yè)的工廠,其自動(dòng)化的需求會(huì)明顯高于其他行業(yè)?原因是什么?

答:我國(guó)連續(xù)流程自動(dòng)化發(fā)展比較快,主要以能源和重化工為主,比如電力、化工,對(duì)節(jié)點(diǎn)銜接性要求高和工人操作性危險(xiǎn)大,對(duì)自動(dòng)化強(qiáng)制性要求也高。

一些非連續(xù)過(guò)程的工廠,比如、造紙、紡織、機(jī)械加工等制造領(lǐng)域,相對(duì)來(lái)說(shuō)發(fā)展會(huì)慢一點(diǎn),但是可以看到的是,隨著制造性企業(yè)全球性協(xié)作程度不斷升高,為了不在全球競(jìng)爭(zhēng)中被淘汰,非連續(xù)過(guò)程的制造領(lǐng)域,對(duì)自動(dòng)化的要求與日俱增,比如現(xiàn)在在制造行業(yè)興起的機(jī)器人熱,就是順應(yīng)了這個(gè)趨勢(shì)。

3. 以您的觀點(diǎn),目前國(guó)內(nèi)工廠自動(dòng)化進(jìn)程中,來(lái)自工業(yè)客戶的主要需求點(diǎn)或者說(shuō)他們面臨的主要問(wèn)題和困難是什么?

答:在工廠自動(dòng)化進(jìn)程中, 需要工廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)朝著更智能化,大數(shù)據(jù)化和更多傳感節(jié)點(diǎn)的需求,用來(lái)替代人工或者半人工的控制方式。不可避免對(duì)IC級(jí)別的方案提出了更高的要求,同時(shí)也要求芯片的成本要進(jìn)一步的降低。

4. 在工廠自動(dòng)化進(jìn)程中,貴公司扮演一種什么樣的角色?在哪些方面有重點(diǎn)的產(chǎn)品和技術(shù)布局?著力解決應(yīng)用中的哪些問(wèn)題?

答:德州儀器(TI)致力于創(chuàng)造此類低成本、低功耗、高度可靠且具有高處理能力的控制智能、通信和自動(dòng)感應(yīng) IC,引領(lǐng)第四次工業(yè)革命。

TI在針對(duì)工廠數(shù)據(jù)處理、工業(yè)機(jī)器人以及工廠通信方便都有著許多產(chǎn)品和技術(shù)的應(yīng)用。

? 基于KeyStone的AM5K2Ex處理器系列能更快速地處理海量數(shù)據(jù),且功耗更低,持續(xù)工作時(shí)間更長(zhǎng),在惡劣環(huán)境中更加穩(wěn)定可靠,是工廠的理想選擇。傳統(tǒng)上,在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)完成大量計(jì)算需要多個(gè)芯片的處理能力。而AM5K2Ex處理器可將多個(gè)芯片整合到一個(gè)單一的“多核”芯片(即包含不止一個(gè)芯片中央處理組件的處理器)上,因此能節(jié)省運(yùn)算時(shí)間,降低功耗并減少電路板占用空間。由于這些處理器比同類器件擁有容量更大的片上存儲(chǔ)器,其接受訪問(wèn)的速度比片外存儲(chǔ)器要快得多,所以計(jì)算速度也大大提高。

KeyStone平臺(tái)作為整個(gè)芯片的骨干架構(gòu),能夠讓芯片的節(jié)能效果更加顯著,同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)芯片上各個(gè)處理器單元之間的通信?;贙eyStone的處理器能夠關(guān)閉芯片內(nèi)的各種子系統(tǒng)。例如,我們的芯片上有能進(jìn)行加密和解密的安全加速器,當(dāng)不需要安全功能時(shí)可以將其關(guān)閉,從而達(dá)到省電的效果,如果當(dāng)只需要運(yùn)行兩個(gè)內(nèi)核時(shí),可以關(guān)閉另外兩個(gè)內(nèi)核,而當(dāng)有更多的工作需要處理時(shí),便可以重新運(yùn)行它們。AM5K2Ex能經(jīng)受住-40攝氏度至100攝氏度的極端溫度考驗(yàn),這種耐熱性對(duì)工廠自動(dòng)化而言至關(guān)重要,因?yàn)楣S不想在設(shè)備中安裝風(fēng)扇。因此,工廠無(wú)法像筆記本電腦散熱那樣利用風(fēng)扇給芯片降溫,所以芯片本身必須能承受高溫。此外AM5K2Ex處理器能夠提供與其他處理器一樣的性能,同時(shí)擁有更長(zhǎng)的使用壽命。

? 在ARM Cortex-A9類處理器中,Sitara AM437x有史以來(lái)首次能與四核可編程實(shí)時(shí)單元(PRU)相結(jié)合來(lái)處理兩個(gè)工業(yè)協(xié)議。這意味著一個(gè)器件可在與工廠自動(dòng)化系統(tǒng)的“大腦”交流的同時(shí),將信息專門(mén)傳送至機(jī)械臂上的某一電機(jī)。過(guò)去,一個(gè)攝像頭需要一個(gè)單獨(dú)的芯片來(lái)支持,而Sitara MA437x處理器首次包含了兩個(gè)可連接到不同攝像頭的獨(dú)立端口,最終實(shí)現(xiàn)了速度更快、集成度更高、成本效率更高的技術(shù)。

雖然集成了強(qiáng)大的功能,但Sitara MA437x處理器仍然屬于低功耗的器件,因此可以用于由電池供電的設(shè)備中,并且不會(huì)消耗多少電池壽命,由于該處理器在工作時(shí)僅會(huì)產(chǎn)生極少的熱量,所以非常適用于沒(méi)有大量空氣流動(dòng)的工廠應(yīng)用中。

? 在工業(yè)機(jī)器人方面,TI擁有豐富的產(chǎn)品線,例如可用于馬達(dá)、動(dòng)作、傳感器以及視覺(jué)等大部分機(jī)器人關(guān)鍵部件的豐富產(chǎn)品組合。同時(shí)TI還能夠提供成熟可靠的產(chǎn)品和多年積累的尖端技術(shù)。系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性對(duì)工業(yè)應(yīng)用至關(guān)重要。

TI的產(chǎn)品在多年來(lái)得到了廣大工業(yè)客戶和市場(chǎng)的認(rèn)可。例如TI在電機(jī)控制領(lǐng)域積累了二十多年的豐富經(jīng)驗(yàn)。創(chuàng)新的技術(shù)。此外,TI擁有超過(guò)十萬(wàn)種產(chǎn)品,每年平均推出900款新產(chǎn)品。這其中絕大多數(shù)都面向工業(yè)和汽車應(yīng)用。除產(chǎn)品以外,TI也十分重視研發(fā)能使工業(yè)和汽車客戶直接受益的應(yīng)用解決方案。例如電機(jī)控制中,在過(guò)去兩年內(nèi),TI推出了基于C2000的InstaSPIN FOC/Motion電機(jī)控制算法以及基于Sitara產(chǎn)品線的工業(yè)以太網(wǎng)的解決方案。今年,TI還將推出更多的電機(jī)控制解決方案,例如位置編碼器管理、更多的工業(yè)互聯(lián)協(xié)議支持以及信號(hào)隔離等。技術(shù)創(chuàng)新將會(huì)為工業(yè)機(jī)器人和自動(dòng)化應(yīng)用帶來(lái)更多的杰出特性。

  • 更小巧。機(jī)器人系統(tǒng)的尺寸空間有限,因此對(duì)高集成度提出了很高的要求。TI已經(jīng)推出了越來(lái)越多的高集成度解決方案,以減小PCB尺寸,提高可靠性,同時(shí)減少了分立器件的設(shè)計(jì)。
  • 更安全。TI 可提供健全的防護(hù)式電機(jī)驅(qū)動(dòng)解決方案,同時(shí)結(jié)合了過(guò)電流短路保護(hù)、熱保護(hù)、低電壓鎖定和擊穿保護(hù)等;TI也積極的參與并通過(guò)了ISO61580工業(yè)功能安全標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證。SafeTI設(shè)計(jì)套件既能滿足功能安全的需求,也能處理復(fù)雜工業(yè)應(yīng)用中系統(tǒng)的和隨機(jī)的錯(cuò)誤。
  • 更環(huán)保。TI擁有超低功耗RDSON以及先進(jìn)的散熱封裝。PowerPAD系列產(chǎn)品擁有先進(jìn)的睡眠模式和高效的PWM轉(zhuǎn)換及停滯時(shí)間,可以幫助進(jìn)一步降低終端產(chǎn)品的能耗。
  • 更智能。憑借更加高度集成的傳感、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、處理器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和完整的信號(hào)鏈支持,同時(shí)結(jié)合來(lái)自Kilby Lab的智能算法,工程設(shè)計(jì)將會(huì)更為簡(jiǎn)便和快捷。


我們的ADS124x家族廣泛的應(yīng)用于國(guó)內(nèi)主要的PLC/DCS廠家,幫助客戶提高了模擬輸入的精度。

更多關(guān)于工廠自動(dòng)化的資訊,歡迎訪問(wèn)?與非網(wǎng)工廠自動(dòng)化專區(qū)

德州儀器

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德州儀器 (TI) 設(shè)計(jì)和制造模擬、數(shù)字信號(hào)處理和 DLP 芯片技術(shù),幫助客戶開(kāi)發(fā)相關(guān)產(chǎn)品。從連接更多人的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的手機(jī)到支持遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的教室投影儀到可信度、靈活度和自由度更高的修復(fù)器械 - TI 技術(shù)均采用了新的理念,產(chǎn)生了更好的解決方案。

德州儀器 (TI) 設(shè)計(jì)和制造模擬、數(shù)字信號(hào)處理和 DLP 芯片技術(shù),幫助客戶開(kāi)發(fā)相關(guān)產(chǎn)品。從連接更多人的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的手機(jī)到支持遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的教室投影儀到可信度、靈活度和自由度更高的修復(fù)器械 - TI 技術(shù)均采用了新的理念,產(chǎn)生了更好的解決方案。收起

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