工业以太网演进的PHY解决方案

　　现代工业环境充斥着复杂的自动化和制造技术，网络连接是使其基本运行的关键所在。工业网络通常包括可编程逻辑控制器(PLC)、电机控制和驱动，以及传感器网络和人机接口(HMI)。以太网技术将工业网络中的所有这些节点连接起来，在网络上传递精确控制和同步时钟等信息。高速装配线机器人是工厂应用以太网的一个例子，通过实时协调节点移动，以确保成品被完好无损的进行包装。

在极端环境中工作

　　在工业环境中，温度很难控制，这是因为通过以太网连接的电机和机器人通常必须在非常高的温度下焊接金属，此外，工厂的建筑结构也造成了难以提供良好的通风条件。为满足工业环境的需求，PHY必须被设计成在很宽的温度范围内能够发挥出其额定性能。例如，工业以太网PHY应能够在-40至85°C的温度范围内工作，可承受125°C的最大结温，即使环境温度持续数小时高温也能保持性能不变。

　　除了在高温下工作，PHY还应能承受高压浪涌。机械设备有时会突然聚积电荷，损坏部件并导致工业系统出现故障。通过增强静电放电(ESD)保护电路，PHY可以适当保护工业环境免受电荷波动的破坏。

　　在工业环境中实现高性能以太网的另一个挑战是，实时应用对延迟有非常严格的限制。在线性菊花链拓扑中，每个节点的延迟要非常小，才能保证整个网络满足快速请求和响应周期时间要求。为满足工业网络的实时要求，PHY应具备低延迟和确定性延迟特性。在菊花链下低延迟能实现更快的响应，而确定性延迟实现跨网络单元的精确定时同步。与未经优化的方案相比，优化后的PHY能够将延迟降低30%至40%，从而提高了效率和效能。

　　满足不断增长的网络速度要求也是工业PHY的一个关键特性。虽然百兆的速度足以满足当今大多数工厂应用的需求，但是要求能够支持千兆电接口的需求越来越多。由于工业设备和网络的安装成本很高，因此建议PHY设备能够支持高达千兆的网络速度要求，以适应未来的解决方案。

工业解决方案的现状和未来

　　工厂变得更加智能，更加网络化，一些行业专家认为正在出现第四次工业革命。然而，随着不断出现的工业创新，很显然在工厂中维持高性能互联将变得愈发重要。连接延迟、中断或故障有可能使生产减缓甚至停产，从而导致收入损失。不受恶劣工厂条件影响的硬件连接对于工业网络的实现是非常有价值的。

　　Marvell的88E1512P、88E1510Q和88E1548P PHY系列产品专为满足实时工业以太网的严格要求而设计，可用于千兆独立和交换系统的快速开发和部署。Marvell的PHY系列解决方案提供增强ESD保护、低延迟和确定性延迟特性，并具备在扩展温度范围内工作的能力，保证了工业网络能够长期保持性能稳定。Marvell的收发器符合1000BASE-T、100BASE-TX和10BASE-T标准，满足了工厂当前和未来的网络速度要求。该系列还支持采用了新一代MAC的节能以太网(EEE，Energy Efficient Ethernet)。这系列PHY产品提供48管脚、56管脚QFN封装或196管脚TFBGA封装，以及各种主机接口选择，例如RGMII、MII和SGMII。 Marvell还提供配合PHY产品系列的Prestera®和Link Street® 交换机芯片和ARMADA 嵌入式系統芯片。