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LONWorks-fähig mit Transceiver – Kleiner, leistungsfähiger Chip

Die LonWorks-Netzwerktechnologie von Echelon – eine offene, erweiterbare Architektur, mit der man Geräte von verschiedenen Herstellern steuern und interagieren lassen kann – ist entwickelt worden, um das Leben bequem, einfach und sicher zu machen aber vor allem auch, um Energie zu sparen. Z.B. unterstützen verwaltete Straßenbeleuchtungsnetze in Norwegen und Großbritannien Städte dabei, die Sicherheit für Autofahrer und Fußgänger zu erhöhen und die Kriminalitätsrate sowie die Energiekosten zu senken. Vom Louvre in Paris bis zur U-Bahn von New York oder den Roppongi Hills in Tokio profitieren Millionen Menschen von LonWorks-basierten Steuersystemen. Bei einer derart verbreiteten Nutzung überrascht es nicht, dass LonWorks-Technologie eine weltweite Norm ist (auch bekannt als ISO/IEC14908.1).

Den Kern dieser LonWorks-Netzwerke bilden die Komponenten, die es den Geräten ermöglichen, miteinander zu kommunizieren. Die meisten Geräte können LonWorks-fähig werden, indem man einen einfachen Mikrocontroller und einen Transceiver einbaut. Da die medienunabhängige Plattform viele Arten von physischen Kanälen unterstützt, wie z.B. Twisted Pair, Powerline und Koaxialkabel, hängt die Wahl des Transceivers davon ab, welches physische Medium verwendet wird. Echelon unterstützt zwei Arten physischer Medien: Twisted-Pair-Kabel und Powerline. Die Smart Transceiver integrieren einen 8Bit-Mikrocontroller (der Kern des Neuron-Chipdesigns, das für Steuerungsanwendungen optimiert ist) und entweder einen Twisted-Pair- oder einen Powerline-Transceiver in einen einzigen Chip. Diese Integration ermöglicht es Herstellern, LonWorks-fähige Geräte zu entwickeln, die nicht nur leistungsfähiger, sondern auch kostengünstiger sind. Das folgende Schema stellt ein typisches LonWorks-fähiges Gerät für Twisted-Pair-Medien dar: Die Twisted-Pair Free Topology (FT) Smart-Transceiver bieten eine hohe Unempfindlichkeit gegenüber Gleichtaktrauschen, da ein externer Transformator bei diesem Design verwendet wird. Die Transceiver unterstützen eine Free-Topology-Verkabelung, sodass man die Geräte im Netzwerk über jede Art von Verkabelungsschema wie etwa Stern-, Bus-, Daisy Chain- oder Homerun-Verkabelung miteinander verbinden kann. Die Free-Topology-Verkabelung reduziert Wartungs-, Installations- und Aufrüstkosten, weil Beschränkungen bei der Kabelführung, Verbindung und der Platzierung der Knoten entfallen.

Der neue Chip

Jetzt verbessert Echelons integrierter Twisted-Pair FT Smart Transcei ver der nächsten Generation – der FT 5000 Smart Transceiver – die Rechenleistung und die Kosteneinsparungen von LonWorks-fähigen Geräten noch weiter. Der neue Chip läuft mit 3,3V, der Standardspannung der meisten Chips, die mit den neuesten Silizium-Prozesstechnologien hergestellt werden. Der leistungsfähigere Neuron-Kern arbeitet vier bis 16 Mal schneller als der Kern in den Chips der vorigen Generation, den FT 3120 und FT 3150 Smart Transceiver. Der FT 5000 Smart Transceiver unterstützt zudem mehr Netzwerkvariablen und verfügt über Standardfunktionen, wie die vom Benutzer aktivierten Interrupts. Der Transceiver im neuen Chip ist kompatibel zu Chips der vorigen Generation und Geräte, die über einen der beiden Chips verfügen, können gemeinsam im selben physikalischen Netzwerk eingesetzt werden. Da der Chip über 64kByte RAM verfügt, muss bei Designs, die das Produkt verwenden, kein externer RAM vorgesehen werden. Anwendungen, die für den vorigen Chip erstellt wurden, können zur Ausführung auf dem neuen Chip neu kompiliert werden, sodass Hersteller den Wechsel zum neuen Bauteil problemlos vollziehen können. Trotz dieser neuen Funktionen senkt der FT 5000 die Kosten für einen LonWorks-Knoten um 40 bis 50% im Vergleich zur Verwendung eines FT 3120/FT 3150 Smart Transceivers. (Die Kosten für einen Knoten enthalten nicht nur den Smart Transceiver, sondern auch die peripheren Komponenten, die im Schema oben dargestellt sind.) Diese Einsparungen werden durch die Verwendung einer neuen Speicherarchitektur erzielt, bei der preiswertere externe serielle Flash/EEPROMS anstelle von parallelem Speicher zur nichtflüchtigen Anwendungs-/Datenspeicherung verwendet werden. Und schließlich ist der FT 5000 in einem 7x7mm-QFN-Gehäuse verpackt, was eine erhebliche Verringerung der Größe gegenüber dem Design der vorigen Generation mit 64-Pin-TQFP-Gehäuse darstellt. Dadurch können auch sehr kleine Geräte mit einer LonWorks-Anschlussmöglichkeit ausgestattet werden.

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