IHS 2015年第3季度的最新數(shù)據(jù)顯示，未來幾年，全球范圍內工業(yè)模擬與嵌入式處理市場的年均復合增長率高達9%。這個數(shù)字的背后，是對人們工業(yè)4.0堅定的信心和半導體廠商積極的行動。以建立智能工廠為目標的工業(yè)4.0及類似的全球項目，將會使現(xiàn)有生產(chǎn)力水平提升30%。這一增長從何而來呢？首先是自適應能力的提升，其次是工廠運作效率的提高，同時，人體工程學的運用也會進一步地提高產(chǎn)線上工人的舒適度和效率。當然，客戶和商業(yè)伙伴的融合也必不可少。實現(xiàn)這些目標，最終要落腳在虛實整合的生產(chǎn)系統(tǒng)上：包括實現(xiàn)連接、轉換、網(wǎng)絡、認知、配置架構的傳感器、處理器、軟件和通信。有了堅實的基礎，工業(yè)市場才能在智能制造和生產(chǎn)方面產(chǎn)生飛躍，迎接“工業(yè)4.0”時代的真正到來。

 

圖：工業(yè)模擬與嵌入式處理市場的年均復合增長率高達9%

 

“實現(xiàn)這些功能的模擬與嵌入式器件是德州儀器最專注也最具優(yōu)勢的業(yè)務板塊，”德州儀器（TI）系統(tǒng)工程及營銷副總裁Scott Roller表示：“工業(yè)是TI目前所服務的最大市場，也是未來最重視的市場。”工業(yè)市場正是Scott Roller領導的最近成立的TI系統(tǒng)工程及營銷團隊重點關注的市場之一，他們通過將TI的模擬和嵌入式處理產(chǎn)品轉換成為參考設計和系統(tǒng)的專業(yè)知識，幫助客戶加快設計流程和上市時間?；赥I多年來服務于工業(yè)市場的豐富經(jīng)驗，Scott Roller與21ic記者分享了工業(yè)發(fā)展的三大趨勢，并介紹了TI最新的參考設計方案。

圖：德州儀器（TI）系統(tǒng)工程及營銷副總裁Scott Roller

 

趨勢之一：更高可靠性

 

隨著生產(chǎn)的復雜度提升，工廠環(huán)境的電機、RF無線電、電源或戶外的噪聲源也越來越多，工程師面臨的挑戰(zhàn)是在嘈雜環(huán)境中人員或物體的接近度感測。據(jù)Scott Roller介紹，現(xiàn)有技術無法解決開放式環(huán)境中的問題，需要額外組件或在終端設備上鉆孔。TI推出經(jīng)優(yōu)化的抗噪接近度傳感器系統(tǒng)，實現(xiàn)最大感測距離和響應按鈕按下檢測。這是由一節(jié)5號電池供電的獨立系統(tǒng)，固件包括處理原始數(shù)據(jù)的微分積分算法。其核心器件是FDC2214電容數(shù)字轉換器，在任何環(huán)境中實現(xiàn)可靠、低成本電容式人體和物體感測，通過任意絕緣材料實現(xiàn)的感測使終端設備更美觀。

 

圖：抗噪接近度傳感器系統(tǒng)

 

趨勢之二：更高精度

 

由于工廠控制應用需要更高精度的測量，測試與測量應用對分辨率和準確度要求最高，同時越來越復雜的系統(tǒng)需要額外的診斷信息。以TI采用超低功耗MCU MSP430F5529的高分辨率體重計參考設計為例，它采用的AC電橋激勵幾乎消除了所有偏移和偏移漂移誤差，在允許的溫度范圍內，總體誤差少于1μV。除此之外，TI的高分辨率ADC ADS1262/63還可以用于其他高可靠性系統(tǒng)，其分辨率高達32位，2.5SPS時噪聲低至7nVRMS，可以準確測量對于橋式應用至關重要的小信號，并集成了故障檢測和診斷。

 

圖：高分辨率體重計

 

趨勢之三：更易連接

 

實現(xiàn)感測支持+數(shù)據(jù)記錄+連通性。TI推出帶有NFC接口的超低功耗多傳感器數(shù)據(jù)記錄器參考設計。在由一塊CR-2032 鈕扣電池供電的情況下，數(shù)據(jù)記錄的時間可長達5年。

 

圖：小巧的低功耗NFC數(shù)據(jù)記錄器

 

我們身處一場全新的工業(yè)革命當中。無論將它稱為稱為西方的工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，還是有中國特色的“中國制造2025”，從技術角度看，它們的目標都是將工業(yè)革命的進程與互聯(lián)網(wǎng)革命中所凸顯的計算、信息和通信系統(tǒng)的最新進展結合在一起。智能電子感測、控制和通信技術的發(fā)展正在提升工廠自動化水平，使得效率更高、運營成本更低，并且最終將更好的產(chǎn)品交付到客戶手中。Scott Roller表示，TI正致力于提供實現(xiàn)這次革命所需的用于感測、控制和通信的集成電路。TI在超低功耗技術方面始終是一名創(chuàng)新者和領導者，并將繼續(xù)努力，將專業(yè)知識與能量采集和更多突破性技術組合在一起，在無法進行布線的地方實現(xiàn)先進傳感器的運行。TI將不斷創(chuàng)新，提供在未來幾年間，工廠設備制造商和制造業(yè)系統(tǒng)集成商所需要的智能硬件、軟件和支持，幫助他們實現(xiàn)工業(yè)創(chuàng)新的愿景。

 

在中國市場，TI為眾多工業(yè)領域的客戶提供解決方案，TI最關注工廠自動化、電機驅動、樓宇自動化和能源四大領域。Scott Roller認為，雖然在電網(wǎng)電力自動化等領域非常領先，但中國的工業(yè)水平總體還在工業(yè)3.0的階段。針對中國客戶經(jīng)驗不足、對整套方案需求較多的特點，TI將憑借產(chǎn)品豐富的優(yōu)勢，提供更多的模擬和EP全套解決方案的支持。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術和更多的信息技術越來越發(fā)達，Scott Roller堅信中國客戶在這一領域里將快速成長起來。