AS-Interface Solution: Estado del arte Fieldbus
AS-Interface (Actuator Sensor Interface) es un sistema Fieldbus para aplicaciones de campo de bajo nivel en la automatización industrial. La aplicación principal es la comunicación con pequeños sensores y actuadores binarios. Los productos AS-Interface de Renesas cumplen con todos los requisitos de los últimos estándares AS-I, según lo definido por AS-International Association, y brindan a los clientes acceso rápido al mundo de la tecnología AS-Interface.
AS-Interface moderniza los sistemas de automatización de manera efectiva, ahorrando costos y tiempo de instalación. Las capacidades fáciles de conectar y usar de los productos AS-Interface minimizan los costos de mantenimiento. Una característica importante de AS-Interface es el «Cable amarillo». Los 2 hilos del cable AS-I transmiten energía y datos a todos los puntos de la red. Para transformar los datos binarios en la capa física de AS-Interface, se requieren circuitos altamente integrados.
Solución ASi-5 y herramientas Renesas
Para ASi-5, Renesas proporciona el silicio en un paquete QFN de 64 pines (9 x 9 mm, paso de 0,5 mm), que consume alrededor de medio vatio en una aplicación típica. Soporta un rango de temperatura de -40°C a 85°C. Renesas también proporciona circuitos de referencia. Renesas se compromete a proporcionar el acceso más fácil a la tecnología ASi-5. Su starter kit viene con un amplio conjunto de documentación, ejemplos, software y herramientas. Más información está disponible en https://info.renesas.com/en-free-asi-5-starter-kit-request, donde los interesados también pueden solicitar un starter kit gratuito.
Para cada dispositivo ASi-5, los usuarios pueden configurar un amplio conjunto de parámetros. Algunos de ellos son obligatorios, mientras que otros son opcionales. Por ejemplo, cada dispositivo ASi-5 tiene un ASIID único, que se compone de una ID de proveedor de 2 bytes y una ID de producto de 5 bytes. El ASIID es un parámetro obligatorio para cada dispositivo ASi-5. Todos estos parámetros están preprogramados en la memoria no volátil del ASI4U-V5 en formato binario. Para facilitar la generación de esta imagen binaria, Renesas proporciona una herramienta con la que se pueden configurar fácilmente todos estos parámetros.
Una vez que se diseña un producto con el dispositivo ASi-5, ¿cómo se puede usar el software y la imagen binaria específica del dispositivo en un proceso de producción?
Herramientas de producción de E/S de datos
Data I/O es el proveedor líder mundial de soluciones avanzadas de implementación de seguridad y programación de datos para microcontroladores, circuitos integrados de seguridad y dispositivos de memoria para la industria de fabricación de productos electrónicos.
Los dispositivos mal programados con algoritmos, continuidad y manejo físico deficientes pueden generar dispositivos que pueden fallar durante la programación, las pruebas en placa, las pruebas funcionales o en campo. El costo del error aumenta exponencialmente si el error se detecta más adelante. Garantizar un proceso de programación de calidad ahorra tiempo y dinero, lo que permite a los clientes llevar los productos al mercado más rápido. Tres componentes principales críticos para lograr esto en la producción comprenden:
– Algoritmo personalizado y adaptador
– Programador
– Uso de sistema de programación automatizado
La calidad de una solución de programación afecta directamente el costo del producto final y el tiempo de comercialización. Las soluciones de Renesas permiten a los clientes de ASi-5 programar dispositivos rápidamente y con alta calidad. Esto puede dar como resultado un rendimiento de producción de hasta el 99,8 %, lo que minimiza los costos y permite que los clientes lleven sus productos al mercado rápidamente.
Algoritmo y adaptador
Para configurar los ajustes de los dispositivos de silicio y programar archivos de imágenes binarias en cada dispositivo en un entorno de producción, los clientes de ASi-5 necesitan un algoritmo, un adaptador y un zócalo específicos diseñados para comunicarse con el programador. El algoritmo es un conjunto de instrucciones que definen el tiempo digital a través de los niveles de corriente y voltaje para programar datos en el dispositivo específico. El adaptador está diseñado para comunicarse entre el dispositivo y el motor de programación para facilitar la conexión. La calidad del algoritmo y el adaptador contribuyen directamente a las características operativas correctas del dispositivo, lo que afecta la vida útil del producto final en el campo.
El algoritmo personalizado de E/S de datos para el dispositivo ASi-5 está escrito de acuerdo con las especificaciones del dispositivo de Renesas. El adaptador Data I/O diseñado para facilitar la comunicación entre el dispositivo ASi-5 y el motor de programación de Data I/O utiliza materiales de alta calidad para entregar señales de programación de bajo ruido para una integridad de señal limpia a los cables ASi-5. El algoritmo y el adaptador se prueban exhaustivamente antes del lanzamiento. Los detalles sobre el algoritmo ASi-5 de Data I/O se pueden encontrar en la web de dataio.
Programador
El motor de programación es el núcleo de las soluciones de programación de Data I/O. El dispositivo Renesas ASi-5 es compatible con el programador FlashCORE de Data I/O. El algoritmo y el motor de programación afectan la velocidad de programación, la carga de la puerta flotante y el voltaje de umbral de la celda, lo que afecta el margen de la celda y la retención de datos a largo plazo del dispositivo.
El motor de programación FlashCORE es capaz de programar el dispositivo ASi-5 en 3 segundos y puede completar el ciclo completo de borrado, programación y verificación en 6 segundos. Cada programador es capaz de programar tres dispositivos ASi-5 en paralelo cada 6 segundos. Data I/O ofrece programadores de escritorio manuales que los clientes pueden usar para programar lotes pequeños para validar el archivo de imagen durante la validación del primer artículo y la producción de NPI antes de pasar a la producción en volumen.
Sistema de Programación Automatizado
Para programar el dispositivo ASi-5 en producción con altos volumenes, Data I/O integra su motor de programación en su controlador de dispositivo automatizado PSV. El PSV7000 de Data I/O es capaz de programar hasta 72 dispositivos ASi-5 en paralelo y el PSV5000 puede programar hasta 18 dispositivos ASi-5 en paralelo. Con soporte para opciones de E/S de medios de bandeja, cinta y tubo, el PSV7000 ofrece velocidad de producción y flexibilidad con una calidad líder en la industria.
Los sistemas PSV están diseñados para la manipulación y alineación robótica de precisión de los dispositivos para garantizar que se manipulen sin dañar el dispositivo antes, durante o después del proceso de programación. Durante todo el proceso de programación de los dispositivos, el sistema de programación valida la buena continuidad entre los conductores del dispositivo ASi-5 y los pines del zócalo para garantizar la integridad de la señal.
Después del proceso de programación, cada dispositivo pasa por una función de verificación para garantizar que se haya programado correctamente. Luego, los clientes tienen la opción de ejecutar los dispositivos programados sobre un sistema integrado de visión de coplanaridad 3D. Esto proporciona inspección física para medir y confirmar que los cables o bolas del dispositivo se encuentran dentro de las tolerancias fabricadas (coplanaridad). Los dispositivos que fallan en la validación del proceso de programación o en la inspección de visión 3D se rechazan, lo que garantiza que solo los dispositivos probados y bien programados se coloquen en los medios de salida.
Con más de 50 años de profunda experiencia técnica en semiconductores y una sólida relación con Renesas, Data I/O desarrolla soluciones de programación que garantizan que los clientes de ASi-5 puedan introducir productos en el mercado rápidamente y con alta calidad.
