নির্ভরযোগ্য এবং স্থিতিশীল যোগাযোগ আন্তঃসংযোগ শিল্প অটোমেশনের প্রাণবন্ত। শিল্প সরঞ্জামের মধ্যে বিপুল সংখ্যক সেন্সর এবং অ্যাকুয়েটর, এবং বাস্তব{{1}বিশ্ব শিল্প পরিস্থিতিতে প্রচলিত প্রচুর সিস্টেম এবং প্রোটোকলের প্রেক্ষিতে, সমগ্র প্রক্রিয়া জুড়ে ডেটা প্রেরণ এবং রূপান্তর করার জন্য অসংখ্য ঐতিহ্যবাহী গেটওয়ে নিযুক্ত করা হয়। ইন্ডাস্ট্রিয়াল অটোমেশনকে উন্মুক্ত ডেটা অ্যাক্সেস এবং রিয়েল টাইম কন্ট্রোলের জন্য আইটি সিস্টেমের প্রয়োজনীয়তার জন্য অবশ্যই অ্যাকাউন্ট করতে হবে।
ফিল্ডবাস সিস্টেমের তুলনায় বড় আকারের ডেটা ট্রান্সমিশনের দক্ষতা এবং সিঙ্ক্রোনাইজেশনকে যথেষ্ট পরিমাণে বাড়িয়ে, শিল্প ইথারনেট এই বিষয়ে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেছে। হার্ডওয়্যার- অনুসারে, ইথারনেট সুইচিং সরঞ্জামের মধ্যে রয়েছে ইথারনেট সুইচ চিপ, সিপিইউ, পিএইচওয়াই, পিসিবি, এবং ইন্টারফেস/পোর্ট সাবসিস্টেম, যেখানে ইথারনেট সুইচ চিপ একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। এই চিপগুলি প্রচুর পরিমাণে ডেটা এবং মেসেজ ফরওয়ার্ডিং স্যুইচ এবং প্রক্রিয়াকরণের জন্য বিশেষায়িত, নেটওয়ার্কিংয়ের জন্য অ্যাপ্লিকেশন-অপ্টিমাইজ করা ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট হিসাবে পরিবেশন করে৷ প্রধান সুইচ চিপ সরবরাহকারীরা সাধারণত ব্যাপক প্রোটোকল সমর্থন এবং শক্তিশালী কার্যকারিতা সহ বাণিজ্যিক-গ্রেড পণ্য অফার করে।
সুইচ চিপ ইন্টিগ্রেশন
নেটওয়ার্ক স্যুইচিং ফাংশনগুলি সাধারণত ইথারনেটের লেয়ার 2 MAC এ প্রয়োগ করা হয়। প্রারম্ভিক ইথারনেট সুইচ চিপগুলিতে সাধারণত শুধুমাত্র MAC স্তর থাকে, প্রকৃত ইথারনেট সংযোগ স্থাপনের জন্য লেয়ার 1 এ PHY চিপগুলির উপর নির্ভর করে। প্রযুক্তিগত অগ্রগতি এবং সরলীকৃত সিস্টেম আর্কিটেকচারের জন্য ক্রমবর্ধমান ব্যবহারকারীর চাহিদার সাথে, ফিজিক্যাল লেয়ার (PHY) এবং লিঙ্ক লেয়ার (MAC) একীভূতকারী নেটওয়ার্ক সুইচ চিপগুলি আবির্ভূত হয়েছে এবং ব্যাপক গ্রহণযোগ্যতা অর্জন করেছে।
বর্তমানে, অনেক 10M/100M সুইচ চিপ এই ইন্টিগ্রেশন অর্জন করেছে। যাইহোক, 10G সুইচ চিপস এবং গিগাবিট পোর্ট স্ট্যান্ডার্ড সুইচগুলিতে এখনও সাধারণত ডেডিকেটেড PHY চিপগুলির প্রয়োজন হয়। ইথারনেট সংযোগ নিয়ে আলোচনা করার সময়, ব্রডকম একটি মূল খেলোয়াড়। ব্রডকম দীর্ঘদিন ধরে ইথারনেট সুইচ চিপ সেক্টরে নেতৃত্ব দিয়ে আসছে, যা ইথারনেট সুইচিং সরঞ্জাম এবং চিপগুলির শিল্পের সবচেয়ে ব্যাপক পরিসর সরবরাহ করে।
ইন্টিগ্রেশনের বিষয়ে, ব্রডকমের রোবোসউইচ আর্কিটেকচার ইথারনেট সুইচিং সলিউশন 5-24 পোর্ট কনফিগারেশন যা ফাস্ট ইথারনেট এবং গিগাবিট ইথারনেট (GbE) সমর্থন করে। এই উচ্চ-গতি এবং গিগাবিট ইথারনেট সুইচিং সমাধানগুলির মধ্যে, একটি উচ্চ-স্পিড সুইচিং সিস্টেমের সমস্ত ফাংশন-প্যাকেট বাফার, ফিজিক্যাল লেয়ার ট্রান্সসিভার, মিডিয়া অ্যাক্সেস কন্ট্রোলার (MAC), ঠিকানা ব্যবস্থাপনা, পোর্ট-ভিত্তিক রেট কন্ট্রোল, এবং নন{{7}-এর মধ্যে রেট কন্ট্রোল করা হয়। একটি একক CMOS চিপ। ইন্টিগ্রেশনের এই স্তরটি শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যতিক্রমীভাবে উচ্চ।
সহযোগিতামূলক ক্রিয়াকলাপের সময় উচ্চ ডেটা প্রক্রিয়াকরণ ক্ষমতা নিশ্চিত করতে, সুইচ চিপের অভ্যন্তরীণ লজিক পথগুলি অত্যন্ত জটিল। শিল্পের-প্রধান নির্মাতাদের স্থাপত্যগুলি 100M/1GE/2.5GE এবং 10GE সহ একাধিক গতি সমর্থন করে, উচ্চ গতির আপলিঙ্ক সংযোগগুলি অর্জন করতে 2.5GbE/10GbE গতি ব্যবহার করে। ইন্টিগ্রেটেড সুইচ চিপ সরাসরি এটির মধ্যে একটি CPU অন্তর্ভুক্ত করে, একটি একক{10}}CPU-পরিচালিত সুইচিং প্ল্যাটফর্মের নকশা সক্ষম করে যা বহিরাগত প্রসেসরের প্রয়োজন ছাড়াই ক্যাসকেডিং মোড সমর্থন করে৷
ডেটা সেন্টারের পরিস্থিতি এবং গভীর শিক্ষার নেটওয়ার্ক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, সুইচ চিপগুলি আরও উচ্চতর একীকরণ স্তর অর্জন করে। উদাহরণ স্বরূপ, বাজারের সর্বোচ্চ-ইন্টিগ্রেশন, সর্বোচ্চ-ব্যান্ডউইথ স্ট্র্যাটাএক্সজিএস সিরিজের বৈশিষ্ট্যগুলি সমন্বিত একক-চিপ সমাধান যা বিভিন্ন গিগাবিট থেকে বেশ কয়েকটি টেরাবিট পর্যন্ত স্কেলিং করতে সক্ষম।
একাধিক-প্রটোকল সমর্থন
শিল্প যোগাযোগ প্রোটোকলের ব্যাপকতা ব্যাপকভাবে স্বীকৃত, এবং মাল্টি-প্রোটোকল সুইচ চিপগুলি নিঃসন্দেহে শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে আরও বেশি আবেদন রাখে, উল্লেখযোগ্যভাবে ডিজাইনের জটিলতাগুলি হ্রাস করে। ADI এর FIDO5100 এবং FIDO5200 মাল্টি-প্রটোকল সুইচ চিপগুলি হোস্ট প্রসেসর থেকে ডাউনলোড করা ফার্মওয়্যার ব্যবহার করে কাস্টমাইজযোগ্য সেটিংসের মাধ্যমে প্রোটোকল সমর্থন অর্জন করে। এই ফার্মওয়্যারটি বাস্তব-সময়ের ইথারনেট মাল্টি-প্রটোকল সুইচ ড্রাইভারের সাথে একত্রিত হয় এবং পাওয়ার-আপের সময় ডাউনলোড করা হয়।
(সম্পূর্ণ প্রোটোকল সমর্থন, ADI)
স্কেলেবল এবং নমনীয় কনফিগারেশন সুইচ চিপকে যেকোনো হোস্ট প্রসেসরের সাথে নিরবিচ্ছিন্নভাবে ইন্টারফেস করতে সক্ষম করে। নির্দিষ্ট প্রোটোকলের জন্য ডিভাইস ড্রাইভারগুলিকে কাজে লাগানোর মাধ্যমে, এটি নমনীয় সিস্টেম পার্টিশনের সুবিধা দেয় যখন যে কোনও বিক্রেতার থেকে প্রোটোকল স্ট্যাকগুলি ব্যবহার করার জন্য অধিক স্বাধীনতা প্রদান করে-মাল্টি-প্রটোকল সুইচ চিপ ড্রাইভারের সাথে প্রোটোকল স্ট্যাককে একীভূত করে৷ সুইচ চিপের মাল্টি-প্রটোকল সমর্থন শিল্প অটোমেশন পরিস্থিতিতে উল্লেখযোগ্যভাবে দক্ষতা বাড়ায়।
দক্ষ ডেটা ট্রান্সমিশন এবং বাস্তব-সময়ের চাহিদার নিরলস সাধনা
প্রযুক্তিগত প্রবণতা নির্বিশেষে, সুইচ চিপগুলির জন্য দক্ষ ট্রান্সমিশন এবং কম বিলম্বের জন্য মূল প্রয়োজনীয়তাগুলি স্থির থাকে৷ এটি শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের ক্ষেত্রে বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ যেখানে গতি নিয়ন্ত্রণের জন্য কঠোর বাস্তব সময়ের কর্মক্ষমতা প্রয়োজন। উপরে উল্লিখিত FIDO সিরিজটি বিভিন্ন শিল্প ইথারনেট প্রোটোকলের জন্য সিঙ্ক্রোনাইজেশন প্রক্রিয়া বাস্তবায়নের জন্য একটি টাইমার কন্ট্রোল ইউনিট (TCU) নিযুক্ত করে, EtherCAT চক্রের সময় 12.5μs এবং PROFINET চক্রের 31.25μs পর্যন্ত কম সমর্থন করে।
মাইক্রোচিপের একক-চিপ VSC75XTSN সিরিজ IEEE 1588v2 প্রিসিশন টাইম প্রোটোকল (PTP) এর জন্য সম্পূর্ণ হার্ডওয়্যার সমর্থনকে একীভূত করে, যার মধ্যে সমস্ত PHY-MAC ইন্টারফেসের জন্য হার্ডওয়্যার টাইমস্ট্যাম্পিং এবং একটি উচ্চ- রেজোলিউশন হার্ডওয়্যার PTP ঘড়ি রয়েছে৷ এটি শিল্প ইথারনেট অ্যাপ্লিকেশনের একটি পরিসরের জন্য সাব-মাইক্রোসেকেন্ড সিঙ্ক্রোনাইজেশন প্রদান করে। বাস্তব-সময়ের চাহিদা, উচ্চ{10}}দক্ষতা সংযোগ সুইচ চিপগুলিকে আরও দক্ষ ট্রান্সমিশন এবং কম{11}}লেটেন্সি সিঙ্ক্রোনাইজেশনের দিকে চালিত করে৷
সারাংশ
প্রথাগত ফিল্ডবাস এবং 4mA থেকে 20mA সংযোগ থেকে ইন্ডাস্ট্রিয়াল ইথারনেটে নেটওয়ার্কগুলি রূপান্তরিত হওয়ার ফলে, নেটওয়ার্ক সংযোগের নকশা এবং বাস্তবায়নের পর্যায়গুলিতে অসংখ্য চ্যালেঞ্জ দেখা দেয়। এটি ইথারনেট সুইচ চিপগুলির বিবর্তনকে চালিত করেছে। শক্তিশালী এবং নমনীয় সুইচ চিপ শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে আদর্শ শিল্প ইথারনেট সংযোগ অর্জনের কাছাকাছি নিয়ে আসে।