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GENNAIO-FEBBRAIO 2025 FIELDBUS & NETWORKS 44 Fieldbus & Networks con conseguenti notevoli variazioni nel tempo di risposta del dispositivo. In casi estremi, potrebbe non essere possibile soddisfare i requisiti di timing per il tA. I problemi di timing causati dagli NMI non possono essere risolti sempli- cemente utilizzando un microcontrollore più veloce e con più funzioni; una soluzione tipica per questo problema di timing consiste nell’utilizzare un secondo microcontrollore per gestire lo stack IO-Link, mantenendo così un intervallo di risposta più costante tra il dispositivo e l’IO-Link master. Tut- tavia, si tratta di un approccio altamente inefficiente, perché consuma più energia e richiede un PCB molto più grande, quindi un involucro del sensore di maggiori dimensioni. Gestione del collegamento dati Un’alternativa migliore consiste nell’utilizzare un transceiver per gestire sia il collegamento dati, sia i livelli fisici del percorso di comunicazione. La macchina a stati IO-Link MAX22516 (si veda figura 3) integra tutte le fun- zionalità comunemente presenti nei transceiver dei dispositivi IO-Link, tra cui il C/Q a 24 V, un convertitore c.c./c.c. step-down integrato e i regolatori lineari a 5 V e 3,3 V. Questo dispositivo è il primo transceiver a includere una macchina a stati completa per gestire completamente il timing della comunicazione dei dati IO-Link. Gestisce autonomamente la comunicazione con l’IO-Link master per richieste come quelle di configurazione e manutenzione, oltre a elabo- rare i trasferimenti di dati utilizzando i dati scritti nei registri e nelle Fifo dal microcontrollore. Uno dei principali vantaggi dell’uso di questo transcei- ver è che offre più opzioni nella scelta del microcontrollore per il sensore, poiché il microcontrollore non deve gestire il compito di comunicare con l’IO-Link master. Una volta ricevuta una configurazione completa dell’unità dati di servizio indi- cizzata (Isdu-Indexed service data unit) o una richiesta di manutenzione, invia automaticamente i messaggi Isdu Busy al master IO-Link e notifica al disposi- tivo microcontrollore che la comunicazione è stata completata con successo. Il microcontrollore può caricare dati su richiesta nella Fifo dell’Isdu, un’ope- razione che in genere richiede molti cicli per essere eseguita, a seconda del tempo a disposizione. I dati di processo in ingresso (PDIn) e in uscita (PDOut) sono gestiti dal transceiver utilizzando i dati contenuti nelle Fifo PDIn e PDOut, con- sentendo al microcontrollore di scrivere dati nella Fifo PDIn e di leggere dalla Fifo PDOut senza vincoli di tempo. I buf- fer integrati garantiscono che i dati nelle fifo non vengano persi o sovrascritti prima di essere elaborati. L’utilizzo di questo transcei- ver riduce drasticamente il tempo di risposta di un device a un IO-Link master rispetto a un’applicazione che utilizza un singolo microcontrollore (si veda figura 4). Il tempo di risposta del device si riduce di oltre il 50%; anche la variabilità si riduce notevolmente, passando da 12 µs a 0,25 µs. Il reference design del dispositivo IO-Link Maxrefdes281 è dotato del Max22516 e può essere utilizzato per verificare le prestazioni di timing di diversi tipi di sensori IO-Link. Un’alternativa efficace La necessità dei microcontrollori di gestire più attività contem- poraneamente fa sì che a volte abbiano difficoltà a soddisfare le specifiche di timing per le comunicazioni dati IO-Link. Al- cuni produttori si trovano di fronte alla spiacevole alternativa di utilizzare un secondo microcontrollore per gestire lo stack IO-Link. Questo approccio a due microcontrollori non è più ne- cessario, perché il transceiver IO-Link MAX22516 integra una macchina a stati in grado di gestire tutte le comunicazioni IO- Link, scaricando il microcontrollore principale per consentire l’esecuzione di altri compiti critici in termini di timing. ADI-Analog Devices - www.analog.com Confronto dei tempi di risposta di un’applicazione che utilizza un singolo microcontrollore (a sinistra) e il Max22516 (a destra) per gestire la comunicazione IO-Link Reference design del dispositivo Maxrefdes281 IO-Link