本文主要介紹工業(yè)系統(tǒng)中用到的ST IO-Link 通信主站整體解決方案。 ST與協(xié)議站的專業(yè)廠家TEConcept和代理商Arrow一起定制的一個交鑰匙方案--即利用ST的MCU和STM32L4，Arrow將TEConcept的主站協(xié)議站燒寫入該MCU，并命名為IOLM4P，即為帶協(xié)議站的ASIC。Arrow也做了一套IOLM4P加4個L6310的評估板套件，可以作為四端口的IO-Link主站協(xié)議站進行評估測試。

這個IO-Link的硬協(xié)議方案就是使用了支持IO-Link協(xié)議版本V1.1.2的四端口主站控制器的ASIC,型號為IOLM4P。它是基于STM32L4，由Arrow來進行定制和燒寫的。其后續(xù)版本也會隨著IO-Link 協(xié)議站版本的升級進行迭代升級。它與主控制器之間通過SPI接口進行通信，主控制器再通過工業(yè)現(xiàn)場總線，也就是說EtherNet IP和ProfiNet這類總線與PLC系統(tǒng)進行相連。

使用這個方案可以極大加快主站的設計和軟件開發(fā)流程，因此也可以更容易地通過IO-Link 協(xié)會的一系列相關的功能認證，這樣就節(jié)省了整個項目的綜合成本。 利用這個IOLM4P的ASIC，ST開發(fā)了一個完整的八端口主站的產(chǎn)品級參考設計。一個IOLM4P的協(xié)議站ASIC可以支持4路IO-Link主站端口，因此我們就使用了兩片這樣的ASIC，每片連接4個L6360，總共可以支持8路的IO-Link端口。對于它L+的供電，我們使用了VN808CM這種可八路輸出的智能開關。

一個芯片就可以支持8路的L+的對外供電。這個供電是作為IO-Link從站的電源供電的輸出。而對于上位機，ST使用的是型號為STM32F76的MCU。可以利用它來支持以太網(wǎng)或者現(xiàn)場的工業(yè)網(wǎng)絡總線。這個板上還有USB口，它可以連接電腦，使用TEConcept的IO-Link tool、IO-Link control Tool進行測試和配置。同時，這板上還有ST的電源芯片L7986。

它輸出端口的ESD保護是使用了SPT01-335，另外還有一些USB和EtherNet的USB保護器件。對于其他對外的端口，我們使用了一些TVS管進行保護。如果需要使用到這樣一套8端口的完整方案，可以直接聯(lián)系我們。我們能夠提供完整的軟硬件配套方案和相關的技術(shù)支持，幫助客戶快速實現(xiàn)產(chǎn)品量產(chǎn)。

該參考設計配合TEConcept IO-Link control Tool的使用，在連接好之后，可以打開每一個端口，選擇每個端口對應的IODD文件,導入文件并Power On，選擇IO-Link，最后這個設備就可以上線了。 相應的第二個端口，也要選擇對應的IO-Link設備去導入IODD文件并PowerOn，同樣也可以看到相關信息。依次打開每一個端口，選擇對應端口的所連接設備的IODD文件,把文件導入后就可以看到這個設備的描述信息。Power On之后，再選擇IO-Link設備齒輪，于是就能收到IO-Link 的設備信息，從而讀取IO-Link 傳入的一些數(shù)據(jù)等。每一個對應端口都是進行同樣的操作。

打開之后等待一會兒，就可以看到相關raw data信息，也可以是傳感器的信息。不同傳感器的信息都可以被看到。 對于后面兩個新端口，也同樣選擇端口所連接的IO-Link 設備，選擇IO-Link之后就能打開。可以看到，這個raw data上的信息呈現(xiàn)在用戶界面的數(shù)據(jù)窗口中。最后兩個端口也是同樣的步驟，把這兩個端口所選的NUCLEO Demo 板的IODD導入進去。這個demo 板上會有幾個傳感器，想讀取哪個傳感器，就選擇所要的傳感器。從下面的PD input可以看到讀取的一些數(shù)據(jù)信息。 對于不同的傳感器，可以通過同樣的方法來讀取數(shù)值。數(shù)據(jù)和參數(shù)也是參照同樣的流程。TEconcept 的IO-Link Tool中每一個傳感器的數(shù)值都可以在PD input里看到。

選擇需要的傳感器，也可以點擊感興趣的數(shù)據(jù)進行讀取。右下角有一個PDoutput選項可以輸出數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是不斷變化的。 由IO-Link協(xié)議站提供商TMG及其國內(nèi)代理虹科合作開發(fā)的軟協(xié)議的IO-Link 主站方案使用了STM32H743或者753的MCU擁有八個串口，可以連接八路的L6360，從而只需要一個MCU就可以支持8路的IO-Link通道。其L+的供電也是利用了VN808八路輸出智能開關，這樣的話，芯片就可以支持八路的L+對外的IO-Link從站電源的供電輸出。在連接上層PRC設備的現(xiàn)場工業(yè)總線上，我們可以選擇不同的接口芯片來支持不同的工業(yè)現(xiàn)場總線，比如說perfect EtherNet/IP或者加上一個ET1100來支持EtherCAT都可以。對于這個單板的24v電源降壓，我們可以使用A27986A這樣一個電源芯片。

IO-Link對外的EST保護也可以使用SPT01-335。還有網(wǎng)口和其他對外接口，我們也都有相關的ESD保護器件、TAVS管等。這種方案的主站協(xié)議站需要和主站協(xié)議站廠家，比如說TMG、TEConcept、亞信等主站協(xié)議站廠家去協(xié)商。這樣的話，主站協(xié)議站的購買方式和價格可以幫你掌握相關軟件代碼，并與一些現(xiàn)場總線集成到你的產(chǎn)品中去。

亞信的EtherCAT轉(zhuǎn)IO-Link主站的方案（見上圖）使用了一個型號為AX58400的主控制器,里邊封裝一個STM32H755，再加上一個EtherCAT的從站控制器的SIP。這個SIP的上面可以連接到EtherCAT的主站，下面可以接8個L6360來支持8路的IO-Link接口，這樣就可以形成一個單芯片的方案，可以支持EtherCAT的從站作為IO-Link主站的方案。 ?

編輯：黃飛

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