美信Go-IO：尺寸变小， 天地变大

看起来比消费级市场门槛高，但物联网在工业领域推进速度并不慢。究其原因，是因为智能制造（欧洲称之为工业4.0，美国称之为工业物联网）为工业企业带来了实实在在的效益。引入先进通信技术与新型传感器，推广预测性维护及自诊断理念，使得工业企业在生产效率与灵活性上得到大幅提升，更低的总体设备成本，更高的产出，明显高出一截的投资回报比让大中型制造业的企业高管有动力去推动工业4.0的部署。

Maxim Integrated工业与医疗健康事业部

总经理 Jeff DeAngelis

Maxim Integrated工业与医疗健康事业部总经理Jeff DeAngelis告诉TechSugar一个案例。晶圆制造产线对洁净度要求极高，洁净室配有风扇过滤系统（Fan Filter Unit System，简称FFU）来维持晶圆制造对洁净度与通风的要求，产线24小时不停歇，风扇及过滤器也要24小时运转，一旦该系统出现故障，洁净度下降将导致产线停线或良率降低。传统FFU监控采用人工方式，效率低而且检测困难。为降低FFU系统故障率，英特尔与通用电气合作，开发了一套新型FFU系统，在每一台风扇上装备传感器，然后在边缘将收集上来的数据进行分析，并将数据汇总上传到云端。通过这一套系统，英特尔将FFU故障导致的停机时间降低为原来的1/4。这套系统采用了预测性维护方法，准时维护，提前准备好替换零件，让FFU运行时间增加了97%，并有效消除了工艺偏差。

在英特尔的案例中，传感器安装在被监测设备上，大量数据在本地处理，这是智能化控制正在向前沿推进的代表性案例，也是工业4.0重构工厂网络架构的基本方向。要在终端及边缘实现智能化控制，对工业设备模块的小型化和低功耗提出了很高的要求，半导体厂商一向是小型化和低功耗的先锋，Jeff DeAngelis认为，半导体厂商可以在智能制造小型化与低功耗方面做出极大贡献，还可以为客户提供更高灵活性与自适应能力的方案。

英特尔产线风扇过滤系统

据Jeff DeAngelis介绍，美信最新推出的Go-IO设计平台是一款符合工业4.0数字工厂部署要求的方案。Go-IO可同时满足可编程逻辑控制器 (PLC) 对减小尺寸与功耗的要求，该设计平台包括12片高度集成IC，在只有信用卡一半大小的电路板上集成了17路可配置IO、4通道IO-Link主机(为模拟和数字传感器提供通用IO接口)，以及1路高度可靠的隔离RS-485通信通道，速率可达25Mbps。

美信工业平台参考设计

Go-IO是美信推出的第三代PLC参考设计方案。早在2014年，美信就推出了Micro PLC（微型PLC）参考设计，“与当时市场上同等功能的PLC设计相比，Micro PLC尺寸缩小了15倍，功耗降低了50%”。2016年推出Micro PLC的改进版Pocket IO，尺寸仅为上一代的1/2.5，功耗降低30%。到Go-IO就更进一步，体积不到Pocket IO的十分之一，功耗比Pocket IO降低50%，采用三节AA电池供电，Go-IO可以工作10个小时。Jeff DeAngelis强调，Go-IO参考设计平台代表了当前工业自动化应用的最高集成水平，Micro PLC平台采用了75颗芯片，到Go-IO只用12颗芯片就实现了Micro PLC的全部功能，并增加了对智能传感器接口IO-Link的支持（从Pocket IO开始），“现在还没有竞争对手能够达到这样高的集成度。”

Maxim第三代工业IoT平台

在Go-IO平台上，整合了三种关键工业技术，即工业通信、工业输入输出（工业IO）与工业电源。工业通信、工业IO与工业电源对可靠性要求高，要适应更严苛的工作环境（美信Go-IO中用到的芯片支持-40℃到125℃的工作环境温度），也要具备足够的自诊断功能（例如开路、短路、过压、过流等）与保护隔离。以数字输出为例，工业控制的很多负载都是感性负载，在开关瞬间会有很强的反冲电压，如果没有良好的释放通道，冲击电压很可能会把设备打坏，Go-IO中用到的MAX14912芯片，提供快速消磁功能，将感性负载累积的能量通过MAX14912吸收掉，从而有效保护系统中其它模块的安全。

传统工业应用，对于设备的尺寸和功耗要求并不高，只要能够满足功能需求，并不被排斥“傻大笨粗”的设备。但在新智能制造时代，数据本地化处理需要增加更多的零部件，而尺寸和功耗的降低，不仅可以让新设备集成这些功能，而且对空间的节省，将带来极大的经济效益。减小尺寸，降低功耗，可以让工业企业在同样的空间放置更多的机器，整合更多的功能，从而提升产能密度，提高投入产出比，尺寸越小，市场空间越大，正如Jeff DeAngelis举的例子：“以前的空间内，原来装8台机器，现在可以装12台甚至更多台机器，这种尺寸和功耗的下降，对工业企业的吸引力不言而喻。”