#工業4.0 #智慧製造 #工業自動化 #軟體可配置輸入輸出SWIO #電源管理單元PMU #工業乙太網 #10BASE-T1L
【降低模組開發成本的神器：SWIO】
不論是用於程序控制安裝還是工業自動化系統，I/O 模組或現場接線盒在整個產品生命週期中都面臨著各種獨特的挑戰。產品管理層需要決定每個產品使用多少個通道以及進行哪些組合。電子設計人員必須決定如何對專案中的各種類比或數位訊號實現傑出性能以及成本高效的系統。所有不同的產品和大量接線圖可能使安裝技術人員心力交瘁。
於是，市場上開始出現「軟體可配置輸入／輸出」(Software Configurable I/O; SWIO) 積體電路 (IC) 產品，可隨時支援接腳上的任意功能和組合。對於程序控制或工廠自動化中的工業可編程邏輯控制器 (PLC) 或分散式控制系統 (DCS)，終端客戶和應用的要求不同；隨著工業 4.0 的出現，消費者的行為和需求也發生了變化，因此，製造商需要更彈性的系統來快速輕鬆地適應不斷變化的要求。
為此，製造商不能再依賴為大眾市場產品設計的固定的大規模系統和可預測的需求。相反，他們需要彈性的系統，此類系統支援快速重新配置，停機時間和資本投入也處於非常低的水準。SWIO 元件不僅支援其通道作為輸入或輸出編程，而且支援作為類比或數位編程。此外，還可對它們進行高效設定，用於讀取 2 線或 3 線電阻溫度偵測器 (RTD) 或熱電耦。
使用正確的 SWIO IC，允許製造商開發一個可代替多個陳舊固定功能 I/O 模組的平台，亦可應用於 I/O 隨著每次安裝而動態變化的多個終端應用中，有助於降低產品管理、物流、製造和支援成本。另由於軟體可配置 I/O 可進一步用於需要更新至 10BASE-T1L 工業乙太網路系統的棕地裝置，所以可將其用於為基於乙太網路的控制網路之間的連接橋樑，能在現有支援 HART 的 4～20 mA 感測器／致動器與 10BASE-T1L 或 100M 光纖回程之間進行轉換。
延伸閱讀：
《軟體可配置硬體如何協助實現工業 I/O 模組的彈性》
http://www.compotechasia.com/a/tech_application/2021/0913/48992.html
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數位ic設計 在 數位ic領域修課分享- 看板EE_Comment - 批踢踢實業坊 的推薦與評價
Hi 各位學弟妹學長姐同學好：
受到同學感招，我想在這邊分享我在電機系修課的一些經驗。
本文以數位ic組為主題，不一定正確，不過希望能幫助到需要的同學。
數位ic的技能本質上有幾大類：
1.Domain Knowledge：Router 晶片、無線晶片、CPU、影像處理晶片，所需要的知識都
不一樣。這部分的知識有幾個作用:
A.這會幫助你瞭解這晶片是做什麼的，和上層怎麼橋接的（系統觀）
B.了解在高階演算法要怎麼做，讓你有做成晶片的基礎。
C.重要的理論基礎（像是數位訊號處理對於通訊就很重要）
像是以Router晶片，Domain Knowledge有：
A.演算法(Router硬體本身要做的演算法）
B.和軟韌體的搭配（嵌入式的知識、或是這晶片上面搭配什麼軟體來達到整個功能）
C.系統觀（電網導所學、讓我們知道這晶片建構出的子系統到底在整個網路中做什麼）
這部分的學習，要靠專題或領域課程。像CPU，你就需要修計算機結構。通訊就需要修DSP
數位通訊、通訊積體電路設計等課。
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2.晶片設計的底子。這包括
A.數位電路設計的基本概念
像是Multiple Clock Domain, Setup time or Hold time, Latch/Flip-Flop
闕老師或盧老師所開設的積體電路設計就是在講這部分。
有點理論，有點龐雜，但很重要。有了這些概念，會幫助你在實際設計或Debug時更快。
B.Verilog/SystemVerilog
這部分需要靠數位系統設計(實作MIPS CPU)，以及數電實驗這兩門課。
在練習的過程中，除了增進你實作的能力，你會接觸到更多數位設計的例子，像是
數電的I2C protocol、Altera的Avalon Bus。具體的例子將會幫助你對於有更多的
瞭解，也會打開SoC這個在研究所課程會比較專門處理的課題（這部分我也還在學Q)
C.EDA tool的使用
這部分會幫助你瞭解寫完Verilog程式碼以後，到底都發生了什麼。包括Synthesis、APR
、LVS。在數位系統設計裡，會接觸到Synthesis。但如果要接觸到整個流程，修積體電
路設計實驗，實際上下一顆晶片，會對於整個流程有較大的了解。
這部分也需要不少理論知識，不過通常都在操作軟體的過程，一邊介紹。
這部分，是非常花心力的。因為軟體較難學，還要搭配上不少觀念。所以會特別花心力。
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3.晶片架構設計
研究所課程比較有，介紹整個SoC。Bus要用哪個Protocol、Memory System要用哪種。
Processor要多快、各種系統層級性的內容
（這部分說實話我也還沒修過，尚待同學補充CVSD或多媒體晶片系統設計有？）
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4.完整版的晶片設計流程
這部分也是研究所，或是去工作時，才會練到的。
這包括STA、Design Verification(UVM/SystemVerilog）、SystemC。
有些聽說CVSD會教，但UVM學校通常不教，太Engineering。
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所以總結起來，如果想在大學時，修數位ic相關的課程。
可以修
1.積體電路設計（基礎知識）
2.數電實驗（學FPGA、練習Verilog、看Verilog例子）
3.數位系統設計
4.Domain Knowledge課程
像是計算機結構、數位訊號處理
5.積體電路設計實驗
---------研究所時可以修或可能有幫助---------
嵌入式相關（了解跟軟體的連結）
更多的Domain Knowledge課程
更多晶片設計專業知識(CVSD）
類比積體電路（還不確定，不過會更懂電子，要不然太多CodingＱＱ）
以上是小弟個人的經驗分享，不一定正確，但希望可以幫助更多學弟妹
有啥漏或錯的再麻煩各位同學加個～感謝大家～
NTUEE116 07/01/2016
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