Robotica, automazione avanzata e sistemi industriali sempre più connessi stanno aumentando rapidamente la quantità di dati che deve essere scambiata all’interno delle reti. Sensori, attuatori e sistemi di controllo devono comunicare in tempo reale, gestendo contemporaneamente informazioni diagnostiche, controllo del movimento e aggiornamenti software.
È in questo scenario che si inserisce il TCAN6062 CAN XL, il nuovo transceiver presentato da Texas Instruments (TI), che l’azienda indica come il primo dispositivo CAN XL disponibile in commercio.
La tecnologia punta a superare alcuni dei limiti di capacità delle tradizionali reti CAN, mantenendone al tempo stesso caratteristiche consolidate come affidabilità e comunicazione deterministica.
Più dati sulle reti CAN
Il transceiver CAN (Controller Area Network) TCAN6062 di TI, con lunghezza del campo dati estesa (XL), supporta payload fino a 2.048 byte per frame e velocità dati fino a 20 Mbps.
Si tratta di caratteristiche pensate per applicazioni nelle quali quantità crescenti di informazioni devono essere trasferite rapidamente e con tempi prevedibili, come robot umanoidi, robot industriali e sistemi di interfaccia uomo-macchina (HMI).
Il dispositivo garantisce inoltre la consegna prioritaria dei messaggi, una caratteristica importante nei sistemi nei quali controllo del movimento, feedback dei sensori e informazioni diagnostiche devono essere sincronizzati.
Un altro elemento rilevante riguarda la retrocompatibilità con CAN Flexible Data Rate (FD) e CAN Signal Improvement Capability (SIC). Questa caratteristica permette ai progettisti di migrare progressivamente verso CAN XL facendo evolvere architetture già esistenti senza richiedere una riprogettazione completa.
Il TCAN6062 consente inoltre di consolidare diversi livelli di comunicazione e di utilizzare Ethernet all’interno di architetture di rete miste attraverso il tunneling TCP/IP. Diventa così possibile gestire sulla stessa rete dati diagnostici, informazioni provenienti dai sensori, traffico di controllo e aggiornamenti over-the-air.
Perché CAN XL diventa rilevante nell’industria
L’evoluzione delle architetture industriali sta modificando anche i requisiti delle reti di comunicazione. La crescente presenza di sensori, sistemi di controllo intelligenti e dispositivi interconnessi richiede infatti maggiore larghezza di banda, senza rinunciare alla prevedibilità dei tempi di trasmissione. È proprio su questo equilibrio che interviene CAN XL. Le specifiche della tecnologia sono state standardizzate da alcuni anni, mentre con il TCAN6062 Texas Instruments porta sul mercato l’hardware necessario alla sua implementazione su larga scala.
“A mano a mano che i sistemi industriali si fanno sempre più intelligenti e interconnessi, continua a evolversi anche ciò che chiediamo alle nostre reti – spiega Dwight Byrd, direttore generale per Interface Products di TI -. Gli ingegneri necessitano di più dati, maggiore velocità e più flessibilità, il tutto senza compromettere le prestazioni o l’affidabilità. Il transceiver TCAN6062 CAN XL di TI mette oggi a loro disposizione queste capacità, aiutandoli a realizzare sistemi industriali più veloci e performanti”.
Fino a 20 Mbps e oscillazioni ridotte
Sul piano tecnico, la funzionalità SIC (Signal Improvement Capability) del TCAN6062 contribuisce a ridurre le oscillazioni fino all’80% nelle reti complesse, facilitando la validazione delle architetture caratterizzate da un elevato numero di nodi. Il dispositivo offre inoltre un’ampia compatibilità con le tensioni di ingresso e uscita e una protezione fino a ±58 V, caratteristiche che ne ampliano le possibilità di utilizzo nelle applicazioni industriali. Rispetto a CAN FD, CAN XL porta la capacità del payload da 64 a 2.048 byte, con un incremento di 32 volte, mentre la velocità di trasmissione arriva fino a 20 Mbps. La maggiore capacità permette di evitare la segmentazione dei trasferimenti di grandi quantità di dati su più frame, riducendo così overhead e utilizzo del bus.
Dallo standard all’implementazione
Texas Instruments ha partecipato anche al processo di definizione della tecnologia. In qualità di membro del gruppo tecnico CAN in Automation (CiA), che ha sviluppato la norma ISO 11898-2:2024, gli ingegneri dell’azienda hanno contribuito alla definizione delle specifiche del livello fisico di CAN XL.
“Il CAN è stato la spina dorsale delle comunicazioni industriali per decenni – afferma Holger Zeltwanger, amministratore delegato di CiA -. La lunga partnership e collaborazione di Texas Instruments con CiA si basa su questa storia, che contribuisce a dare forma a CAN XL attraverso uno standard che guiderà l’intero settore”.
Secondo Arthur Mutter, presidente del CAN XL Special Interest Group di CiA e senior executive di Networking Technologies di Bosch, CAN XL può inoltre rappresentare un punto di raccordo tra differenti tecnologie di comunicazione: “CAN XL apre le porte a una nuova era di applicazioni e consente ai sistemi di offrire prestazioni superiori a un costo ragionevole. CAN XL è una versione migliore e più economica di CAN FD, ma può anche incapsulare Ethernet”.
Robotica e automazione tra le prime applicazioni
Tra gli ambiti applicativi indicati per il TCAN6062 figurano soprattutto robot umanoidi, robot industriali e sistemi HMI. Nella robotica, la maggiore capacità di trasmissione permette di velocizzare lo scambio delle informazioni provenienti dai sensori e dei comandi destinati ad articolazioni e attuatori. Nei sistemi HMI e, più in generale, nell’automazione industriale, il dispositivo è invece progettato per supportare comunicazioni affidabili e deterministiche anche all’interno di architetture di rete miste.
Il TCAN6062 amplia infine la gamma di transceiver CAN di Texas Instruments, che comprende le tecnologie CAN FD, CAN SIC e ora CAN XL, offrendo ai progettisti differenti opzioni per aumentare quantità, velocità e affidabilità dei dati trasmessi.
