FT 6000 Smart Transceivers：工业物联网控制网络的革新之选

在工业物联网（IIoT）的快速发展中，智能控制网络对设备的性能、兼容性和灵活性提出了更高要求。Echelon的FT 6000 Smart Transceivers系列产品，作为IzoT™平台的关键组成部分，为现代智能控制网络带来了全新的解决方案。

文件下载：14410R-500.pdf

关键特性

硬件配置出色

• 运行参数：采用3.3V供电，拥有80MHz系统时钟，片上集成64KB RAM和16KB ROM。支持最大256KB的外部闪存应用程序，为复杂应用提供了充足的存储空间。
• 网络变量支持：最多支持254个网络变量（NVs）和127个别名，地址表条目达到254个，相比前代有16倍的提升。
• 通信变压器：搭配低成本的表面贴装FT - X3通信变压器，具备高共模噪声抗扰能力。
• 拓扑结构灵活：支持极性无关的自由拓扑结构，如星型、菊花链、总线、环形或混合拓扑布线，简化了安装和网络扩展。
• 可编程功能：用户可对中断进行编程，拥有硬件UART和12个I/O引脚，具备35种可编程标准I/O模式。
• 数据存储：配备闪存文件系统，适用于数据记录和需要持久存储的应用。
• 唯一标识：拥有独特的48位IEEE MAC ID。
• 封装与工作温度：采用7 mm x 7 mm 48引脚QFN封装，工作温度范围为 - 40°C至 + 85°C。

架构与功能

多处理器架构

FT 6000系列智能收发器包含三个独立的8位逻辑处理器，分别管理物理MAC层、网络和用户应用，即媒体访问控制（MAC）处理器、网络（NET）处理器和应用（APP）处理器。在更高的系统时钟速率下，还可使用名为IRQ CPU的第四处理器来处理中断。

自由拓扑布线优势

支持多种拓扑结构的极性无关布线，安装人员无需遵循严格的布线规则，可采用最快速和最具成本效益的方式进行安装，节省时间和成本。同时，自由拓扑布线消除了线路路由、拼接和设备放置的限制，简化了网络扩展。此外，FT 6000将自由拓扑布线的优势扩展到IP设备，实现了高效的多点IP连接能力。

通信变压器兼容性

FT - X3通信变压器与FT 6000智能收发器以及前代FT 5000/FT 3120/FT 3150智能收发器兼容，提供与前代FT - X1和FT - X2通信变压器相当的抗噪能力，但与FT - X2通信变压器引脚不兼容。FT 6000智能收发器也可与FT - X1和FT - X2通信变压器配合使用。

多协议操作与兼容性

四种操作模式

FT 6000支持四种不同的操作模式，为设备制造商提供了前所未有的灵活性，可通过一次开发努力为各种应用创建控制设备。

• LonTalk Stack over FT模式：运行完整的LonTalk协议栈，与运行LonTalk协议栈的设备完全向后兼容。
• LonTalk IP stack over FT模式：保留LonTalk层4 - 7的服务，用UDP/IP替换层2 - 3，支持设备级的原生IP寻址，实现LonTalk兼容应用在自由拓扑布线上的无修改运行。
• BACnet/IP over FT模式：利用LonTalk层4 - 6的服务创建BACnet/IP设备，使LONMARK兼容应用可在可靠的自由拓扑通道上无修改运行，并将LONMARK接口呈现为原生BACnet对象。
• Any IP over FT模式：允许任何控制协议通过成熟的自由拓扑通道进行IP寻址现代化。

向后兼容性

FT 6000系列智能收发器完全符合TP/FT - 10通道，可与使用Echelon的FTT - 10/FTT - 10A收发器、FT 3120/FT 3150智能收发器或LPT - 10/LPT - 11链路电源收发器的设备通信。其Neuron核心使用与前代相同的指令集和架构，源代码与为5000系列和3100系列Neuron核心编写的应用程序兼容，但需要使用IzoT NodeBuilder软件重新编译。同时，FT 6000使用Neuron固件版本21或更高版本，可通过网络进行固件升级。

性能提升

快速系统时钟

FT 6000智能收发器的内部系统时钟可由用户配置为5MHz至80MHz。外部晶体提供10MHz时钟频率，内部PLL将频率提升至最高80MHz作为内部系统时钟速度。80MHz内部系统时钟的FT 6000（或FT 5000）智能收发器比10MHz的Neuron 3120/3150核心快16倍。5MHz内部系统时钟模式可向后兼容为10MHz的FT 3150或FT 3120智能收发器设计的对时序要求严格的应用。

硬件运算增强

Neuron核心内置硬件乘法器和除法器，提高了算术运算性能。

网络变量支持

支持大量网络变量，满足复杂应用的需求。

中断处理

开发者可定义应用中断，处理由12个I/O引脚的状态变化、片上硬件定时器 - 计数器单元或片上高性能硬件系统定时器触发的异步事件。

IP数据包处理增强

增强的MAC层允许帧大小达到1280字节，可在FT通道上传输大IP帧而无需分片，提高了FT通道的带宽利用率。同时，为MAC和网络协议支持提供专用处理器上下文，使应用性能不受网络流量影响。

JTAG接口

提供IEEE标准测试访问端口和边界扫描架构（IEEE 1149.1 - 1990）的接口，可将6000系列芯片纳入边界扫描链进行设备生产测试。

I/O引脚与计数器

FT 6000智能收发器提供12个双向I/O引脚，可承受5V电压，可配置为35种预定义标准输入/输出模式之一或多种。芯片还拥有两个16位定时器/计数器，减少了对外部逻辑和软件开发的需求。

内存架构

存储方式

FT 6000系列智能收发器无需前代FT 5000所需的外部串行EEPROM，仅依靠廉价的外部闪存进行非易失性应用和数据存储以及Neuron固件升级。片上有16KB的ROM和64KB（44KB用户可访问）的RAM，无片上非易失性应用内存，但每个芯片在片上非易失性只读内存中包含其唯一标识符（IEEE MAC ID）。

外部闪存配置

典型的外部闪存配置为512KB，其中128KB可用于应用代码，相比前代可承载的应用大小增加了三倍。更大的闪存可支持更大的应用程序，如1MB闪存可支持256KB的应用。

数据存储与操作

应用代码和配置数据存储在外部非易失性存储器（NVM）中，设备复位时复制到内部RAM，指令从内部RAM执行。对NVM的写入会在内部RAM中进行影子操作，并由Neuron固件推送到外部NVM，应用程序无需直接管理NVM。

外部存储器支持

支持串行外设接口（SPI）访问片外非易失性存储器，支持不同制造商的多种闪存设备。Echelon已对Winbond W25X40CL 4 - Mbit SPI串行闪存存储器等设备进行了认证。

内存映射

FT 6000将Neuron固件、应用代码、应用数据和系统数据映射到片上64KB RAM。Neuron固件、应用代码和持久数据从外部串行闪存加载，应用代码和持久数据最大可达256KB，由Neuron固件自动在片上RAM中进行交换。

编程方式

由于FT 6000系列智能收发器没有片上用户可访问的NVM，只需对外部闪存设备进行应用和配置数据的编程，可通过电路板上的在线编程、网络编程或在电路板焊接前预编程等方式进行。

抗噪能力

基于FT 6000系列智能收发器的LONWORKS设备由FT 6000系列智能收发器和外部通信变压器（FT - X3）组成。变压器可在非屏蔽双绞线网络上存在高频共模噪声的情况下正常工作，设计合理的设备无需网络隔离扼流圈即可满足EN 610004 - 6的严格3级要求。同时，变压器对磁噪声具有出色的抗扰能力，在大多数应用中无需保护磁屏蔽。FT 6000系列智能收发器和FT - X3通信变压器需配对使用，否则将影响设备保修。

迁移考虑与订购信息

设备组成

典型的基于FT 6000智能收发器的设备需要电源、晶体、外部存储器和与被控制设备的I/O接口。

开发支持

Echelon提供了设计和部署基于FT 6000智能收发器的经济高效、可靠产品所需的所有构建模块，包括一套全面的开发工具、网络接口、路由器和网络工具。此外，还提供预生产设计审查服务、培训和全球技术支持。

订购信息

FT 6000系列包括FT 6050和FT 6010两种型号：

• 14450R - 500 FT 6050智能收发器：支持所有四种操作模式。
• 14410R - 500 FT 6010智能收发器：支持三种操作模式。
• 14255R - 100 FT - X3通信变压器。

FT 6000 Smart Transceivers凭借其出色的性能、灵活的拓扑结构、多协议支持和强大的抗噪能力，为工业物联网智能控制网络提供了一个全面而开放的解决方案。电子工程师在设计相关设备时，可充分利用其优势，开发出更具竞争力的产品。大家在实际应用中是否遇到过类似产品的使用问题呢？欢迎在评论区分享交流。