REALIZING INDUSTRY 4.0: ESSENTIAL SYSTEM CONSIDERATIONS APPLICATION NOTE
发布时间：
2019-03-29
类型：
应用笔记或设计指南，设计参考、应用指南
品牌：
Maxim（美信）
型号：
DS28E15; DS28E22; DS28E25; MAX14821; MAX14932; MAX17505; MAX17550; MAX17551; MAX31911; MAX44008; MAXREFDES23#; DS2465
该应用笔记深入探讨了在实施工业4.0基础设施前必须解决的系统设计难题，并详细分析了关键系统挑战。文章首先阐述了工业4.0的概念及其对自动化行业的深远影响，重点指出了实现工业4.0所需的三个关键系统设计方面：分布式计算与控制、无处不在的传感技术，以及认证与安全系统。针对这些挑战，文中详细介绍了Maxim Integrated的Micro PLC设计方案，并分析了如何利用IO-Link通信标准和嵌入式硬件安全技术来有效应对，从而构建稳定可靠的工业自动化系统。基于该方案，Maxim Integrated在世强硬创平台上由世强先进（深圳）科技股份有限公司授权代理并提供技术支持及采购服务。用户可通过平台获取原厂授权的正品器件，相关产品支持单件起订、在线下单、样品申请及批量询价，且库存充足。此外，平台提供专职FAE团队支持选型、设计验证及调试，覆盖从研发打样到量产的全生命周期采购需求，有助于缩短供应链响应周期，加速产品开发与上市。
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| 数据手册 - 英文 |
MAX14821 IO-Link Device Transceiver
Rev 6
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| 测试报告 - 英文 |
MAX4408EDT+T塑封器件可靠性报告
June 4, 2013
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DS28E15 PERIPHERAL MODULE PCB设计框图
REV.A
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DS28E22 DeepCover安全认证器，具有1-Wire Sha-256和2KB用户EEPROM
Rev 3
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MAX14821ETG+T/MAX14821EWA+T塑封器件可靠性报告
November 12, 2013
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| 数据手册 - 中文 |
DS28E22 1-Wire SHA-256安全认证器，带有2Kb用户EEPROM 数据手册
Rev 2
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TSOC包的可靠性监控报告
10/23/2012
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TSOC包的可靠性监控报告
1/29/2013
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MAX14821 IO-Link器件收发器数据手册
Rev 7
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MAX1248ACEE+塑料封装器件可靠性报告
June 3, 2010
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DS28E22 DeepCover安全认证器，带1线SHA-256和2Kb用户EEPROM简略数据表
Rev 2
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MAX31911工业、8通道、数字输入转换器/串行器数据手册
Rev 7
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| 测试报告 - 英文 |
TSOC包MAXIM综合可靠性监控报告
4/17/2013
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TSOC包MAXIM综合可靠性监控报告
7/24/2013
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TSOC包MAXIM综合可靠性监控报告
1/30/2014
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TSOC包MAXIM综合可靠性监控报告
4/16/2014
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| 数据手册 - 中文 |
MAX44006 / MAX44008 RGB色彩、红外和温度传感器 数据手册
Rev 1
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MAX31911产品可靠性报告
2/25/2013
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MAX31911 Industrial, Octal, Digital Input Translator/Serializer
Rev 6
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MAX14934EAWE+塑料封装器件可靠性报告
September 17, 2015
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MAX44006/MAX44008 RGB彩色、红外和温度传感器
Rev 1
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MAX14931X塑料封装器件MAXIM集成可靠性报告
December 24, 2014
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DS28E25 DeepCover安全认证器，带1线SHA-256和4Kb用户EEPROM简略数据表
Rev 3
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MAX14826 IO-Link Device Transceiver
Rev 1
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MAX14930AASE+塑料封装器件可靠性报告
February 3, 2015
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MAX17551 60V、50MA、超小型、高效率、同步降压DC-DC转换器，具有22μA空载电源电流数据手册
Rev 3
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MAX17551 5V Output Evaluation Kit (TDFN)
Rev 0
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MAX31910 Ultra-Low Power Industrial, Octal, Digital Input Translator/Serializer
Rev 5
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| 测试报告 - 英文 |
MAX1482CSD+T塑封器件可靠性报告
October 4, 2012
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世强AI
世强AI是专注硬创领域的专业垂类AI。基于世强硬创平台沉淀的全品类数据，覆盖 IC、元件、材料、电气、电机、仪器，超千万级 SKU。深度融合全行业原厂技术资料与供应链数据，不仅提供方案设计、器件选型、BOM优化等快速精准的研发支持，更能发起快速购买、样品申请、技术支持、批量询价等服务，贯穿硬件创新全链路，让研发更容易，让采购更便宜。
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应用/方案
实现工业4.0：基本系统考虑
本文探讨了在实施工业4.0所需基础设施之前需要解决的系统设计难题，并分析了关键系统挑战。文章首先介绍了工业4.0的概念和其带来的变革，随后讨论了实现工业4.0所需的三个关键系统设计方面：分布式计算和控制、普遍传感以及认证和安全的系统。文章进一步阐述了小型PLC的设计挑战、模拟集成、散热和高效电源转换，以及IO-Link通信标准在普遍传感中的应用。此外，文章还强调了嵌入式硬件安全的重要性，并介绍了基于SHA-256算法的硬件认证方案。最后，文章总结了工业4.0的优势和系统设计考虑因素。
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实现安全身份验证而不必成为密码专家
本文探讨了在电子设计中实现安全认证的重要性，并介绍了Maxim Integrated提供的解决方案。文章强调了认证在确保设备或交易安全中的关键作用，并以家庭银行和智能电表为例说明了认证的重要性。文章还讨论了基于密码和挑战-响应方法的认证方式，并介绍了Maxim的认证IC、安全微控制器和低功耗微控制器等解决方案，这些解决方案提供了强大的密钥和秘密保护，支持对称和不对称加密，以及数字签名和认证功能。最后，文章总结了认证的重要性，并强调了Maxim解决方案在实现安全认证方面的优势。
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实现安全身份验证而不必成为密码专家
本文探讨了数字安全中的认证功能及其重要性，特别是在家庭银行和物联网应用中。文章介绍了密码和挑战-响应方法作为认证手段，并详细解释了基于对称和不对称加密的挑战-响应方法。此外，文章强调了安全集成电路（Security ICs）在保护密钥和秘密方面的作用，并介绍了Maxim Integrated提供的认证解决方案，包括认证集成电路、安全微控制器和低功耗微控制器。最后，文章总结了认证的重要性，并指出通过现有的硅基解决方案，即使不是加密专家也可以实现认证。
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工业物联网及其对自动化系统设计的影响
本文探讨了工业物联网（IIoT）的系统架构及其对自动化系统设计的影响。文章重点分析了实现IIoT系统所面临的挑战，特别关注了传感器、微PLC和IO-Link标准的需求增长。文章还讨论了IIoT在制造业中的应用，包括资产优化、流程优化和业务优化，以及IIoT推动的系统要求，如传感器普及和分布式控制。
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工业物联网及其对自动化系统设计的影响
本文探讨了工业物联网（IIoT）的系统架构及其对自动化系统设计的影响。重点分析了实现IIoT系统所需克服的设计挑战，特别关注了更多和更智能的传感器、微PLC以及新兴的IO-Link标准的需求。文章介绍了IIoT在制造业中的应用，包括资产优化、流程优化和业务优化，并讨论了传感器、IO-Link标准和无线传感器在IIoT中的作用。此外，还讨论了分布式控制和微PLC在IIoT系统设计中的重要性。
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工业IO手册
本手册详细介绍了Maxim Integrated的工业I/O解决方案，包括数字I/O、模拟I/O、可配置I/O和相关互补IC。内容涵盖数字输入和输出模块的设计，包括高电流电感负载的数字输出模块设计、系统设计建议、数字输入类型、工业I/O评估板和外围模块等。此外，还介绍了模拟输入和输出模块，以及可配置模拟I/O。手册中还提供了多个参考设计，以帮助快速将产品推向市场。
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Tecnofingers（TNFG）通过Maxim电源管理和传感器ic加速电子产品开发客户成功案例
Tecnofingers (TNFG) 利用Maxim的电源管理和传感器IC，开发了rhomb.io模块化系统，以加速电子产品开发。该系统提供多种预组装组件，如处理器核心和功能模块，支持设计师快速构建、设计和测试产品。Maxim的IC产品，如MAX30101脉搏血氧仪和心率传感器、MAX44005 RGB颜色、温度和红外接近传感器、MAX8814 28V线性Li+电池充电器等，满足了TNFG对小型化IC和良好技术支持的需求，支持了其产品开发。
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过程控制方案指南
本指南介绍了Maxim Integrated针对工业过程控制的解决方案，涵盖电源、测量与控制、通信和保护等方面。内容包括隔离电源、高压降压稳压器、超摆幅技术、DeepCover安全方案、模拟输入参考设计、ADC、DAC和输出调理器、传感器数字转换器、可靠通信、过压/过流保护器、IO-Link主机和设备收发器以及RS-485收发器等。指南旨在帮助工程师快速找到适合其应用的解决方案。
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过程控制 方案指南
本指南介绍了Maxim Integrated为工业过程控制提供的解决方案，包括工业电源、高精度测量和控制、可靠通信等。内容涵盖隔离电源、高压降压稳压器、超摆幅技术、DeepCover安全方案、模拟输入参考设计、ADC、DAC和输出调理器、传感器数字转换器、过压/过流保护器、IO-Link主机和设备收发器、RS-485收发器等。指南旨在帮助工程师快速找到适合其应用的解决方案，并提供详细的参考设计和选型表。
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迎接可编程逻辑控制器的集成挑战
随着工业4.0的推进，制造业正采用更多传感器和分布式控制架构，以提升效率和产量。然而，这给PLC工程师带来了挑战，因为传统的PLC模块中，模拟和离散组件占据了大部分板空间。本文探讨了如何通过更高的集成度来解决这个问题，包括使用多通道串行器、高压点负载DC-DC转换器和简化电源子系统设计等方法。此外，还讨论了如何通过硬件安全措施来应对新的安全威胁。
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SHA-256主/从认证简介
本资料介绍了基于SHA-256的Master/Slave认证系统，包括SHA-256安全认证器和配套的SHA-256协处理器。系统采用1-Wire接口，支持256位挑战大小和256位密钥，提供双向认证功能，包括挑战-响应认证和认证写入。资料详细阐述了系统架构、安全逻辑、认证过程和数据保护措施，并介绍了相关产品和应用。
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工业系统需要额外的安全保护
本文探讨了工业控制系统（ICS）面临的安全威胁，并介绍了使用安全集成电路（Security ICs）来增强ICS安全性的方法。文章首先分析了ICS的脆弱性，包括PLC、SCADA系统和DCS等，并指出传统IT安全措施在ICS中的局限性。接着，文章详细讨论了数字签名和加密等加密技术在ICS中的应用，以及使用安全集成电路的优势，如安全存储密钥、防止侧信道攻击、实现无故障的加密和加速计算等。最后，文章强调了安全集成电路在提高ICS安全性方面的重要性。
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硬件安全IC以低成本提供了巨大的安全回报
本文探讨了在电子设备设计和保护中加强硬件安全的重要性。文章指出，尽管软件安全方法在网络安全中占主导地位，但基于硬件的方法因其强大的保护能力和成本效益而日益受到重视。Maxim Integrated的DeepCover安全认证器通过独特的物理安全机制提供多层次保护，简化了安全系统的设计。文章还讨论了有效的认证方法，如挑战-响应认证，以及如何通过硬件安全IC降低未授权访问的风险。
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硬件安全IC以低成本提供了巨大的安全回报
本文探讨了硬件安全集成电路在降低电子设备、外围设备和计算机系统未经授权访问风险方面的作用。文章强调了硬件安全方法在提供强保护方面的独特能力，并指出专用加密芯片如何减轻主处理器的处理负载，同时提供数据如密钥和加密参数的安全存储。Maxim Integrated的DeepCover安全认证器通过多层物理安全机制保护敏感数据，简化了集成过程，并支持多种安全功能，如SHA-256和ECDSA加密。文章还讨论了建立信任根的重要性，以及如何通过安全的制造和分销渠道保护密钥。
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DEEPCOVER® 嵌入式安全 方案指南
Maxim Integrated的DEEPCOVER嵌入式安全方案指南详细介绍了其安全产品和服务，旨在为物联网（IoT）设备提供安全保障。指南涵盖了安全微控制器、安全认证器、工厂密钥管理、多器件编程以及支持服务。方案旨在防止假冒、IP反向工程、恶意软件注入等攻击，确保设备安全认证、安全引导和加密。指南还提供了DeepCover安全微控制器和认证器的详细规格和应用案例。
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40年的房子控制家庭接入马克西姆音频放大器和光传感器
马丁·温斯顿在南卡罗来纳州建造了一座节能、免维护、自主的40年房屋。该房屋采用多种传感器和执行器，通过Maxim Integrated的音频放大器和光传感器等电子组件，实现自动化控制。这些组件具有宽工作温度范围、高精度和低功耗等特点，有助于实现房屋的长期稳定运行。温斯顿认为，尽管初期投资较高，但长期来看，这种建筑方式的总成本远低于传统建筑方式。
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Tecnofingers（TNFG）利用Maxim电源管理和传感器IC加速电子产品开发
Tecnofingers (TNFG) 利用Maxim的电源管理和传感器IC，加速了其电子产品的开发。TNFG开发了一个名为rhomb.io的模块化系统，帮助电子设计师快速构建、设计或测试产品。Maxim的IC产品，如MAX30101脉搏血氧仪和心率传感器、MAX44005 RGB颜色、温度和红外接近传感器、MAX8814 28V线性Li+电池充电器等，满足了TNFG对小型IC和良好技术支持的需求。这些IC产品帮助TNFG实现了其模块化系统的小型化设计，并提供了高效、可靠和耐用的性能。
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正常运行时间保护底线
本文探讨了提高工业设施（如工厂、商业设施、发电厂等）的运行时间（uptime）的各种考虑因素及其对财务状况的影响。文章强调了维护、可靠性、安全性、安全性和安全性在确保设备持续运行中的重要性。文章还讨论了不同类型的维护方法，包括反应性、预防性、预测性、连续条件监控、主动性和自我维护。此外，文章还强调了在设备设计和开发过程中进行故障模式影响分析（FMEA）的重要性，以及如何通过使用具有自我监控功能的集成电路来提高工业设施的运行时间。
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正常运行时间保护底线
本文探讨了提高工业设施（如工厂、商业设施、发电厂等）的运行时间（uptime）的各种考虑因素及其对财务状况的影响。文章强调了维护、可靠性、安全性、安全监控和故障安全系统的重要性。此外，还介绍了不同类型的维护方法，包括反应性、预防性、预测性、连续状态监控、主动性和自维护。文章还讨论了如何通过集成解决方案来降低系统成本、复杂性和功耗，从而提高运行时间并保护财务状况。
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通过安全身份验证保护您的研发投资
本文详细介绍了安全认证的概念及其在保护研发投资中的应用。文章首先阐述了认证的基本原理，包括单向和双向认证，以及密码认证的局限性。接着，介绍了基于对称密钥的认证方法，如MAC计算模型和挑战-响应认证流程。文章重点介绍了SHA-1和SHA-2算法在认证中的应用，以及Maxim公司提供的DeepCover Secure Authenticator等安全认证解决方案。此外，文章还讨论了如何通过安全认证防止假冒产品、实现嵌入式硬件/软件许可管理、确保数据安全以及保护密钥安全。
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DS28E15使用DEEPCOVER安全验证器应用程序说明保护您的FPGA系统
本应用笔记介绍了如何使用DeepCover Secure Authenticator来保护Xilinx FPGA实现，保护知识产权（IP），并防止连接的外设仿制。通过使用SHA-256或ECDSA挑战-响应安全认证，设计师可以实现这一安全目标。笔记详细描述了使用MAXREFDES34#和MAXREFDES43#参考设计实现SHA-256认证的方法，并提供了与FPGA演示板兼容的插件模块。此外，还讨论了安全认证在FPGA系统中的应用，包括外设仿制保护、IP保护和实现保护等。
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