瑞薩RZ/T2H MPU九軸高精度實時控制，讓未來智能工廠高效運營
發(fā)布時間：2024-12-16 作者：楊霞
全球半導(dǎo)體解決方案供應(yīng)商瑞薩電子近日宣布，推出瑞薩面向工業(yè)應(yīng)用打造的最高性能微處理器（MPU）——RZ/T2H，憑借其強大的應(yīng)用處理能力和實時性能不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對多達9軸工業(yè)機器人電機的高速、高精度實時控制，而且還在單芯片上支持包括時間敏感網(wǎng)絡(luò)TSN和工業(yè)以太網(wǎng)在內(nèi)的各種網(wǎng)絡(luò)通信。這款MPU主要面向工業(yè)機器人，可編程邏輯控制器（PLC）、運動控制器、分布式控制系統(tǒng)（DCS）和計算機數(shù)控（CNC）等工業(yè)控制器設(shè)備。
一顆芯片，滿足未來整個工廠的自動化
這款新品以其多協(xié)議工業(yè)以太網(wǎng)和運動控制的雙重特性，成為業(yè)界首款同時支持多協(xié)議工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信和九軸高精度實時控制的工業(yè)MPU。 瑞薩電子嵌入式處理事業(yè)部資深產(chǎn)品專家施靈峰先生自豪道。
據(jù)他介紹，RZ/T2H在前代產(chǎn)品RZ/N2L、RZ/T2L和RZ/T2M的基礎(chǔ)上進行了全面升級，這款MPU的推出，旨在解決工業(yè)數(shù)字化進程中對高性能產(chǎn)品升級以及對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)控制的需求，如工業(yè)機器人、PLC、CNC、DCS和運動控制器等。
從產(chǎn)品設(shè)計層面而言，其高性能的CPU性能在于RZ/T2H搭載了四個Arm Cortex-A55應(yīng)用CPU（最高1.2GHz）和兩個Cortex-R52 CPU（最高1GHz）通過R核的實時性，確保了電機和以太網(wǎng)的實時精準(zhǔn)控制。九軸支持：芯片內(nèi)部集成了九軸支持所需要的外設(shè)資源，無需額外配置，大幅降低了用戶系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜性。多協(xié)議工業(yè)以太網(wǎng)：支持市場上主流的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如PROFINET、EtherCAT、EtherNet/IP等等，使客戶能夠適應(yīng)不同的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)場景，并支持主站和從站功能。 RZ/T2H的設(shè)計考慮了多核異構(gòu)和驅(qū)控一體化，實現(xiàn)了小型化設(shè)計。產(chǎn)品擁有大容量TCM和低延遲LLPP總線，滿足了高性能應(yīng)用和實時通信架構(gòu)的需求。此外，其主從一體的設(shè)計和靈活配置，使得原本需要主CPU+FPGA或多個MCU才能實現(xiàn)的電機工作，現(xiàn)在可以通過一顆芯片完成，極大地簡化了設(shè)計，降低了面積、功耗和設(shè)計的復(fù)雜度。
瑞薩電子不僅關(guān)注當(dāng)前的工業(yè)需求，還著眼于智能工廠的未來。RZ/T2H的高速接口支持5G連接，滿足了智能工廠5G/WiFi網(wǎng)絡(luò)化的需求。
強大的開發(fā)平臺，您的理想之選
瑞薩電子的RZ/T2H芯片開發(fā)平臺以其強大的硬件支持、全面的軟件開發(fā)工具、豐富的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議和安全解決方案，以及多操作系統(tǒng)的靈活配置，為客戶提供了一個全方位、高效率的開發(fā)環(huán)境。這不僅加速了產(chǎn)品開發(fā)周期，也為工業(yè)控制領(lǐng)域的創(chuàng)新提供了強有力的支持。
瑞薩電子嵌入式處理事業(yè)部資深產(chǎn)品專家杜灝先生針對該開發(fā)平臺作了詳細(xì)介紹，開發(fā)套件與硬件支持包括：官方EVK板，瑞薩電子提供的官方評估板，用于全面評估RZ/T2H芯片的功能。配套板卡，包括功率板和總線板，滿足客戶在開發(fā)過程中的多樣化需求。EVK板上集成的Segger板載調(diào)試器，支持不使用外部調(diào)試器的情況下通過USB輕松進行軟件開發(fā)和調(diào)試。其軟件開發(fā)工具e2 studio，是瑞薩自研的集成開發(fā)環(huán)境，提供智能編輯器和引腳編輯工具。合作伙伴IAR提供的EWARM的開發(fā)平臺，同時提供調(diào)試工具。還有FSP（靈活軟件包），瑞薩提供的靈活軟件包，包括硬件抽象層HAL驅(qū)動程序、FreeRTOS操作系統(tǒng)，簡化通信和安全模塊的實現(xiàn)。值得一提的是，瑞薩電子的Security解決方案，提供安全啟動、安全固件更新等安全功能，減少數(shù)據(jù)泄露和篡改風(fēng)險。
讓人眼前一亮的多操作系統(tǒng)解決方案，基于多核異構(gòu)/同構(gòu)MPU，針對各個處理器運行不同的軟件模塊之間的數(shù)據(jù)通信問題，提供多核異構(gòu)或同構(gòu)MPU級別的解決方案，減少通信速率低下和引腳資源占用問題。瑞薩電子的RZ/T2H芯片采用了多核異構(gòu)架構(gòu)，包括四個A55核和兩個R52核，這種架構(gòu)允許在單芯片上同時執(zhí)行Linux應(yīng)用程序和實時控制任務(wù)。核間通信（OpenAMP）：RZ/T2H通過OPENAMP（Open Asymmetric Multi Processing）實現(xiàn)核間通信。OpenAMP是一種輕量級的核間通信協(xié)議，利用核之間的高速總線進行數(shù)據(jù)交互，可以通過共享內(nèi)存或中斷實現(xiàn)。RZ/T2H支持通過2兆的共享內(nèi)存和OpenAMP進行核間通信，這種方式解決了外設(shè)資源和引腳資源占用問題，簡化了多處理器間的通信，還增強了整個系統(tǒng)的協(xié)同效率和功能性，并降低了功耗。
總結(jié)而言，RZ/T2H產(chǎn)品優(yōu)勢包括如下幾點：
高算力和高實時性：集成了強大的應(yīng)用處理功能和高精度實時控制性能。
豐富的電機控制外設(shè)：多達9軸的電機控制，支持多種編碼器接口。
工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成：集成行業(yè)主流的工業(yè)以太網(wǎng)主站和從站協(xié)議，包括對未來TSN的支持。
此外，瑞薩電子還與知名工業(yè)控制軟件公司合作，提供基于T2H產(chǎn)品的軟件例程，加快開發(fā)進程。
全新瑞薩，讓AI普惠大眾
瑞薩電子近年來一直在走“全新瑞薩”的路線，瑞薩電子嵌入式處理事業(yè)部總監(jiān)沈清女士表示，這一戰(zhàn)略包含兩個核心含義：“芯”代表芯片技術(shù)，而“新”則代表創(chuàng)新。瑞薩電子致力于在技術(shù)、供應(yīng)鏈和質(zhì)量上提供長期穩(wěn)定的支持，承諾至少15年的長期供貨保障。
她透露了嵌入式處理器事業(yè)部戰(zhàn)略方向：產(chǎn)品布局?jǐn)U張，瑞薩電子的研發(fā)步伐迅速，每年有超過15款MCU和MPU新產(chǎn)品量產(chǎn)上市，最近一個月內(nèi)就有4款新產(chǎn)品發(fā)布。端點智能與邊緣AI，瑞薩電子致力于將人工智能技術(shù)應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，推動端點智能的發(fā)展。數(shù)據(jù)安全與功能安全：瑞薩電子提供業(yè)界最全的基于TüV認(rèn)證的SIL3等級工業(yè)功能安全解決方案以及數(shù)據(jù)安全解決方案確保數(shù)據(jù)和功能的安全。用戶體驗與生態(tài)系統(tǒng)，瑞薩電子CEO成立了專門的用戶體驗部門，將生態(tài)系統(tǒng)提升至公司戰(zhàn)略層面，強調(diào)用戶體驗的重要性。
AI架起了從關(guān)鍵技術(shù)到應(yīng)用的關(guān)鍵橋梁，因此瑞薩電子對AI的愿景是讓AI普惠大眾。將人工智能無縫嵌入到嵌入式產(chǎn)品開發(fā)流程中。瑞薩電子在AI領(lǐng)域的發(fā)展包括：提供易于上手的開發(fā)平臺和工具。豐富的資源庫，官網(wǎng)上有超過100個AI DEMO和應(yīng)用筆記。與生態(tài)合作伙伴共同為客戶提供定制化AI項目，其合作伙伴目前已有10多家，還在不斷豐富之中。
瑞薩電子提供所有相關(guān)的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議免費樣例程序，今年，瑞薩在中國成立了PROFINET預(yù)測式實驗室。
特別看好機器人市場，并將其作為重要發(fā)展板塊之一。同時，瑞薩電子計劃在明年1月份推出RZ/N2H產(chǎn)品，該產(chǎn)品在RZ/T2H的基礎(chǔ)上進行了性能縮減，以滿足客戶對性價比要求高的產(chǎn)品應(yīng)用。
由此可見，瑞薩電子提供豐富的MCU和MPU產(chǎn)品，以及工業(yè)應(yīng)用相關(guān)的解決方案和關(guān)鍵構(gòu)件單元，包括系統(tǒng)核心電機部分、數(shù)據(jù)安全、工業(yè)功能安全和多協(xié)議工業(yè)以太網(wǎng)。在此基礎(chǔ)之上形成AI的加持，滲透于各個行業(yè)，使得工業(yè)更加智慧和高效！