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瑞萨电子:强化多协议工业以太网 与多轴电机控制解决方案阵营

来源:荣格 发布时间:2024-12-11 487
人物专访/对话
传统工业系统需要多个MCU/MPU或现场可编程门阵列(FPGA)组合来控制这些应用,而RZ/T2H MPU现在仅需单个芯片即可满足所有要求,从而减少组件数量,并节省FPGA程序开发的时间及成本。那么,RZ/T2H在性能、应用等方面有哪些优势和特点?瑞萨电子未来有哪些布局呢?

随着无人化生产需求的日益增长,垂直多关节机器人等工业机器人和工业控制器设备正被广泛部署,以加速自动化生产进程。在全球工业自动化进程加速的背景下,瑞萨电子正式推出全新RZ/T2H高性能微处理器(MPU),该产品在工业控制领域实现了重大突破,能够实现对多达9轴工业机器人电机的高速、高精度控制。

 

此外,传统工业系统需要多个MCU/MPU或现场可编程门阵列(FPGA)组合来控制这些应用,而RZ/T2H MPU现在仅需单个芯片即可满足所有要求,从而减少组件数量,并节省FPGA程序开发的时间及成本。那么,RZ/T2H在性能、应用等方面有哪些优势和特点?瑞萨电子未来有哪些布局呢?

 

“芯+新”,技术深耕与战略发展并行

 

近年来,瑞萨坚持走全新瑞萨路线,通过“芯+新”模式,以丰富的产品线和创新的技术积累,占领半导体领域重要位置。公司拥有超过1万种不同料号的微控制器芯片去年出货量高达35亿颗,展示出其在芯片供应方面的强大能力。在嵌入式处理器领域,瑞萨电子的五个产品家族涵盖了自有内核、Arm内核以及RISC-V内核,全面满足从低功耗到高性能应用的广泛需求。同时,瑞萨电子致力于半导体工艺制程的创新,确保其MCU/MPU产品在性能和技术上保持领先地位。

 

放眼全球工业市场,瑞萨电子凭借在实时控制、电机控制、工业网络、数据安全和功能安全等领域的多年深耕,提供至少15年的长期供货保障,遵循日本企业精益生产理念的严格质量控制,在技术、供应链、质量等重要方面赢得了广泛认可,使得瑞萨电子成为工业客户可靠的长期合作伙伴。正如瑞萨电子嵌入式处理事业部总监沈清所说:“瑞萨是一家非常有底蕴的半导体公司,可以在工业市场担当长期主义的领导者这样一个角色。”

瑞萨电子嵌入式处理事业部总监沈清

 

除了着眼于当下,企业的战略方向同样是瑞萨电子所看重的。瑞萨电子以每年超15款的MCU和MPU新产品量产上市的研发步伐,持续纵横双向扩张产品布局;基于让AI普惠大众的企业愿景,瑞萨电子通过打造容易上手的开发平台、丰富的资源库、定制化的AI项目、一流的硬件平台,AI成为架起从关键技术到应用的关键桥梁;瑞萨提供所有相关的经官方认证的工业网络协议免费资源给客户,并在中国成立了PROFINET预测试实验室。与此同时,瑞萨电子将机器人市场作为重要发展板块之一,并由此推出了专门针对运动控制和机器人市场的RZ/T2H产品。

 

RZ/T2H MPU:工业自动化的新动力

 

据统计数据显示,2023年中国占全球机器人装机量的51%,在这51%里有47%是中国本地机器人企业,AI和机器人在中国都呈现出强劲的发展态势。因此,工业机器人和工业控制器设备的市场需求日益扩大,瑞萨电子的RZ/T2H MPU应运而生,旨在通过一个集成化、高性能的解决方案,以简化工业自动化系统的开发并降低成本。瑞萨电子嵌入式处理事业部资深产品专家施灵峰介绍道:“RZ/T2H这款产品不单单是在瑞萨,在整个业内目前也是首款同时支持工业网络和九轴的实时控制的工业MPU。”

 

瑞萨电子嵌入式处理事业部资深产品专家施灵峰

 

RZ/T2H MPU具备强大的计算能力,可实现对多达9轴工业机器人电机的高速、高精度控制。集成了四个Arm® Cortex®-A55应用CPU,最高工作频率达1.2GHz,以及两个Cortex-R52 CPU,负责实时处理任务,每个内核配备大容量紧耦合存储器(TCM)。这一架构使得芯片能够同时处理复杂的Linux应用程序、机器人轨迹生成以及PLC序列处理等任务,并确保电机控制和工业以太网协议处理的实时性和精确性。

 

在电机控制方面,RZ/T2H MPU可实现对多达9轴工业机器人电机的高速、高精度控制,配备了三相PWM定时器、用于测量电流值的Δ-Σ接口和多种编码器接口,以及编码器接口(支持A-format™、EnDat、BiSS®、Hyperface DSL和FA-CODER)满足工业机器人对复杂运动控制的需求;同时,电机控制的外设功能被置于Cortex-R52实时CPU内核的低延迟外设端口(LLPP)总线上,从而实现CPU的高速访问。除此之外,该芯片灵活支持包括工业以太网在内的网络通信,包括EtherCAT、PROFINET、EtherNet/IP、OPC UA以及下一代时间敏感网络(TSN)标准,这些以太网交换机和GMAC组合使得该款MPU能够支持多个工业以太网控制器及设备,满足工业4.0时代智能工厂对高效通信和精准控制的需求。

 

与所有瑞萨MPU一样,RZ/T2H提供瑞萨灵活配置软件包(FSP),以及提供长期支持的Linux软件包。开箱即用的多轴电机控制评估解决方案包括用于驱动9轴电机的逆变器板、多轴电机控制软件包和运动实用工具(一款电机控制软件工具)。同时,还包括用于工业以太网协议主站和从站例程软件包,以启动系统开发。值得一提的是,明年1月瑞萨电子将推出一款基于RZ/T2H性能缩减的RZ/N2H产品,整个产品阵容更加丰富,满足客户高性价比需求。

 

安全护航未来发展

 

瑞萨电子一直高度重视产品的安全性,RZ/T2H MPU集成了业界领先的数据安全和功能安全特性。其提供的全套系统功能安全认证方案基于TÜV认证,覆盖软件和硬件,适用于多种工业应用场景,确保设备在运行过程中的安全性和可靠性。在数据安全方面,芯片集成了先进的加密、解密技术和密钥管理系统,有效保护工业数据免受潜在威胁。“瑞萨电子支持主流的工业网络协议,在安全层面提供安全的解决方案给客户。”瑞萨电子嵌入式处理事业部资深产品专家杜灏如是说。

 

瑞萨电子嵌入式处理事业部资深产品专家杜灏

 

面对飞速发展的行业,瑞萨电子表示将继续瞄准市场需求,把准产品迭代方向,加大在工业领域的投入,特别是在人工智能和物联网的融合应用方面,进一步丰富其产品线,提升产品处理能力,以满足不同客户的需求,并加强与合作伙伴的协作,共同构建更加智能、安全的工业生态系统,为全球工业市场提供更先进的解决方案。在这岁末年初之际,让我们共同期待瑞萨电子乘势而上开新局,奋楫扬帆启新程。

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