瑞萨电子公司是先进半导体解决方案的主要供应商,今天宣布了RZ/T1集团,一个新的工厂自动化解决方案,内置工业网络功能,用于许多工业应用,如交流伺服驱动器,运动控制器,变频器控制和一般工业设备,要求高速,响应,和优秀的实时性能。
由于高速缓存存储器的不可预测性,传统的解决方案,如带高速缓存存储器的高频微处理器(mpu)不适合实时控制。而且,当带有片上闪存的微控制器(mcu)同样用于实时控制时,不断增长的性能要求正驱使它们达到性能上限。
此外,确定性的开放式标准网络,如EtherCAT®,以太网/ IP™和PROFINET正在成为各类工业设备的主流。支持此类标准通常需要使用具有专用通信功能的单独ASIC,这导致系统成本和电路板足迹增加。
新的RZ/T1组设备是围绕ARM®Cortex®-R4F核心构建的,运行频率高达600兆赫兹(MHz),并配置了两个紧耦合内存区域(TCM, Note 1),该区域直接连接到CPU核心,消除了对缓存内存的需求。tcm支持关键例程,如中断处理例程或实时任务,确保在没有缓存延迟的情况下实现最高水平的响应。RZ/T1还集成了R-IN引擎工业以太网通信加速器。它提供了与倍受推崇的Renesas R-IN系列相同的多协议特性,支持多种工业以太网通信标准,包括EtherCAT。
RZ/T1设备同样保留了瑞萨RX系列和SH系列的许多外围功能,使系统制造商更容易利用多个瑞萨架构设计可扩展的工业控制设备系统。
RZ / T1解决方案的主要特点:
(1) Cortex-R4F核心工作在高达600 MHz和高速,大容量紧密耦合内存直接链接到CPU核心高速处理和卓越的响应能力。
RZ/T1组是围绕ARM Cortex-R4F核心(额定1.66 DMIPS/MHz)构建的,专为实时处理,可以在高达600 MHz的频率下工作,并具有单/双精度FPU高效的数学运算。有两个TCM区域——用于代码和操作的512k和用于数据的32k,这两个区域都可以从CPU进行有效的无等待访问(注2)。另外还有1mb的RAM用于应用程序,以支持更好的分区和效率。此外,硬件中还有一个矢量中断控制器(VIC),它提供高性能、低延迟的中断处理,进一步提高了实时性能。这些配置改进使得构建具有高速处理和卓越实时响应能力的系统成为可能,优于那些使用带有片上闪存的传统微处理器或使用高速缓存存储器的微处理器的系统。
(2)R-IN引擎工业以太网通信加速器
RZ/T1组配备了经过业界验证的Renesas R-IN引擎,该引擎包含一个以太网加速器和一个实时操作系统加速器(HW-RTOS)。R-IN引擎包括一个运行在150 MHz的专用CPU核心,并在硬件中实现实时操作系统的功能,并处理通信和外围设备以提高系统级的效率。R-IN引擎旨在支持多种工业以太网通信标准,包括EtherCAT、Ethernet /IP和PROFINET。最近成立的R-IN联盟预计将为瑞萨和合作供应商提供各种解决方案,从而减少开发工业设备所需的时间。
(3)为了可扩展性,保留了Renesas mcu的外围功能,并改进了工业设备的新外围功能和安全功能
瑞萨的SH系列和RX系列mcu在工业设备领域有良好的跟踪记录,RZ/T1继承了许多外围功能,包括完善的计时器和通信功能。这通过利用使用其他Renesas架构的先前设计简化了开发,从而缩短了上市时间。为了满足工业设备对可靠性和安全性的要求,片上存储器(包括紧耦合存储器)集成了ECC功能。附加的安全功能,包括一个寄存器写保护功能,以防止在程序失控时覆盖密钥寄存器,一个输入时钟振荡停止检测功能,和一个独立的看门狗定时器功能,所有这些都有助于简化安全认证。
(4)增加了编码器接口支持,提供了单片交流伺服解决方案
RZ/T1组集成了实时处理、低延迟内存、高速模拟和网络连接,满足许多交流伺服驱动应用的需求。此外,瑞萨还计划推出行业首个编码器接口设备,该接口将支持许多电机反馈协议,如EnDat 2.2,以及传感器和执行器协议,如bis®和SSI。这些编码器的数字双向接口提供了增量和绝对编码器的精确位置值。通常使用fpga或asic实现,在RZ/T1上集成此功能可以减少组件数量并降低系统成本。
通过所有处理电源和实时架构来管理更紧密的控制回路,网络连接支持确定性通信,以及高速编码器接口的能力,都在单个芯片中,RZ / T1是真正的AC伺服解决方案单个芯片。
随着RZ系列新产品的加入,瑞萨现在为实现“智能社会”提供必不可少的解决方案。瑞萨将继续开发新产品,从高端到低端,以应对市场的新兴需求。
(注1)紧耦合内存(TCM):
处理器核心直接通过专用内存接口访问芯片上的高速内存,而不是通过高速缓存内存。
(注2)对于紧密耦合的内存,BTCM支持无等待状态的访问。通过使用预取,如果没有发生分支,ATCM可以在没有等待状态的情况下获取指令。
可用性
RZ/T1集团包括10个新设备,样品计划于2015年1月开始提供。量产计划于2015年10月开始。(供应情况如有更改,恕不另行通知。)
《华盛顿邮报》实时处理器目标,运动,电源逆变器应用程序首先出现了微控制器的技巧.
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