瑞萨电子推出RZ/T1实时处理器解决方案,以期提高工业应用生产率

采用工作频率高达600 MHz的实时CPU、R-IN引擎,为工业设备提供实时控制以及稳定可靠的网络连接

2014年11月18日

2014年11月18日,日本东京讯 — 全球领先的半导体解决方案供应商瑞萨电子株式会社(TSE: 6723)于今日宣布推出全新工厂自动化解决方案RZ/T1系列产品。该产品内置工业网络功能,适用于多种工业应用,比如AC伺服驱动、运动控制器、变频 器控制和需要高速、高响应性、卓越实时性能的通用工业设备。

 

  由于高速缓存的不可预测性,采用高速缓存的高频微处理器(MPU)等传统解决方案不适合进行实时控制。 同时,虽然采用片上闪存的微控制器(MCU)也宣称可实现实时控制,但越来越高的性能要求正逐步使其性能达到了极限。

 

  此外,EtherCAT®、EtherNet/IP™和PROFINET等确定性开放式标准网络正广泛应用于各类工业设备。 支持此类标准通常需要使用具有专有通信功能的独立ASIC,因此系统成本和电路板封装成本会有所提高。

 

  全新RZ/T1系列器件以ARM® Cortex®-R4F内核为核心构建,工作频率最高可达到600兆赫(MHz),并配有两个紧密耦合内存(TCM,注释1) 区,直接与CPU内核相连,因此无需使用缓存。 TCMs支持关键程序处理,如中断处理程序或实时任务,从而可确保达到最高响应等级,不存在缓存延迟问题。 RZ/T1还集成了R-IN引擎工业以太网通信加速器, 可提供与广受赞誉的瑞萨R-IN系列产品相同的多协议功能,支持包括EtherCAT在内的多种工业以太网通信标准。

 

  RZ/T1器件保留了瑞萨RX系列和SH系列的很多外设功能,因此系统制造商可以更轻松地设计出采用多个瑞萨架构的可扩展工业控制设备系统。

 

RZ/T1解决方案主要功能:

(1) 工作频率高达600 MHz的Cortex-R4F内核以及直接与CPU内核相连的高速、大容量紧密耦合内存可实现高速处理性能和卓越的响应性。

RZ/T1系列产品以专为实时处理而设计的ARM Cortex-R4F内核(1.66 DMIPS/MHz)为核心构建,最大工作频率可达到600 MHz,并可进行单精度/双精度FPU,数学运算效率极高。 TCM分为两个区 — 一个用于代码和运算,大小为512 K,另一个用于数据,大小为32 K,且两个区都可从CPU进行高效的即时访问 (注释2)。 另外,1 MB的RAM用于支持更好的分区以及提高应用效率。 此外,内置的硬件矢量中断控制器(VIC)可进行高性能、低延迟的中断处理,从而进一步提升实时性能。 增强型配置使RZ/T1构建的系统具有高速处理性能和卓越的实时响应性,远远超过采用配有片上闪存的传统MCU或配有缓存的微处理器产品。

 

(2) R-IN引擎工业以太网通信加速器

RZ/T1系列产品配有获行业认可的瑞萨R-IN引擎,其整合了以太网加速器和实时OS加速器(HW-RTOS)。 R-IN引擎包含运行频率为150 MHz的专用CPU内核,可在硬件中实施实时OS功能,并可处理通信和外围设备,从而提升系统级效率。 R-IN引擎用于支持多种工业以太网通信标准,包括EtherCAT、EtherNet/IP和PROFINET。 新创立的R-IN联盟预计可提供多种瑞萨以及合作供应商研发的解决方案,帮助客户缩短工业设备开发时间。

 

(3) 保留了获得行业认可的瑞萨MCU外设功能,进一步提升了用于工业设备的新增外设功能和安全功能

瑞萨SH系列和RX系列MCU在工业设备领域一直享有盛誉,RZ/T1保留了二者的包括广受认可的定时器和通信功能在内的多种外设功能。 通过采用之前使用其他瑞萨架构的设计,简化了开发过程,缩短了上市时间。 为满足工业设备对可靠性和安全性的苛刻要求,片上内存(包括紧密耦合内存)整合了ECC功能。 其他安全功能包括:避免在程序失控的情况下重写重要寄存器的寄存器写保护功能、输入时钟振荡检测功能以及独立看门狗定时器功能,这些都有助于简化安全认证 流程。

 

(4) 新增对编码器接口的支持,提供单片式AC伺服解决方案

RZ/T1系列产品整合了实时处理、低延迟内存、高速模拟和网络连接功能,可满足众多AC伺服驱动的应用需求。此外,瑞萨还计划发布业内首款含编码器接口的 器件。其中编码器接口支持多种电机反馈协议(如EnDat 2.2)以及传感器和执行器协议(如BiSS®和SSI),这些数字双向编码器接口可通过增量和绝对编码器提供精确的位置值。此功能通常使用FPGA或 ASIC实现,将此功能集成在RZ/T1上可减少组件数目和系统成本。


  可管理更密集控制循环的全部处理能力和实时架构、支持确定性通信的网络连接功能、高速编码器接口功能都位于单个芯片中,因此RZ/T1不失为真正的单芯片式AC伺服解决方案。

  借助RZ系列的这些全新产品,瑞萨现在能够提供对实现“智能社会”至关重要的解决方案。 瑞萨将继续研发高中低端新产品,以应对日益增长的市场需求。

 

(注释1)紧密耦合内存(TCM):
处理器内核直接通过专用内存接口(非高速缓存)访问高速片上内存。

(注释2)在紧密耦合内存中,BTCM支持即时访问。假如不进行指令转移,ATCM可利用预取功能实时获取指令。

上市期

  RZ/T1系列产品包括十种全新器件,样品将于2015年1月上市,2015年10月开始量产。(上市期如有变更,恕不另行通知。)

 

有关瑞萨新型RZ/T1系列产品器件的主要规格,请参见 规格表

 

关于瑞萨电子株式会社

瑞萨电子株式会社 (TSE: 6723) ,为客户提供专业可信的创新嵌入式设计和完整的半导体解决方案,旨在通过使用其产品的数十亿联网智能设备安全可靠地改善人们的工作和生活方式。作为全球领先的微控制器供应商、模拟功率器件和SoC产品的领导者,瑞萨电子为汽车、工业、家居(HE)、办公自动化(OA)、信息通信技术(ICT)等各种应用提供专业的技术支持、品质保证和综合的解决方案,期待与您携手共创无限未来。更多信息,敬请访问renesas.com



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