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
發布時間：2024-12-16 作者：楊霞
全球半導體解決方案供應商瑞薩電子近日宣布，推出瑞薩面向工業應用打造的最高性能微處理器（MPU）——RZ/T2H，憑借其強大的應用處理能力和實時性能不僅能夠實現對多達9軸工業機器人電機的高速、高精度實時控制，而且還在單芯片上支持包括時間敏感網絡TSN和工業以太網在內的各種網絡通信。這款MPU主要面向工業機器人，可編程邏輯控制器（PLC）、運動控制器、分布式控制系統（DCS）和計算機數控（CNC）等工業控制器設備。
一顆芯片，滿足未來整個工廠的自動化
這款新品以其多協議工業以太網和運動控制的雙重特性，成為業界首款同時支持多協議工業網絡通信和九軸高精度實時控制的工業MPU。 瑞薩電子嵌入式處理事業部資深產品專家施靈峰先生自豪道。
據他介紹，RZ/T2H在前代產品RZ/N2L、RZ/T2L和RZ/T2M的基礎上進行了全面升級，這款MPU的推出，旨在解決工業數字化進程中對高性能產品升級以及對復雜網絡控制的需求，如工業機器人、PLC、CNC、DCS和運動控制器等。
從產品設計層面而言，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的實時精準控制。九軸支持：芯片內部集成了九軸支持所需要的外設資源，無需額外配置，大幅降低了用戶系統設計的復雜性。多協議工業以太網：支持市場上主流的工業網絡協議，如PROFINET、EtherCAT、EtherNet/IP等等，使客戶能夠適應不同的工業網絡場景，并支持主站和從站功能。 RZ/T2H的設計考慮了多核異構和驅控一體化，實現了小型化設計。產品擁有大容量TCM和低延遲LLPP總線，滿足了高性能應用和實時通信架構的需求。此外，其主從一體的設計和靈活配置，使得原本需要主CPU+FPGA或多個MCU才能實現的電機工作，現在可以通過一顆芯片完成，極大地簡化了設計，降低了面積、功耗和設計的復雜度。
瑞薩電子不僅關注當前的工業需求，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網絡化的需求。
強大的開發平臺，您的理想之選
瑞薩電子的RZ/T2H芯片開發平臺以其強大的硬件支持、全面的軟件開發工具、豐富的工業以太網協議和安全解決方案，以及多操作系統的靈活配置，為客戶提供了一個全方位、高效率的開發環境。這不僅加速了產品開發周期，也為工業控制領域的創新提供了強有力的支持。
瑞薩電子嵌入式處理事業部資深產品專家杜灝先生針對該開發平臺作了詳細介紹，開發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，滿足客戶在開發過程中的多樣化需求。EVK板上集成的Segger板載調試器，支持不使用外部調試器的情況下通過USB輕松進行軟件開發和調試。其軟件開發工具e2 studio，是瑞薩自研的集成開發環境，提供智能編輯器和引腳編輯工具。合作伙伴IAR提供的EWARM的開發平臺，同時提供調試工具。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驅動程序、FreeRTOS操作系統，簡化通信和安全模塊的實現。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，減少數據泄露和篡改風險。
讓人眼前一亮的多操作系統解決方案，基于多核異構/同構MPU，針對各個處理器運行不同的軟件模塊之間的數據通信問題，提供多核異構或同構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架構，包括四個A55核和兩個R52核，這種架構允許在單芯片上同時執行Linux應用程序和實時控制任務。核間通信（OpenAMP）：RZ/T2H通過OPENAMP（Open Asymmetric Multi Processing）實現核間通信。OpenAMP是一種輕量級的核間通信協議，利用核之間的高速總線進行數據交互，可以通過共享內存或中斷實現。RZ/T2H支持通過2兆的共享內存和OpenAMP進行核間通信，這種方式解決了外設資源和引腳資源占用問題，簡化了多處理器間的通信，還增強了整個系統的協同效率和功能性，并降低了功耗。
總結而言，RZ/T2H產品優勢包括如下幾點：
高算力和高實時性：集成了強大的應用處理功能和高精度實時控制性能。
豐富的電機控制外設：多達9軸的電機控制，支持多種編碼器接口。
工業網絡集成：集成行業主流的工業以太網主站和從站協議，包括對未來TSN的支持。
此外，瑞薩電子還與知名工業控制軟件公司合作，提供基于T2H產品的軟件例程，加快開發進程。
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部總監沈清女士表示，這一戰略包含兩個核心含義：“芯”代表芯片技術，而“新”則代表創新。瑞薩電子致力于在技術、供應鏈和質量上提供長期穩定的支持，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部戰略方向：產品布局擴張，瑞薩電子的研發步伐迅速，每年有超過15款MCU和MPU新產品量產上市，最近一個月內就有4款新產品發布。端點智能與邊緣AI，瑞薩電子致力于將人工智能技術應用于嵌入式系統，推動端點智能的發展。數據安全與功能安全：瑞薩電子提供業界最全的基于TüV認證的SIL3等級工業功能安全解決方案以及數據安全解決方案確保數據和功能的安全。用戶體驗與生態系統，瑞薩電子CEO成立了專門的用戶體驗部門，將生態系統提升至公司戰略層面，強調用戶體驗的重要性。
AI架起了從關鍵技術到應用的關鍵橋梁，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品開發流程中。瑞薩電子在AI領域的發展包括：提供易于上手的開發平臺和工具。豐富的資源庫，官網上有超過100個AI DEMO和應用筆記。與生態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的工業以太網協議免費樣例程序，今年，瑞薩在中國成立了PROFINET預測式實驗室。
特別看好機器人市場，并將其作為重要發展板塊之一。同時，瑞薩電子計劃在明年1月份推出RZ/N2H產品，該產品在RZ/T2H的基礎上進行了性能縮減，以滿足客戶對性價比要求高的產品應用。
由此可見，瑞薩電子提供豐富的MCU和MPU產品，以及工業應用相關的解決方案和關鍵構件單元，包括系統核心電機部分、數據安全、工業功能安全和多協議工業以太網。在此基礎之上形成AI的加持，滲透于各個行業，使得工業更加智慧和高效！