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瑞萨电子MPU芯片RZ-N1问世 瑞萨电子在工业领域的布局

近日,瑞萨电子中国产业解决方案中心工业和家电部戴其宏经理介绍了瑞萨电子最新的MPU芯片RZ/N1,该产品主要围绕工业自动化解决方案,通过该产品的介绍,我们也能看出瑞萨电子在工业领域是如何布局的。

目前,工业领域在瑞萨电子中占有重要位置,产值占瑞萨电子总产值近30%,位于汽车之后是瑞萨电子第二大重要面向市场。

数字化工业市场有一些关键需求,对于技术来说需要包括提高机器效率,增强实时性分析和过程优化,以实现生产流程的智能化敏捷化。戴其宏说道:对于我们来说,不光是提供满足数字化工业市场的技术要求,还需要满足IT和OT两方面的需求,兼顾安全性和连接性,以及提供更多的解决方案。

瑞萨电子MPU芯片RZ/N1问世 瑞萨电子在工业领域的布局

瑞萨电子中国产业解决方案中心工业和家电部戴其宏经理

瑞萨电子目前提供的技术和方案

戴其宏介绍道,面对工业IoT和工业4.0市场,瑞萨电子目前能提供的方案包括工业网络解决方案,BLDC电机与伺服运动控制,硬件的实时OS,DRP处理器,先进以太网交换机和加密解决方案,安全软件包,低功耗传感解决方案以及AI人工智能解决方案等,涵盖了各种工业方案。

而在产品方面,无论是控制级还是现场级产品,瑞萨电子均有涉及。

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如图所示,瑞萨电子在工业市场的布局,可支持各个层面的应用。

工业级控制器RZ/N1

RZ/N1是2017年11月瑞萨电子推出的产品,主要适用于可编程控制器(PLC)和网关,远程I/O等应用。

戴其宏表示,RZ/N1具有四大特点。

第一是支持多协议工业网络,包括EtherCAT, PROFINET,OPC UA, Canopen和EtherNet/IP 等。

第二是智能控制,芯片中Cortex-A7与Cortex-M3异构内核架构,可实现更高性能的智能控制,支持包括DDR2/3、NAND、QSPI Flash等多种存储器,支持复杂应用。

第三点是它在工业IoT网关上,支持最多5个端口的千兆以太网,满足IT和OT之间的网络连接,同时也支持TSN时间敏感网络。

第四点则是关注于安全,可防范网络攻击。搭载的存储器带片上ECC校验。支持唯一ID防止程序被盗取。支持工业交换机需要的冗余协议,如HSR/PRP/MRP等。

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RZ家族系列的定位,是基于arm的MPU,性能从300MHz到1.5GHz,主要应用于工业市场中控制和IT技术的融合。

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目前RZ家族包含四大块,分别为显示、工业互联网、马达控制及人机界面,RZ/N1是瑞萨电子首款问世的工业互联网产品。

戴其宏表示,RZ/N1是基于R-IN引擎平台开发的第三代产品,第一代产品为R-IN32,第二代是RZ/T1。

R-IN引擎平台主要负责加速协议处理,内部包含了32位CPU和硬件RTOS,此外还有以太网加速器,实现更高性能的实时网络通信,戴其宏表示,相对普通水平,R-IN的中断响应时间可以减少六倍,多任务切换速度提高三倍,同时具有极微弱的抖动。

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如图所示,实测结果显示,普通MCU在50MHz 50Mbps的网络传输负担下就已经满负荷运转。而采用R-IN引擎的产品不单主频更高,同时可轻松实现接近百兆水平,CPU负载只有20%~30%。

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RZ/N1在芯片架构上,将应用部分与实时部分分离,在通用操作系统抽象层层面上集成协议栈,通过共享内存和中断请求实现片内CPU的无缝通信,以满足对最新的IT/OT工业应用对于实时性和高性能的双重需求。

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瑞萨电子的RZ/N1采用的平台化策略,本身提供了硬件及部分软件,部分工业以太网协议则是通过第三方合作伙伴来提供。由于协议通过了操作系统抽象层简化,客户如果要调用实时性通信协议,可直接调用R-IN引擎即可,不需要进行二次开发,客户只需要关注应用层即可。

RZ/N1具体性能指标与开发

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目前基于RZ/N1,瑞萨电子一共提供3大系列,5种封装,分别对应不同的具体应用。

为了更好的推广该产品,瑞萨电子提供了解决方案套件,包含开发板、驱动程序和示例支持包及代码,客户可直接进行评估。而针对开发环境,RZ/N1也支持不同第三方的开发工具和OS。

RZ/N1通过多协议安全且高性能的特点,满足了IT与OT连接的种种需求,可助力客户实现下一代PLC和远程I/O市场,同时在基础设施、楼宇自动化等方面也会有较强的竞争力。戴其宏总结道。

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