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高频率的RZT1实时处理器解决方案

来源: 瑞萨
2018-04-12
类别:工业控制
eye 343
文章创建人 拍明

  全球领先的半导体解决方案供应商瑞萨电子株式会社推出的全新工厂自动化解决方案RZ/T1系列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:

  •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。

  •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。

工作频率高达600MHz的RZT1实时处理器解决方案.png

  •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。

  •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。

  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。

  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。

  瑞萨科技是世界十大半导体芯片供应商之一,在很多诸如移动通信、汽车电子和PC/AV 等领域获得了全球最高市场份额。

  (RENESAS)于2003年4月1日—由日立制作所半导体部门和三菱电机半导体部门合并成立。RENESAS结合了日立与三菱在半导体领域方面的先进技术和丰富经验,是无线网络、汽车、消费与工业市场设计制造嵌入式半导体的全球领先供应商。

  从业人员:26000人(全世界20个国家、43家公司)瑞萨科技是世界十大半导体芯片供应商之一,在很多诸如移动通信、汽车电子和PC/AV 等领域获得了全球最高市场份额。瑞萨集成电路设计(北京)有限公司苏州分公司(RDB-SU)是瑞萨科技全资子公司,2004年1月成立以来,现已拥有150多名优秀工程师,承担着家电和汽车电子领域MCU的一系列设计工作,并在2006年4月开始开发面向中国市场的MCU。

  瑞萨科技在2003年4月1日正式成立,以领先的科技实现人类的梦想。结合了日立与三菱电机在半导体领域上的丰富经验和专业知识,配合全球二万七千名员工的无限创意,我们将无处不在,超乎你的想像。科技的价值在于让一切变得可能,身为一家具有领导性和值得信赖的智能晶片解决方案供应商,我们对于拓展明日无处不在的网络世界,担当重要的角色。我们的创造力具前瞻性,为人类创造出更舒适美好的生活。

  创立日期2003年4月1日

  公司法人董事长&CEO伊藤达

  业务范围单片机逻辑模拟等的系统LSI、分立半导体元件、SRAM等的存储器

  开发、设计、制造、销售、服务的提供。

  集团成员44家公司(日本20家,日本以外24家)

  年度销售额2006财年(截止至2007年3月):9526亿日元(约83亿美元)

  瑞萨科技在2003年4月1日正式成立,结合了日立与三菱在半导体领域上的丰富经验和专业知识,身为世界一流的具有领导性和值得信赖的智能晶片解决方案供应商,我们对于拓展明日无处不在的网络世界,担当重要的角色。

  瑞萨半导体(苏州)有限公司是瑞萨科技在中国设立的半导体后道工序及设计研发基地。所属设计开发中心从事以瑞萨科技公司MCU为主的大规模集成电路设计开发工作,我们已具备独立开发包括内嵌FLASHROM在内的MCU产品的能力,为适合中国市场迅速发展的需要,扩大业务,增加设计品种,主要产品:动态存储器,静态存储器,视频模块,内存条.

  Renesas瑞萨半导体公司今天宣布,其新一代高性能手机处理器SH-Mobile Application Engine 4于2009年12月1日起开始出货样品,价格为每颗3000日元(折合人民币240元左右),以万颗为单位发售。

  SH-Mobile APE4的CPU核心基于ARM Cortex-A8架构,45nm工艺制造,最高频率1GHz,支持Symbian OS、Android、Linux、Windows Mobile等操作系统。

  除CPU核心外,该芯片还集成了图形核心、高清视频核心和音频处理引擎等多个组件。其中,内置的PowerVR SGX图形核心每秒可生成2000万个多边形,瑞萨自行开发的VPU视频处理引擎支持H.264/MPEG-4 AVC等格式的1080p 30FPS全高清视频编码/解码。其他还包括24bit音频处理引擎,最高400MHz的SH4AL-DSP核心,最高支持1600万像素摄像头的图像信号处理器,以及HDMI 1.3接口、存储卡接口等。而这一切,全部集成在一颗尺寸仅为12x12mm的芯片内,堪称惊人。





责任编辑:Davia

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