2023華南國際智能制造、先進(jìn)電子及激光技術(shù)博覽會（LEAP Expo）旗下成員展——慕尼黑華南電子展（electronica South China）于11月1日落幕。展會同期舉行了多場精彩論壇，包括瑞薩電子在內(nèi)的眾多大咖現(xiàn)場分享行業(yè)干貨。

摘要

隨著工業(yè)4.0的推進(jìn)，我們正邁向以“信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合為主線，以推進(jìn)智能制造為主攻方向的”第四次工業(yè)革命。憑借瑞薩多年在MCU/MPU領(lǐng)域上的耕耘，我們將攜手我們的合作伙伴、客戶一同賦能中國工業(yè)自動化。

瑞薩電子應(yīng)慕尼黑展覽會主辦方的邀請，參加了2023年10月30日在深圳國際會展中心舉辦的國際嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新論壇。瑞薩電子嵌入式處理器市場部高級經(jīng)理譚紹鵬跟與會觀眾分享了瑞薩在工業(yè)自動化領(lǐng)域的重點(diǎn)部署及相應(yīng)的MCU/MPU解決方案。

演講內(nèi)容分享

隨著智能制造的發(fā)展，越來越多的制造商考慮如何通過連接技術(shù)和數(shù)字化或工業(yè)4.0來提高產(chǎn)能和安全性，并提升生產(chǎn)效率、降低能耗，使我們的制造系統(tǒng)可持續(xù)性地邁向高端化、智能化、綠色化，并最終推動我國從“制造大國”向“制造強(qiáng)國”轉(zhuǎn)變。瑞薩電子將依托于強(qiáng)大的MCU/MPU技術(shù)跟全面的產(chǎn)品線，全“芯”賦能中國工業(yè)自動化升級換代。

我們重點(diǎn)部署和投資的領(lǐng)域從控制層的PLC主站到現(xiàn)場域的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊、IO模塊、網(wǎng)關(guān)，再到實(shí)現(xiàn)智能制造設(shè)備，如機(jī)器人，及其核心控制驅(qū)動設(shè)備，如伺服驅(qū)動器、執(zhí)行器等，最后到工廠的最小元素之一各式各樣的傳感器等，全線涵蓋了整個工業(yè)自動化的產(chǎn)業(yè)鏈條。

在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊方面，瑞薩電子提出了RZ/T2M雙核電機(jī)驅(qū)動解決方案，支持多工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，支持IEC61508功能安全的高性能MPU。

RZ/T2M內(nèi)置了兩個高達(dá)800MHz主頻的ARM Coretex R52高性能處理器。其中一個內(nèi)核CPU0是為電機(jī)控制而設(shè)計(jì)的，它具有用于電機(jī)控制外圍設(shè)備的TCM（緊耦合內(nèi)存）和LLPP（低延時(shí)外設(shè)總線），專門處理需要快速響應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動應(yīng)用及外設(shè)，如PWM、ADC、TFU（三角函數(shù)加速器），Σ⊿接口等，除此之外，連接到LLPP總線的用于電機(jī)控制的外圍設(shè)備可以以低延遲從內(nèi)核CPU0核訪問，增強(qiáng)了實(shí)時(shí)性操作。這些特性，讓RZ/T2M非常適合用于交流伺服和變頻器。

RZ/T2M另外一個也是高達(dá)800MHz的CR52內(nèi)核處理器CPU1則專門處理高速網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，依托內(nèi)置的一個千兆TSN交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)3個千兆以太網(wǎng)口輸出，支持多種主流的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議棧，如EtherCAT、PROFINET RT/IRT、EtherNet/IP、CC-Llink IE Basic、TSN (IEC/IEEE 60802 Industrial Profile)、OPC UA over TSN等。除此之外，該內(nèi)核還可以用于功能安全，與非安全CPU0內(nèi)核以及其他總線外設(shè)進(jìn)行相應(yīng)的隔離，專門作為安全的外圍設(shè)備工作。該解決方案已經(jīng)獲得了符合TUV IEC61508標(biāo)準(zhǔn)的SIL3安全完整性等級證書。

最后，RZ/T2M還能支持多種主流的、標(biāo)準(zhǔn)的編碼器接口，如A-formatTM、BiSS-C、EnDat2.2、 TamagawaHIPERFACE DSL，從而減少了外圍器件的BOM成本，是一款集成度高，性價(jià)比優(yōu)的工業(yè)以太網(wǎng)電機(jī)驅(qū)動解決方案。

論壇上還重點(diǎn)推薦了RZ/N2L，除了支持多協(xié)議工業(yè)以太網(wǎng)以外，RZ/N2L可輕松通過并行總線與現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行通訊與訪問，終端用戶可以便捷地對初始投資的原設(shè)備升級成為符合工業(yè)以太網(wǎng)通訊的智能設(shè)備。由于RZ/N2L擁有和RZ/T2M的無縫架構(gòu)和外設(shè)，也使用戶能夠重復(fù)使用軟件資產(chǎn)并降低研發(fā)成本。

除了上述的MPU產(chǎn)品線，瑞薩電子還提供支持多協(xié)議及多達(dá)雙軸電機(jī)驅(qū)動的RX72M MCU解決方案，類似于RZ/T2M，RX72M的主頻高達(dá)240MHz，帶有雙精度的FPU浮點(diǎn)運(yùn)算單元以及硬件的三角函數(shù)TFU。在通訊部分，RX72M集成了ESC從站控制器，直接支持EtherCAT從站商用協(xié)議，不需要額外授權(quán)。在電機(jī)驅(qū)動部分：RX72M帶有豐富的模擬電路，可支持多達(dá)2軸三相電機(jī)電流的同時(shí)采樣。最后，RX72M不同管腳封裝，高性價(jià)比，滿足多種不同客戶的應(yīng)用需求，如遠(yuǎn)傳IO模塊、IO耦合器、單軸伺服電機(jī)驅(qū)動等。

隨著越來越多的工業(yè)應(yīng)用開始使用自動化技術(shù)，我們更加需要在設(shè)備中采取安全措施，從而防止或最大限度減少意外死亡和社會損失。在向市場發(fā)布產(chǎn)品之前，當(dāng)今的設(shè)備制造商要承擔(dān)的任務(wù)是計(jì)算出發(fā)生故障的可能性，并為產(chǎn)品采取安全措施，以應(yīng)對可能出現(xiàn)的故障。IEC61508是工業(yè)界具有代表性的安全標(biāo)準(zhǔn)，依照安全完整性等級（SIL）劃分為SIL 1至SIL 4四個等級。最近，認(rèn)證機(jī)構(gòu)制定的SIL3標(biāo)準(zhǔn)正式成為工業(yè)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)。瑞薩基于IEC61508標(biāo)準(zhǔn)，提倡整合軟硬件的整套解決方案。從硬件架構(gòu)上，瑞薩推崇的是雙MCU，或者雙核MPU+MCU/MPU的硬件架構(gòu)，已符合SIL3安全完整等級以及HFT=1（硬件故障裕度=1）；從軟件上，瑞薩提出了靈活的軟件解決方案，任君選擇：

1自檢庫套件：用于診斷MCU內(nèi)部的CPU、ROM、RAM和永久故障

2SIL3系統(tǒng)軟件套件：適用于雙MCU系統(tǒng)，具有MCU診斷功能、調(diào)度程序和分區(qū)功能

3FSoE安全功能通訊軟件套件：符合EtherCAT從站安全通訊協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)套件

4Profisafe安全功能通訊軟件套件：符合PROFIBUS & PROFINET安全通訊協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)套件

5參考文檔：包含將要提交給認(rèn)證機(jī)構(gòu)的示例文檔的指導(dǎo)書以及準(zhǔn)備指南技術(shù)文檔，用于安全部件開發(fā)，例如輸入和輸出電路診斷、電源監(jiān)控。

6參考板：雙MCU配置的硬件評估套件

7符合IEC61508認(rèn)證的編譯器：瑞薩電子編譯器的認(rèn)證套件“CC-RX”(RX) 或者從IAR購買經(jīng)過認(rèn)證的編譯器（針對RX/RA MCU的IAR-EWARM FS V9.20.3）

最后，瑞薩電子借2023年慕尼黑華南展會-國際嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新論壇的機(jī)會，攜手廣大工程師朋友、合作伙伴、客戶一同賦能中國工業(yè)自動化，邁向中國工業(yè)自動化領(lǐng)域的新征程。

審核編輯：湯梓紅