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近日，瑞薩發(fā)布了一款面向工業(yè)應用的最高性能微處理器（MPU）——RZ/T2H。
圖 | RZ//T和RZ/N系列產品路線圖，來源：與非網攝制
怎么個“最高性能”法呢？我們知道市場上的工業(yè)機器人電機控制方案大都是采用的“CPU+FPGA”或“CPU+MCU*n”的路徑實現的，在實現復雜的應用過程中，不僅面臨設計復雜性的問題，還會在增加設備數量的同時增加面積和功耗；而RZ/T2H不僅能夠實現對多達9軸工業(yè)機器人電機的高速、高精度控制，而且還在單芯片上支持包括工業(yè)以太網在內的各種網絡通信。
這款MPU主要面向機器人，可編程邏輯控制器（PLC）、運動控制器、分布式控制系統(tǒng)（DCS）和計算機數控（CNC）等工業(yè)控制器設備。
據悉，RZ/T2H是業(yè)內首款同時支持工業(yè)網絡和9軸電機控制的MPU產品。所以，9軸電機控制在工業(yè)機器人行業(yè)中真的是剛需嗎？
圖 | 2023年，中國占全球機器人裝機量的51%；來源：與非網攝制
對此，瑞薩電子嵌入式處理事業(yè)部總監(jiān)沈清表示：“2023年，中國占全球機器人裝機量的51%，而在這51%中，47%都來自中國本地的機器人企業(yè)，所以AI和機器人在中國發(fā)展的都非常快。而受到下游需求側的驅動，雖然目前市場上大都是6軸電機控制的方案，但瑞薩電子依然決定面向未來市場推出了單芯片支持9軸電機控制的RZ/T2H系列MPU，來簡化設計?！?/p>
圖 | 單芯片實現9軸電機控制，可以有效簡化系統(tǒng)設計；來源：瑞薩電子
的確，瑞薩在工業(yè)領域一直走的比較前，從公司的產品譜系，我們可以看到業(yè)內有工業(yè)級MCU/MPU的廠商不少，但將工業(yè)級MCU/MPU單獨呈一個產品線推出的企業(yè)其實不多，所以瑞薩在工業(yè)領域的技術、產品質量和供應鏈都是有口皆碑的，在實時控制、電機控制、工業(yè)網絡、數據安全、功能安全等領域處于全球領先地位。
不過話又說回來，對于企業(yè)來講，做一顆支持9軸電機控制的MPU存在怎樣的技術門檻呢？
圖 | 瑞薩面向工業(yè)應用推出最高性能微處理器（MPU）——RZ/T2H；來源：瑞薩電子
對此，瑞薩電子嵌入式處理事業(yè)部資深產品專家施靈峰解釋道：“首先要實現9軸就會有很多功能和外設，包括三相PWM定時器、用于測量電流值的Δ-Σ接口，以及編碼器接口（支持A-format?、EnDat、BiSS?、Hyperface DSL和FA-CODER）等，如何使這些外設能夠同步，在整個電流環(huán)的閉環(huán)之內，讓每一軸的控制能力與單軸控制方案同效，是需要下力氣的；其次，在9軸電機控制的情況下，如何保證性能要求達到非常好的水平，這是在內部的架構里面要考慮的；最后，聯網化是工廠數字化轉型的必經之路，所以我們不是單單只實現一個9軸的工作，我們還需要工業(yè)以太網，主站、從站都要配合，這是一個非常龐大的系統(tǒng)，不是簡單地堆砌就可以，而要從全局考慮，來進行系統(tǒng)架構設計?！?/p>
圖 | 多核異構，驅控一體；來源：瑞薩電子
換言之，RZ/T2H系列MPU強大的應用處理性能、9軸電機控制和工業(yè)以太網三大強勁優(yōu)勢的背后都有架構的支撐。據悉，配備四個Arm? Cortex?-A55應用CPU，最高工作頻率為1.2GHz，對于外部存儲器，其支持32位LPDDR4-3200 SDRAM。兩個最高工作頻率為1GHz的Cortex-R52 CPU負責實時處理，每個內核配備總計576KB的高容量緊耦合存儲器（TCM）。這使得在單芯片上執(zhí)行Linux應用程序、機器人軌跡生成和PLC序列處理等CPU和內存密集型任務成為可能。同時，RZ/T2H還能擔負電機控制和工業(yè)以太網協(xié)議處理等快速且精確的實時控制任務。
圖 | 多協(xié)議、主從一體、靈活配置；來源：瑞薩電子
在支持多協(xié)議方面，RZ/T2H配備四個以太網端口、三個千兆以太網MAC（GMAC），以及一個以太網交換機。它還支持EtherCAT、PROFINET、EtherNet/IP、OPC UA以及下一代時間敏感網絡（TSN）標準。這些以太網交換機和GMAC組合使得該款MPU能夠支持多個工業(yè)以太網控制器及設備，從而靈活適應廣泛的控制器需求，如上層以太網通信。
圖 | RZ/T2H官方評估板，紅色框中為RZ/T2H本地核心板
在市場推廣方面，瑞薩電子嵌入式處理事業(yè)部資深產品專家杜灝表示：“瑞薩所有的產品都是量產發(fā)布，所以RZ/T2H在發(fā)布的時候已經有非常多的配套已經準備好了，比如靈活配置的軟件包（FSP）、針對A55的Linux軟件包、開箱即用的多軸電機控制評估解決方案包括用于驅動9軸電機的逆變器板、多軸電機控制軟件包和運動實用工具（一款電機控制軟件工具），以及用于工業(yè)以太網的協(xié)議樣本和軟件PLC軟件包等。”
此外，沈清透露：“瑞薩計劃于2025年第一季度發(fā)布新型RZ/N2H產品，在外設較少的情況下，該產品擁有更小的封裝，但整體性能與本次發(fā)布的RZ/N2H產品相當，是PLC和運動控制器等工業(yè)控制器設備的理想之選?！?/p>
