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近日，瑞薩發(fā)布了一款面向工業(yè)應(yīng)用的最高性能微處理器（MPU）——RZ/T2H。
圖 | RZ//T和RZ/N系列產(chǎn)品路線圖，來源：與非網(wǎng)攝制
怎么個(gè)“最高性能”法呢？我們知道市場上的工業(yè)機(jī)器人電機(jī)控制方案大都是采用的“CPU+FPGA”或“CPU+MCU*n”的路徑實(shí)現(xiàn)的，在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的應(yīng)用過程中，不僅面臨設(shè)計(jì)復(fù)雜性的問題，還會(huì)在增加設(shè)備數(shù)量的同時(shí)增加面積和功耗；而RZ/T2H不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多達(dá)9軸工業(yè)機(jī)器人電機(jī)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(wǎng)在內(nèi)的各種網(wǎng)絡(luò)通信。
這款MPU主要面向機(jī)器人，可編程邏輯控制器（PLC）、運(yùn)動(dòng)控制器、分布式控制系統(tǒng)（DCS）和計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）等工業(yè)控制器設(shè)備。
據(jù)悉，RZ/T2H是業(yè)內(nèi)首款同時(shí)支持工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和9軸電機(jī)控制的MPU產(chǎn)品。所以，9軸電機(jī)控制在工業(yè)機(jī)器人行業(yè)中真的是剛需嗎？
圖 | 2023年，中國占全球機(jī)器人裝機(jī)量的51%；來源：與非網(wǎng)攝制
對(duì)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(jī)器人裝機(jī)量的51%，而在這51%中，47%都來自中國本地的機(jī)器人企業(yè)，所以AI和機(jī)器人在中國發(fā)展的都非常快。而受到下游需求側(cè)的驅(qū)動(dòng)，雖然目前市場上大都是6軸電機(jī)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(jī)控制的RZ/T2H系列MPU，來簡化設(shè)計(jì)?！?/p>
圖 | 單芯片實(shí)現(xiàn)9軸電機(jī)控制，可以有效簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)；來源：瑞薩電子
的確，瑞薩在工業(yè)領(lǐng)域一直走的比較前，從公司的產(chǎn)品譜系，我們可以看到業(yè)內(nèi)有工業(yè)級(jí)MCU/MPU的廠商不少，但將工業(yè)級(jí)MCU/MPU單獨(dú)呈一個(gè)產(chǎn)品線推出的企業(yè)其實(shí)不多，所以瑞薩在工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量和供應(yīng)鏈都是有口皆碑的，在實(shí)時(shí)控制、電機(jī)控制、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)安全、功能安全等領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先地位。
不過話又說回來，對(duì)于企業(yè)來講，做一顆支持9軸電機(jī)控制的MPU存在怎樣的技術(shù)門檻呢？
圖 | 瑞薩面向工業(yè)應(yīng)用推出最高性能微處理器（MPU）——RZ/T2H；來源：瑞薩電子
對(duì)此，瑞薩電子嵌入式處理事業(yè)部資深產(chǎn)品專家施靈峰解釋道：“首先要實(shí)現(xiàn)9軸就會(huì)有很多功能和外設(shè)，包括三相PWM定時(shí)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(shè)能夠同步，在整個(gè)電流環(huán)的閉環(huán)之內(nèi)，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(jī)控制的情況下，如何保證性能要求達(dá)到非常好的水平，這是在內(nèi)部的架構(gòu)里面要考慮的；最后，聯(lián)網(wǎng)化是工廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型的必經(jīng)之路，所以我們不是單單只實(shí)現(xiàn)一個(gè)9軸的工作，我們還需要工業(yè)以太網(wǎng)，主站、從站都要配合，這是一個(gè)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(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)?！?/p>
圖 | 多核異構(gòu)，驅(qū)控一體；來源：瑞薩電子
換言之，RZ/T2H系列MPU強(qiáng)大的應(yīng)用處理性能、9軸電機(jī)控制和工業(yè)以太網(wǎng)三大強(qiáng)勁優(yōu)勢的背后都有架構(gòu)的支撐。據(jù)悉，配備四個(gè)Arm? Cortex?-A55應(yīng)用CPU，最高工作頻率為1.2GHz，對(duì)于外部存儲(chǔ)器，其支持32位LPDDR4-3200 SDRAM。兩個(gè)最高工作頻率為1GHz的Cortex-R52 CPU負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)處理，每個(gè)內(nèi)核配備總計(jì)576KB的高容量緊耦合存儲(chǔ)器（TCM）。這使得在單芯片上執(zhí)行Linux應(yīng)用程序、機(jī)器人軌跡生成和PLC序列處理等CPU和內(nèi)存密集型任務(wù)成為可能。同時(shí)，RZ/T2H還能擔(dān)負(fù)電機(jī)控制和工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議處理等快速且精確的實(shí)時(shí)控制任務(wù)。
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(gè)以太網(wǎng)端口、三個(gè)千兆以太網(wǎng)MAC（GMAC），以及一個(gè)以太網(wǎng)交換機(jī)。它還支持EtherCAT、PROFINET、EtherNet/IP、OPC UA以及下一代時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）標(biāo)準(zhǔn)。這些以太網(wǎng)交換機(jī)和GMAC組合使得該款MPU能夠支持多個(gè)工業(yè)以太網(wǎng)控制器及設(shè)備，從而靈活適應(yīng)廣泛的控制器需求，如上層以太網(wǎng)通信。
圖 | RZ/T2H官方評(píng)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(chǎn)品專家杜灝表示：“瑞薩所有的產(chǎn)品都是量產(chǎn)發(fā)布，所以RZ/T2H在發(fā)布的時(shí)候已經(jīng)有非常多的配套已經(jīng)準(zhǔn)備好了，比如靈活配置的軟件包（FSP）、針對(duì)A55的Linux軟件包、開箱即用的多軸電機(jī)控制評(píng)估解決方案包括用于驅(qū)動(dòng)9軸電機(jī)的逆變器板、多軸電機(jī)控制軟件包和運(yùn)動(dòng)實(shí)用工具（一款電機(jī)控制軟件工具），以及用于工業(yè)以太網(wǎng)的協(xié)議樣本和軟件PLC軟件包等?！?/p>
此外，沈清透露：“瑞薩計(jì)劃于2025年第一季度發(fā)布新型RZ/N2H產(chǎn)品，在外設(shè)較少的情況下，該產(chǎn)品擁有更小的封裝，但整體性能與本次發(fā)布的RZ/N2H產(chǎn)品相當(dāng)，是PLC和運(yùn)動(dòng)控制器等工業(yè)控制器設(shè)備的理想之選?！?/p>
