近日，瑞薩電子中國(guó)產(chǎn)業(yè)解決方案中心工業(yè)和家電部戴其宏經(jīng)理介紹了瑞薩電子最新的MPU芯片RZ/N1，該產(chǎn)品主要圍繞工業(yè)自動(dòng)化解決方案，通過(guò)該產(chǎn)品的介紹，我們也能看出瑞薩電子在工業(yè)領(lǐng)域是如何布局的。

目前，工業(yè)領(lǐng)域在瑞薩電子中占有重要位置，產(chǎn)值占瑞薩電子總產(chǎn)值近30%，位于汽車(chē)之后是瑞薩電子第二大重要面向市場(chǎng)。

“數(shù)字化工業(yè)市場(chǎng)有一些關(guān)鍵需求，對(duì)于技術(shù)來(lái)說(shuō)需要包括提高機(jī)器效率，增強(qiáng)實(shí)時(shí)性分析和過(guò)程優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的智能化敏捷化。”戴其宏說(shuō)道：“對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，不光是提供滿(mǎn)足數(shù)字化工業(yè)市場(chǎng)的技術(shù)要求，還需要滿(mǎn)足IT和OT兩方面的需求，兼顧安全性和連接性，以及提供更多的解決方案。”

瑞薩電子中國(guó)產(chǎn)業(yè)解決方案中心工業(yè)和家電部戴其宏經(jīng)理

瑞薩電子目前提供的技術(shù)和方案

戴其宏介紹道，面對(duì)工業(yè)IoT和工業(yè)4.0市場(chǎng)，瑞薩電子目前能提供的方案包括工業(yè)網(wǎng)絡(luò)解決方案，BLDC電機(jī)與伺服運(yùn)動(dòng)控制，硬件的實(shí)時(shí)OS，DRP處理器，先進(jìn)以太網(wǎng)交換機(jī)和加密解決方案，安全軟件包，低功耗傳感解決方案以及AI人工智能解決方案等，涵蓋了各種工業(yè)方案。

而在產(chǎn)品方面，無(wú)論是控制級(jí)還是現(xiàn)場(chǎng)級(jí)產(chǎn)品，瑞薩電子均有涉及。
 

如圖所示，瑞薩電子在工業(yè)市場(chǎng)的布局，可支持各個(gè)層面的應(yīng)用。

工業(yè)級(jí)控制器RZ/N1

RZ/N1是2017年11月瑞薩電子推出的產(chǎn)品，主要適用于可編程控制器（PLC）和網(wǎng)關(guān)，遠(yuǎn)程I/O等應(yīng)用。

戴其宏表示，RZ/N1具有四大特點(diǎn)。

第一是支持多協(xié)議工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，包括EtherCAT， PROFINET，OPC UA， Canopen和EtherNet/IP 等。

第二是智能控制，芯片中Cortex-A7與Cortex-M3異構(gòu)內(nèi)核架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)更高性能的智能控制，支持包括DDR2/3、NAND、QSPI Flash等多種存儲(chǔ)器，支持復(fù)雜應(yīng)用。

第三點(diǎn)是它在工業(yè)IoT網(wǎng)關(guān)上，支持最多5個(gè)端口的千兆以太網(wǎng)，滿(mǎn)足IT和OT之間的網(wǎng)絡(luò)連接，同時(shí)也支持TSN時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)。

第四點(diǎn)則是關(guān)注于安全，可防范網(wǎng)絡(luò)攻擊。搭載的存儲(chǔ)器帶片上ECC校驗(yàn)。支持唯一ID防止程序被盜取。支持工業(yè)交換機(jī)需要的冗余協(xié)議，如HSR/PRP/MRP等。

RZ家族系列的定位，是基于arm的MPU，性能從300MHz到1.5GHz，主要應(yīng)用于工業(yè)市場(chǎng)中控制和IT技術(shù)的融合。

目前RZ家族包含四大塊，分別為顯示、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、馬達(dá)控制及人機(jī)界面，RZ/N1是瑞薩電子首款問(wèn)世的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。

戴其宏表示，RZ/N1是基于R-IN引擎平臺(tái)開(kāi)發(fā)的第三代產(chǎn)品，第一代產(chǎn)品為R-IN32，第二代是RZ/T1。

R-IN引擎平臺(tái)主要負(fù)責(zé)加速協(xié)議處理，內(nèi)部包含了32位CPU和硬件RTOS，此外還有以太網(wǎng)加速器，實(shí)現(xiàn)更高性能的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)通信，戴其宏表示，相對(duì)普通水平，R-IN的中斷響應(yīng)時(shí)間可以減少六倍，多任務(wù)切換速度提高三倍，同時(shí)具有極微弱的抖動(dòng)。

如圖所示，實(shí)測(cè)結(jié)果顯示，普通MCU在50MHz 50Mbps的網(wǎng)絡(luò)傳輸負(fù)擔(dān)下就已經(jīng)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。而采用R-IN引擎的產(chǎn)品不單主頻更高，同時(shí)可輕松實(shí)現(xiàn)接近百兆水平，CPU負(fù)載只有20%~30%。

RZ/N1在芯片架構(gòu)上，將應(yīng)用部分與實(shí)時(shí)部分分離，在通用操作系統(tǒng)抽象層層面上集成協(xié)議棧，通過(guò)共享內(nèi)存和中斷請(qǐng)求實(shí)現(xiàn)片內(nèi)CPU的無(wú)縫通信，以滿(mǎn)足對(duì)最新的IT/OT工業(yè)應(yīng)用對(duì)于實(shí)時(shí)性和高性能的雙重需求。

瑞薩電子的RZ/N1采用的平臺(tái)化策略，本身提供了硬件及部分軟件，部分工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議則是通過(guò)第三方合作伙伴來(lái)提供。由于協(xié)議通過(guò)了操作系統(tǒng)抽象層簡(jiǎn)化，客戶(hù)如果要調(diào)用實(shí)時(shí)性通信協(xié)議，可直接調(diào)用R-IN引擎即可，不需要進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，客戶(hù)只需要關(guān)注應(yīng)用層即可。

RZ/N1具體性能指標(biāo)與開(kāi)發(fā)

目前基于RZ/N1，瑞薩電子一共提供3大系列，5種封裝，分別對(duì)應(yīng)不同的具體應(yīng)用。

為了更好的推廣該產(chǎn)品，瑞薩電子提供了解決方案套件，包含開(kāi)發(fā)板、驅(qū)動(dòng)程序和示例支持包及代碼，客戶(hù)可直接進(jìn)行評(píng)估。而針對(duì)開(kāi)發(fā)環(huán)境，RZ/N1也支持不同第三方的開(kāi)發(fā)工具和OS。

“RZ/N1通過(guò)多協(xié)議安全且高性能的特點(diǎn)，滿(mǎn)足了IT與OT連接的種種需求，可助力客戶(hù)實(shí)現(xiàn)下一代PLC和遠(yuǎn)程I/O市場(chǎng)，同時(shí)在基礎(chǔ)設(shè)施、樓宇自動(dòng)化等方面也會(huì)有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。”戴其宏總結(jié)道。