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理璩
6 years ago
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1 引领智能工厂瑞萨电子工业自动化解决方案 RZ/T1,RZ/A1, R-IN, TPS-1 瑞萨电子 ( 中国 ) 有限公司通用解决方案中心 2015/07/15 Rev A

2 内容瑞萨与 ARM 的合作瑞萨 ARM Embedded 产品阵容瑞萨工业以太网通信芯片 TPS-1 R-IN 瑞萨高端电机控制和网络通信芯片 RZ/T1 瑞萨工业 HMI 芯片 RZ/A1 瑞萨电子智能工厂方案介绍总结 2

3 瑞萨与 ARM 的合作 3

4 瑞萨电子与 ARM 已有 12 年的合作 2003 年与 ARM 缔结多处理器行业战略合作伙伴合约 NEC 电子 ( 瑞萨电子的前身 ) 参与多处理器 ARM11 的开发 Cortex -A9MP 就是基于该技术的产品, 并且已经应用于包括 R-Car 等在内的多个 ASSP 产品 4

5 Area 瑞萨电子实现了世界顶级的 ARM 多核集成技术 R-Car H2 拥有当前世界最小面积的 8 核 ARM core Cortex A15 CPU0 Cortex A15 CPU2 Cortex A15 CPU1 big High Performance Cortex A15 CPU3 Cortex A7 CPU0 Cortex A7 CPU1 LITTLE Low Power Cortex Cortex A7 A7 CPU2 CPU3 (um2) 基于同一 ARM Core 的产品在面积和频率方面的比较结果 (@28nm 工艺 ) 480,000 Company A ARM big.little Computing Technology Company B R-Car H2 300,000 ( MHz ) 1,000 Frequency 1,400 同样的 28nm 工艺, 瑞萨电子的 ARM Core 集成技术实现了最高的频率和最小的核尺寸 * * 瑞萨电子内部调查结果,

6 瑞萨电子与 ARM 的合作成就瑞萨电子拥有针对于 ARM 核的世界顶级的集成技术, 长久以来和 ARM 公司一起致力于 ARM 产品的开发, 是相互信任的合作伙伴超过 8 亿的 ARM core 使用量的经验使用 ARM core 应用于移动汽车以及工业领域的产品拥有世界顶级水平的 ARM Core 集成技术 X 拥有不断进步的先进的开发技术 6

7 瑞萨电子会利用对 ARM 产品的丰富技术和深厚经验继续致力于 ARM core 产品的开发 X 7

8 瑞萨 ARM Embedded 产品阵容 8

RZ/A1H CA9 (400MHz) 10MB RAM RZ/A1L CA9 (400MHz) 3MB RAM R-IN32M3 -EC/CL R-IN Engine RZ/A1M CA9 (400MHz) 5MB RAM RZ/T1-R

9 瑞萨 ARM Embedded 产品阵容 Industrial Ethernet for master eq. Industrial HMI Industrial Ethernet for motor control Industrial Ethernet for slave eq. RZ/A1H CA9 (400MHz) 10MB RAM RZ/A1L CA9 (400MHz) 3MB RAM R-IN32M3 -EC/CL R-IN Engine RZ/A1M CA9 (400MHz) 5MB RAM RZ/T1-R CR4(450MHz) R-IN Engine R-IN32M3 -CL2 R-IN Engine (Under dev.) R-IN Engine RZ/T1-R CR4(600MHz) R-IN Engine RZ/T2L (Planning) R-IN Engine2 RZ/A-next (Planning) RZ/T-Next (Planning) R-IN Engine2 TPS CY

10 瑞萨电子 ARM Embedded 产品目标应用 RZ/A1: 支持实现工业 HMI,Cortex -A9 CPU,3~10MB 片上 RAM, 内置 OpenVG1.1 图形加速器, 支持 CMOS Camera 接口 RZ/T1:AC 伺服驱动 (ARM Cortex-R4F CPU, 内置编码器接口 )+ 工业以太网通信 (EtherCAT PROFINET RT EtherNet/IP Modbus TCP) R-IN: 支持 EtherCAT CC-LINK IE PROFINET RT EtherNet/IP Modbus TCP 等多种协议的工业以太网通信芯片 TPS-1: 专用于 PROFINET 工业以太网通信的通信芯片 10

11 瑞萨工业以太网通信芯片 11

12 瑞萨电子工业以太网产品目标市场 : FA 主站网络设备 : FA 从站网络设备主站模块从站设备从站模块 12

13 TPS-1 TPS-1 是支持 PROFINET 协议的单芯片接口元件它集成了 PROFINET CPU PROFINET 协议栈 2 通道以太网 PHY 和 I/O 接口, 且支持最新 PROFINET 协议 (V2.3) TPS-1 是专用于 PROFINET 技术领域通信芯片, 便于实现快速简单低成本的 PROFINET IO 设备接口特点 : 集成 ARM CPU 运行 PROFINET 协议栈内置 RAM 内置双口 IRT 交换机内置以太网双口 PHY 支持 RJ45 或者光纤接口 196pin PBGA 15mm x 15mm 支持 RT 和 IRT 通信, PROFINET 最新版本 Ver2.3 功耗小于 1W 13

CPU TPS-1 应用优势 14 1. 仅用 TPS-1 即可实现 PROFINET 通信 2. 可实现 IO 设备的小型化 IO 设备, 交换机和传感器等 RJ45 Mag. TPS-1 IO GPIO SRAM RJ45 Mag.

14 CPU TPS-1 应用优势仅用 TPS-1 即可实现 PROFINET 通信 2. 可实现 IO 设备的小型化 IO 设备, 交换机和传感器等 RJ45 Mag. TPS-1 IO GPIO SRAM RJ45 Mag. 4 FLASH 协议栈以太网控制器 ( 带用于 IRT 的 PROFINET SW) PROFINET 网络 PROFINET RT/IRT 内置 PROFINET CPU 内置 PROFINET IRT 交换机内置 RAM 仅需外部串行闪存可用小型 PCB 板实现系统 3. 搭载 PROFINET 协议栈 TPS-1 上装载了 PROFINET RT 和 IRT 协议 (KW-software 制 ) 无需另外申请 PROFINET 协议许可 14

TPS-1 开发套件 15 TPS-1 开发套件是针对 PROFINET I/O 设备芯片的一体化评价工具, 包含所有简单 PROFINET I/O 网络所需的硬件和软件, 包括演示程序, 是客户自主开发的起点套件内容 TPS-1 评估板两张装有软件工具和文件的 CD-ROM USB 线, 以太网线和串口线附带软件支持 RT/IRT 的

15 TPS-1 开发套件 15 TPS-1 开发套件是针对 PROFINET I/O 设备芯片的一体化评价工具, 包含所有简单 PROFINET I/O 网络所需的硬件和软件, 包括演示程序, 是客户自主开发的起点套件内容 TPS-1 评估板两张装有软件工具和文件的 CD-ROM USB 线, 以太网线和串口线附带软件支持 RT/IRT 的 PROFINET 协议栈 (TPS-1 支持 PROFINET 最新版本 V2.3) PC 上 PROFINET 控制器软件技术工具 PROFINET Configurator 以及参数配置说明用于固件更新的 TPS-1 Firmware Updater 用于对 MCU 进行编程和调试的 IAR Workbench 订购型号 :YCONNECT-IT-TPS-1 15

R-IN32M3 系列产品框图实时 OS 加速器 ( 硬件 RTOS ) R-IN32 引擎 Cortex -M3 CPU Core @100MHz Check Sum 以太网加速器 Header ENDEC Buffer Manager

3 +2port Ether Switch CAN 2-ch UART 2-ch CSI 2-ch I2C 2-ch CC-Link 1-ch Timer 4-ch Watchdog Timer 1-ch Serial Flash I/F SRAM

16 R-IN32M3 系列产品框图实时 OS 加速器 ( 硬件 RTOS ) R-IN32 引擎 Cortex -M3 CPU Check Sum 以太网加速器 Header ENDEC Buffer Manager R-IN32M3-CL R-IN32M3-CL UPD60510F1-HN4-A 10/100/1000M EtherMAC port Ether Switch CAN 2-ch UART 2-ch CSI 2-ch I2C 2-ch CC-Link 1-ch Timer 4-ch Watchdog Timer 1-ch Serial Flash I/F SRAM I/F Master / Slave GPIO (Max : 96port) 内存 (RAM) Instruction RAM 768KB Data RAM 512KB Buffer RAM 64KB Ethernet Controller Package 324pin PBGA (19mmSQ., 1.0mmPitch) CC-Link IE Field (Intelligent Device) R-IN32M3-EC R-IN32M3-EC MC-10287F1-HN4-A 10/100M EtherMAC port Ether Switch EtherCAT Slave Controller 电压 : 内部 1.0V±0.1V, I/O 3.3V±0.3V 工作温度 :-40~85 10/100M 2port Ether PHY (Tx/Fx ) HW-RTOS 基于 KERNELON SILICON Inc. 公司的 ARTESSO 技术 16

17 R-IN32M3 产品优势完美集成硬件 IP + R-IN32 引擎 + EtherPHY R-IN32 引擎 1 CPU 32bit 实时 OS 加速器 (HW-RTOS) 4 + CC-Link IE Field EtherCAT Check Sum 以太网加速器 Header ENDEC Buffer MGR MII/GMII /100M EtherPHY 3 1 内置 CC-Link IE Field, EtherCAT 硬件 IP 2 内置可实现高速低功耗的以太网加速器 ( 实现多种工业以太网协议 ) 3 通过内置 10M/100M EtherPHY 减少器件, 实现小型化 ( 仅 EC) 4 高速实时响应性 /CPU 低偏差波动处理 / 超高速多任务转换 17

18 R-IN 支持协议种类 EtherNet/IP R-IN32M3 系列支持多种以太网 / 现场总线协议 CC-Link IE R-IN32M3 实时 OS 加速器 ( 硬件 RTOS) R-IN32 引擎 Cortex -M3 CPU Check Sum 以太网加速器 Header ENDEC Buffer Manager EtherCAT PROFINET Modbus TCP CAN 2-ch UART 2-ch CSI 2-ch I2C 2-ch CC-Link 1-ch Timer 4-ch Watchdog Timer 1-ch Serial Flash I/F SRAM I/F Master / Slave GPIO (Max : 96port) 内存 (RAM) Instruction RAM 768KB Data RAM 512KB Buffer RAM 64KB Ethernet Controller Package 324pin PBGA (19mmSQ., 1.0mmPitch) Modbus 支持 : 5 类工业以太网 4 类现场总线 CANopen CC-Link DeviceNet 18

19 R-IN32M3 开发环境 (Cortex -M3) 19

20 R-IN32M3 开发套件 20

21 瑞萨高端电机控制和网络通信芯片 RZ/T1 21

RZ/T1 概要高性能 CPU (ARM Cortex-R4F) - 最大 600MHz (1.66DMIPS/MHz) - 高速实时响应 - 单双精度 FPU 网络控制 CPU (R-IN 引擎 ) - Cortex-M3 CPU @ 150MHz - 内置 EtherCAT 从站控制器, 支持 EtherCAT 通信 - 以太网控制器, 支持多种工业以太网协议供电电压 : 1.2V, 3.

22 RZ/T1 概要高性能 CPU (ARM Cortex-R4F) - 最大 600MHz (1.66DMIPS/MHz) - 高速实时响应 - 单双精度 FPU 网络控制 CPU (R-IN 引擎 ) - Cortex-M3 150MHz - 内置 EtherCAT 从站控制器, 支持 EtherCAT 通信 - 以太网控制器, 支持多种工业以太网协议供电电压 : 1.2V, 3.3V FPU I Cache 8KB w/ecc Cortex-R4F MPU D Cache 8KB w/ecc Debug VIC Zero wait RAM 512KB w/ecc(atcm) Zero wait RAM 32KB w/ecc(btcm) R-IN Engine ( 可选功能 ) MPU HW-RTOS Accelerator Cortex-M3 Debug NVIC Instruction RAM 512KB w/ecc Data RAM 512KB w/ecc 片上 RAM1.5MB: - TCM(0 等待 RAM) 512KB + 32KB (Cortex-R4F) - 片上扩展 1MB RAM( 带 ECC 校验 ) 特点 - EtherCAT 从站控制器 - 以太网加速器 - PWM timer : MTU3a, GPT - 高速 USB - 安全 boot - 安全控制支持 ECC 的 RAM 支持 CRC(32bit) 独立的 WDT: - Σ ADC 接口 CAN (2ch) SCIF (5ch) I 2 C (2ch) DMAC (16ch x 2) 12bit A/D 0.5us (8ch+16ch) Burst ROM-I/F (32bit bus) SRAM-I/F (32bit bus) SPI (4ch) QSPI (Flash I/F) With Direct Access from CPU ΔΣ I/F GPIO JTAG with disable func SDRAM-I/F (32bit bus) Safety Control MTU3a (16bit x 8ch + 32bit x 1ch)) GPT (16bit x 4ch) WDT TPU (16bit x 12ch) Ether MAC 100Mbps With switch + IEEE1588 (2ch) Ethernet Accelerator Secure boot (option) CMT (16bit x 4ch) CMTW (32bit x 2ch) iwdt PPG (4bit x 4gr x 2unit) USB HS Func/Host EtherCAT Slave Controller 开发环境 : 基于 ARM 生态系统封装 : FBGA 320pin (0.8mm pitch) / QFP 176pin 22

23 RZ/T1 产品优势超级实时特性集成 R-IN 引擎集成编码器接口 Powered by (2) 内置 R-IN 引擎 (1) 超级实时特性 MCU 是以往传统高端 MCU 性能的 2 倍以上 Engine 600MHz Real-time CPU + SH/RX Compatibility Multiprotocol Encoder I/F 支持 EtherCAT 等多种工业以太网协议 (3) 集成编码器接口支持多种编码器协议无需外加 FPGA 即可实现编码器接口单芯片集成三大功能 23

24 工业以太网 RZ/T1 单芯片 AC 伺服解决方案 (1 电机驱动 + 2 工业以太网 + 3 编码器接口 ) 2ASSP (EtherCAT,etc) 传统方案瑞萨 RZ/T1 方案传统 MCU 1PWM Timers (MTU3a, GPT) IGBT 1R-IN Engine ( 工业以太网 ) RZ/T1 2PWM Timers (MTU3a, GPT) IGBT CPU Motor CPU (Cortex-R4F) Motor SRAM MEMC GPIO or SIO Absolute Encoder SRAM MEMC 3 多协议编码器接口 Absolute Encoder 3FPGA ( 编码器接口 ) EnDat firmware BiSS-B firmware BiSS-C firmware 24

25 RZ/T1 开发环境 IDE Embedded Workbench for ARM DS-5 e2studio Compiler IAR CC ARM CC GCC Other tools Code Generator (for GCC and IAR) ICE I-jet, JTAGjet-Trace DSTREAM, ULINKpro, ULINKproD, ULINK2 Segger J-Link LITE 25

26 RZ/T1 开发套件套件名称调试器订购型号 RZ/T1 开发套件 ( 套件包含开发板与 Segger J-LINK Lite) RZ/T1 开发套件 ( 套件不包含 Segger J-LINK Lite) Segger J-LINK Lite (No Debugger in Kit) RTK S00000BE RTK S90000BE 26

27 RZ/T1 目标应用工业电机控制 AC 伺服驱动各类工业控制器机器人驱动执行器等 27

28 瑞萨工业 HMI 芯片 RZ/A1 28

29 片上 SRAM RZ/A1 系列产品阵线 SH2A Core SH7268/9 SH2 (266MHz) 2.5MB RAM SH7266/7 SH2 (144MHz) 1.5MB RAM SH726A/B SH2 (216MHz) 1.25MB RAM RZ/A1 H ARM A9 (400MHz) 10MB SRAM RZ/A1 M ARM A9 (400MHz) 5MB SRAM RZ/A1 L ARM A9 (400MHz) 3MB SRAM 324pin BGA 256 pin QFP 256 pin BGA 256 pin BGA 256 pin QFP 176pin BGA 176 QFP 208 QFP

RZ/A1 特点内置大容量内存 Cortex -A9@400MHz CPU, 1000DMIPS 片上 RAM 容量 3MB~10MB 高速内存存取无需外部 RAM, 解决了外置 DRAM 的供货稳定性问题, 同时降低了系统成本先进的图形功能支持高解析度 (WXGA) 内置高速 2D 图像加速器, 实现高速图像处理 ( 支持 OpenVG1.

30 RZ/A1 特点内置大容量内存 Cortex CPU, 1000DMIPS 片上 RAM 容量 3MB~10MB 高速内存存取无需外部 RAM, 解决了外置 DRAM 的供货稳定性问题, 同时降低了系统成本先进的图形功能支持高解析度 (WXGA) 内置高速 2D 图像加速器, 实现高速图像处理 ( 支持 OpenVG1.1) 支持多种方式的视频输入 / 输出 VGA 内置大容量内存的产品阵容 SVGA SH7266 (1.5MB) 144MHz WXGA SH7268 (2.5MB) 266MHz 提高系统性能, 降低成本 RZ/A1x (3~10MB) 400MHz 先进的交互功能 Serial Flash (store F/W) 10/100M Ethernet MAC USB 2.0 支持 Host/Function 功能 SD/MMC 接口等等 Large Capacity 10MB RAM I/F 2D Graphics Accelerator external BUS 无需外置内存无需外置控制器 30

31 RZ/A1 产品框图 RZ/A1H, RZ/A1M 31

32 RZ/A1 产品框图 RZ/A1L 32

33 RZ/A1 片上集成大容量 RAM(3~10MB) RZ/A1 方案传统 MPU 方案 5V/12V 5V/12V 电路设计时要严格考虑时序匹配 Regulator 3.3V Regulator 1.2V PMIC (5-7 channels) 0.9V, 1.2, 1.8, 3.3V SPI Flash RZ/A1 NOR Flash 传统 MPU DDR2 或者 DDR3 瑞萨 RZ/A1 简化 PCB 设计更少的电源 / 更小的 PCB 层数不需要考虑严格的时序匹配, 低 EMI 设计不需要考虑 DDR 供货问题更简单更快速的启动不需要电源管理电路专用于热启动的待机 RAM 33

34 视频显示控制器 (VDC5) 内置 OpenVG1.1,2D 硬件图形加速器, 减小了 CPU 的负载矢量图形算法保证了图片质量支持 WXGA 分辨率视频输入输出两路视频输入 (1 路数字 +1 路模拟 )/(2 路数字 )/(2 路模拟 ) 模拟输入, 支持两路可选的视频源支持 CVBS 直接输入支持 CMOS Camera 接口输入最大像素脉冲 66MHz 支持两路视频输出 ( 数字 + LVDS)/(2 路数字 ) JCU (JPEG 编码解码单元 ) 硬件 JPEG 解码 / 编码图像输入经过 IMR 处理 IMR ( 图像渲染器 ) 图像校正 \ 失真补偿等 34

35 RZ/A1 方案优势 1 降低系统成本无需外置存储器 ( 功耗低, 噪音小 ) 无需设计高频 PCB 世界上最大容量 (10MB) 的内置存储器 PCB: 印刷电路板 2 提高系统性能和电气特性系统性能增加 30% 至 50% 超强的总线架构 3 减轻内存采购的担忧无需再担心外置内存带来的相关风险支持原地执行 (XIP) 的串行 flash 接口 4 智能图像视频处理 OpenVG1.1, 2D 图形加速器视频输入 \ 输出接口丰富图像渲染视频显示控制器 (VDC5) 5 广泛高效灵活的开发工具选用通用的 ARM 生态系统中的开发工具广泛的合作伙伴完整的开发套件丰富的生态系统 35

36 RZ/A1 工具链工具目录集成开发环境 ARM DS-5 Green Hills MULTI E2studio IAR EWARM 编译器 ARM DS-5 Green Hills GCC IAR 软件仿真器 ARM DS-5 Green Hills Segger GDB IAR 硬件调试器 ULINK2, DSTREAM Green Hills Probe J-Link I-Jet, Jlink 36

37 RZ/A1 开发套件套件列表 Renesas Starter Kit RZ/A1H (YR0K77210S003BE) 时间表现在 GENMAI : CPU Evaluation board* RZ/A1H (RTK772100BC00000BR#ES) 现在 * 数量有限 37

38 RZ/A1 mbed IoT 开发平台 GR-PEACH 开发板 : 8MB FLASH 2xUSB Host/Device Interface 1xEthernet 3xSPI 3xI2C 8xUART 7x12-bits ADC 2xCAN 1xLCDC(via LVDS) 2xCamera Input mbed.org 开发者网站 : 在线编译器高级 C/C++ SDK 活跃的开发社区 Renesas GR-PEACH Based on mbed ecosystem Last updated: 26 Mar

39 4.2 RZ/A1 应用推荐 ( 工业显示, 成像, 扫描, 打印等 ) 工业面板安防面板条码扫描 & 打印医疗保健设备金融办公设备温控器高端家电 39

40 瑞萨电子智能工厂方案介绍 40

41 瑞萨电子智能工厂方案介绍 RZ/T1: Master RZ/A1: HMI R-IN: Remote I/O RZ/T1: Motor control R-IN +RX:Motor Control EtherCAT 通信协议 Please enjoy Demo Video! 41

42 瑞萨电子智能工厂方案视频 42

43 总结 43

44 总结瑞萨电子会致力于为您提供更多更好的工业自动化解决方案欢迎您对今天的介绍提宝贵意见 MCU ASSP ASIC Solutions Comfortable Secure Safety

45 瑞萨电子 ( 中国 ) 有限公司

瑞萨电子工厂自动化高端解决方案产品手册

瑞萨电子工厂自动化高端解决方案产品手册瑞萨电子工厂自动化高端解决方案产品手册 266071 /buy 瑞萨电子官方微信 R02PF0006CC0200 2016 瑞萨电子 ( 中国 ) 2016.10 TPS-1 瑞萨电子支持 PROFINET 的工业以太网通信芯片 TPS-1 瑞萨电子支持 PROFINET 的工业以太网通信芯片 TPS-1 是单芯片 PROFINET 接口元件它集成了, 支持最新