用於工業乙太網的瑞薩RZ/N2L MPU簡化工業設備中實現網路功能

用於工業乙太網的瑞薩RZ/N2L MPU簡化了在工業設備中實現網路功能。瑞薩電子

瑞薩電子推出用於工業乙太網的RZ/N2L微處理器(MPU)，可輕鬆為工業設備或裝置增加網路功能。RZ/N2L符合許多業界標準規範和協議，以簡化需要即時通訊工業自動化設備的開發。新元件支援日益流行的時間敏感網路(TSN)乙太網標準，可確保通訊的即時性；其整合一組符合TSN標準的3埠Gigabit乙太網交換器和一個EtherCAT從控制器，且支援所有主要的工業網路通訊協議，例如EtherCAT、PROFINET RT、EtherNet/IP和OPC UA，以及新的PROFINET IRT。

使用RZ/N2L做為擴充晶片來搭配主CPU，客戶即可為他們的設備增加工業乙太網的功能，且不需要對內部架構做重大修改。這使客戶能夠利用快速、精確的工廠自動化同步控制來開發工業設備。

瑞薩工業自動化業務部副總裁白壁仁表示，為了增加工業乙太網功能而對設備進行大量修改，不管在時間或成本上都是巨大的負擔。為了應對這一挑戰，瑞薩開發了RZ/N2L，且將其優化為現有系統的附加元件。相信這將使客戶能夠以最少的修改快速部署尖端工業網路。

Port industrial automation GmbH執行長兼財務長Dietmar R. Franke表示，藉由支援需求快速增加的TSN標準，預期RZ/N2L將進一步加快乙太網在工廠自動化市場中普及。我們預計發布針對多協議即時通訊的RZ/N2L的GOAL中介軟體(Middleware)，以幫助客戶將工業乙太網技術應用到他們的設備中。

RZ/N2L具有並列和串列介面可連接到主CPU以作為外部裝置。藉由RZ/N2L和CPU之間的高速連接，外部CPU可直接存取RZ/N2L系統RAM中的通訊資料。由於RZ/N2L可獨立處理網路程序不需外部CPU參與，因此不需對現有軟體進行重大修改即可將工業乙太網增添到系統中。

RZ/N2L核心採用Arm Cortex-R52，最大工作頻率為400 MHz。整合了大容量ECC RAM和delta-sigma介面、A/D轉換器和PWM計時器等週邊功能，使RZ/N2L可獨立運作開發遠端I/O、感測器匯流中心和變頻器等應用。UART和CAN使RZ/N2L可以作為閘道器(Gateway)，將使用RS485或CAN來傳輸的現場匯流排(fieldbus)轉換為工業乙太網。

RZ/N2L亦可用來支援功能安全的MPU。瑞薩的功能安全解決方案包含如RZ/N2L的自診斷軟體、功能安全平台軟體(瑞薩即將發布)與安全網路，以減少開發相關的時間和工作量。瑞薩預計2023年發布適用於RZ/N2L的功能安全解決方案。

瑞薩發表兩款使用RZ/N2L的新成功產品組合，且有實際的PoC(proof of concept)電路。這些解決方案使用可完美搭配的瑞薩元件。「千兆工業乙太網SOM」解決方案採用瑞薩電源管理IC、光耦合器、EEPROM和其他混合訊號元件，在SOM加載板的架構中提供可配置的工業乙太網。此解決方案具有兩個Gigabit乙太網介面和PMOD & Arduino介面，以建構不同週邊元件的系統，另外也使用單個可配置電源來支援不同的RZ MPU。

「220V AC伺服解決方案」整合了馬達控制和EtherCAT，經由時間敏感的工業乙太網提供高速、高精度的馬達控制；其中包括一個物理隔離的馬達編碼器、電源驅動器和系統控制電路，且之間高度互相連接。利用RZ/T2M雙核架構，這種單晶片解決方案設計在效能和成本方面皆優於傳統的雙晶片平台。

瑞薩提供這些解決方案以及參考電路、Gerber(PCB設計資訊)和範例程式，以加速產品開發。瑞薩成功產品組合對相互相容元件的系統架構進行工程審查，這些元件可無縫協同工作，帶來最佳化的低風險設計，進而加快上市時間。