在制造業(yè)中，人們試圖通過“連接”來提高生產(chǎn)率。近年來，旨在通過整合生產(chǎn)管理（IT）與生產(chǎn)現(xiàn)場（OT）進(jìn)一步提升生產(chǎn)率的Industry 4.0，便是IIoT進(jìn)程中的一例。在這種趨勢下，連接制造設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)正在從傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線快速過渡到以太網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)更快的通信速度。

清水 寛樹

面向工業(yè)設(shè)備的以太網(wǎng)有幾種通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，比如PROFINET和EtherNet/IP等。不過，近年來發(fā)展特別迅速的是EtherCAT。如下圖所示，它的市場份額在過去兩年增長了7%。

圖1：按工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議劃分的份額

EtherCAT市場份額增加的原因是其應(yīng)用于制造設(shè)備以外的廣泛領(lǐng)域，如樓宇自動(dòng)化設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備和風(fēng)力發(fā)電等發(fā)電設(shè)備。這樣，應(yīng)用于不斷擴(kuò)大與成熟的領(lǐng)域和標(biāo)準(zhǔn)中的設(shè)備，需要大幅度擴(kuò)展各種產(chǎn)品陣容，包括從高性能產(chǎn)品到更為小型且物美價(jià)廉的產(chǎn)品。為此，瑞薩電子提供能供開發(fā)各種產(chǎn)品的MPU產(chǎn)品陣容，并為用戶提供相應(yīng)的開發(fā)環(huán)境。

其中，為了應(yīng)對EtherCAT需求，我們增加了兼容EtherCAT通信的MPU“RZ/T2L”產(chǎn)品陣容，可實(shí)現(xiàn)高速、高精度實(shí)時(shí)控制。

性能介紹

RZ/T2L繼承了高端產(chǎn)品RZ/T2M和工業(yè)以太網(wǎng)通信產(chǎn)品RZ/N2L的硬件架構(gòu)，聚焦于上述快速增長的EtherCAT通信市場。它采用了與RZ/T2M一樣的主CPU，搭載了工作頻率高達(dá)800MHz的Arm? Cortex?-R52。此外，它的外設(shè)功能也與RZ/T2M保持一致，可實(shí)現(xiàn)高速、高精度的實(shí)時(shí)控制。還有，它的工業(yè)通信部分著眼于EtherCAT，配備經(jīng)過市場驗(yàn)證的Beckhoff公司的EtherCAT從站控制器。

通過板載功能優(yōu)化，它能同時(shí)實(shí)現(xiàn)交流伺服電機(jī)所需的高速處理和確保高實(shí)時(shí)性能的EtherCAT通信。并且，它的面積比RZ/T2M整整減少了50%，有助于小型化產(chǎn)品的開發(fā)。

圖2：RZ/T2L概要框圖

此外，它最多可以使用3個(gè)EtherCAT端口，支持EtherCAT分支從站。這樣可提高分支布線的可用性和靈活性，適用于需要減少網(wǎng)絡(luò)布線的設(shè)備開發(fā)。

圖3：應(yīng)用EtherCAT 3端口的分支從站效果

還有，面向RZ/T2L的軟件開發(fā)環(huán)境也與RZ/T2M、RZ/N2L和其他MPU/MCU一樣，提供靈活配置軟件包（FSP），有利于沿用軟件資產(chǎn)。即使在每種產(chǎn)品機(jī)型更換MPU和MCU的情況下，也無需從頭開始設(shè)計(jì)軟件，可以大大縮短軟件的開發(fā)周期。

圖4：RZ/T2L FSP配置圖

伴隨該產(chǎn)品的發(fā)布、產(chǎn)品陣容從高精度控制/支持多協(xié)議的RZ/T2M擴(kuò)展到小型/兼容EtherCAT的RZ/T2L，以及通信用RZ/N2L。由于能夠擴(kuò)展性地應(yīng)用軟件資產(chǎn)和開發(fā)環(huán)境，因此有助于加速設(shè)備開發(fā)以滿足各種市場需求。

圖5：支持用戶可擴(kuò)展的產(chǎn)品開發(fā)