Чипы для сервоприводов переменного тока повысят производительность промышленных систем

Корпорация Renesas представила решения для промышленной автоматики со встроенной поддержкой сетевого взаимодействия. Группа компонентов RZ/T1 создана для взаимодействия с приводами серводвигателей переменного тока, контроллерами движения, средствами управления инверторами и основным промышленным оборудованием с высокой скоростью работы и отклика, а также отличными рабочими характеристиками.

Традиционные решения, такие как высокочастотные микропроцессоры с кэш-памятью, не предназначены для управления в реальном времени из-за непредсказуемых характеристик кэша. И, несмотря на то, что микроконтроллеры со встроенной флэш-памятью как раз позиционируются на рынке, как средства для управления в реальном времени, растущие требования по производительности ведут к их ограниченной применимости.

В дополнение, детерминированные сети с открытыми стандартами, такие как EtherCAT, EtherNet/IP и PROFINET становятся общепринятыми для всех типов промышленного оборудования. Поддержка таких стандартов обычно требует применения отдельных специализированных чипов с выделенным функционалом, а это ведёт к росту стоимости и монтажной площади решений.

Группа чипов RZ/T1 построена на ядре ARM Cortex RF4, работает на частоте до 600 МГц и сообщается с двумя областями сильносвязанной памяти (TCM), взаимодействующей напрямую с процессором, что позволяет исключить использование кэша. TCM-память поддерживает критические процедуры, например, обработку прерываний и задачи реального времени, гарантируя высочайшую скорость отклика без задержек кэша. Компоненты RZ/T1 также содержат промышленный ускоритель Ethernet-сети R-IN Engine. Он предоставляет те же мультипротокольные возможности, что предусмотрены в серии Renesas R-IN, и поддерживает различные промышленные стандарты связи группы Ethernet, включая EtherCAT.

В компонентах RZ/T1 реализованы многие периферийные функции семейств Renesas RX и SH, что упрощает задачи производителей оборудования при проектировании масштабируемых систем промышленного управления. Чипы RZ/T1 включают блок вычислений с плавающей запятой двойной/одинарной точности для эффективного выполнения математических операций. В компонентах предусмотрено две области TCM-памяти: 512 КБ – для программного кода и 32 КБ – для данных. Обе области имеют нулевую задержку при доступе с процессора. Дополнительный сегмент ОЗУ объёмом 1 МБ используется для организации лучшего разделения и достижения более высокой эффективности. Кроме этого, в чипах предусмотрен аппаратный векторный контроллер (VIC), обеспечивающий скоростную обработку прерываний, что улучшает параметры работы в реальном времени. Новые решения позволяют собирать системы с высокой скоростью обработки и отличными параметрами работы в реальном времени, превышающими характеристики традиционных микроконтроллеров с флэш-памятью или микропроцессоров с кэш-памятью.

Среди компонентов группы RZ/T1 есть чипы, оборудованные средствами R-IN Engine с ускорителями взаимодействия Ethernet и операционной системы (HW-RTOS). Ускоритель R-IN включает выделенное процессорное ядро с тактовой частотой до 150 МГц, реализующее функции ОС реального времени аппаратным способом и выполняющее задачи взаимодействия/периферии для повышения эффективности. Ускоритель спроектирован для поддержки различных промышленных стандартов, включая EtherCAT, EtherNet/IP и PROFINET. Для соответствия растущим требованиям по надёжности и безопасности в промышленном оборудовании, во встроенной памяти, в том числе сильносвязанной, реализована поддержка кода коррекции ECC. Помогут пройти сертификацию прочие функции безопасности: защита записи регистров в случаях сбоев, отслеживание сбоев тактирования на входе, независимый следящий таймер.

Группа чипов RZ/T1 реализует обработку данных в реальном времени, взаимодействует с «отзывчивой» памятью, осуществляет высокоскоростные аналоговые функции и сетевое взаимодействие – всё, что необходимо в схемах с сервоприводами переменного тока. Renesas планирует выпуск первых в промышленности компонентов с кодирующим интерфейсом и поддержкой множества протоколов работы с двигателями (например, EnDat 2.2), датчиками и актуаторами (BiSS и SSI). Эти цифровые двунаправленные интерфейсы представляют точные значения положения. Реализация таких функций в группе RZ/T1 при помощи ПЛИС и специализированных ИС способствует сокращению числа компонентов, снижению стоимости систем.

Группа RZ/T1 включает 10 дополнительных устройств. Образцы станут доступными для заказа в январе 2015 года. Серийное производство запланировано на октябрь 2015 г.