【选型】Renesas无线SOC芯片选型方法，满足各种工业以太网协议
机械控制与感应信息，高速控制网络，工厂整体IT信息的相互关联与生产力的提高紧密相连，是工业自动化的发展趋势。德国政府在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出“工业4.0”概念，包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中，传统的行业界限将消失，并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变，产业链分工将被重组。
第三代工业自动化采用了以工业以太网为基础的通信技术，工业以太网无缝连接的自动化网络的各个层次，逐渐取代现场总线的应用。主干信息网络直接垂直管理自动化设备，淡化了工业网络的层次概念，各个层次之间无缝连接。控制实时性得到大幅度提高。
目前在国内的主流工业以太网协议有EtherCAT，Profinet，CC-LINK，工控领域最主流的工业以太网协议是EtherCAT，这也跟提出该协议的倍福在早期的推广有很大关系；如果上位机是西门子的设备，那么通常会采用Profinet协议，西门子几年前就已经开始推动市场由原来的Profibus总线协议转成Profinet以太网协议；而上位机是三菱的设备，一般都会用CC-LINK协议。
对于这几种常见的以太网协议，瑞萨的工业以太网SOC产品系列都用专门的芯片。
EtherCAT协议可以选用RZ/T1系列产品。重点推荐R7S910035这一型号，它内部拥有全球最高性能的实时MCU，集成了Cortex ARM最新的R4F内核，专门用于实时控制，R7S910035的内部还集成了EtherCAT控制器，通过硬件IP跑以太网通信；还有，这颗SOC芯片可以同时做电机控制，又可以做以太网通信控制，内部带512KB RAM和10位AD以及FPU浮点运算；最后一点，成本优势，这样一颗高端的SOC芯片在价格方面仍然“低调”，可以说是目前市场上的最优选择。
图1：瑞萨的R7S910035芯片结构
第二种主流协议是Profinet，推荐采用瑞萨的TPS-1系列SOC。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，支持最新PROFINET协议，且内置了双口IRT交换机，可以实现同步实时通讯（IRT）。在现场级通讯中，对通讯实时性要求最高的是运动控制（Motion Control），PROFINET的同步实时（Isochronous Real-Time, IRT）技术可以满足运动控制的高速通讯需求，在100个节点下，其响应时间要小于1ms，抖动误差要小于1μs，以此来保证及时的、确定的响应。
图2：瑞萨的TPS-1芯片结构
第三种CC-LINK协议，推荐的是瑞萨的R-in32-CL芯片。瑞萨的R-IN32-CL是专门支持CC-LINK IE以太网协议的芯片，主要应用在CC-LINK总线或其他协议转换成CC-LINK IE以太网协议。它的集成度非常高，不仅内置CC-Link IE Field、可实现高速低功耗的以太网加速器、2通道的100M以太网PHY，还搭载了一颗ARM Cortex M3内核，专门用来跑通信协议。
图3：瑞萨的R-in32-CL芯片结构
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