【产品】瑞萨推出适用于工业以太网通信和TSN的RZ/N2L微处理器,可方便地向工业设备及装置添加网络功能

2022-08-14 Renesas
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近来,“数字化转型(DX)”这个词常常进入人们的视野。数字化转型的构建以“连接”为基础,而工业界很早就希冀通过“连接”来提高生产效率。以所谓的工业4.0为代表的工业物联网(IIoT)化,有时也被称为制造业的数字化转型。数字化转型的流程随着以太网基础设施的逐步完善而变得愈加成熟,同时,以太网的高速化实现了大容量通信。由此,传统的现场总线正在迅速被以太网所取代。


此外,工业界也开始使用工业网络进行范围更广的“连接”,覆盖范围从IT(Information Technology)层直至OT(Operation Technology)层。在实现“连接”的过程中,如何混合实时通信和非实时通信变得尤为重要。为了混合实时通信和非实时通信,必须要支持名为“TSN”的网络技术,它具有时间同步和调度功能。


不仅新开发的设备,人们希望现有设备也能满足这项通信需求。但是,对传统系统进行大刀阔斧的改动极费工时,故不可取。因此,能否找到一种简单的方法向现有系统添加工业以太网,就成了人们亟待解决的问题。


为了解决这个问题,瑞萨电子推出了适用于工业以太网通信和TSN的RZ/N2L微处理器,可方便地向工业设备及装置添加网络功能。


如下图所示,作为连接外部应用主机CPU的接口(I/F),其搭载了并行主机I/F和串行主机I/F,使RZ/N2L可以直接连接到主机CPU,并进行高速访问。此外,主机CPU还能够直接访问储存在RZ/N2L系统RAM内的通信数据。


RZ/N2L独立于主机CPU执行网络处理,因此无需大幅改动现有应用软件,便可支持工业以太网。除此之外,RZ/N2L还搭载支持TSN的3端口千兆位以太网交换机。如此可为日后实现TSN提供支持。其拥有的3个端口令网络拓扑结构变得更加灵活。

图1:可向传统应用轻松添加工业以太网和TSN


除上述主要功能之外,还搭载了ΔΣI/F、A/D转换器、PWM定时器以及UART和CAN等丰富的周边功能。RZ/N2L搭载的最大工作频率为400MHz的Arm®Cortex®-R52与这些周边功能相组合,除了用作协同芯片之外,还可用RZ/N2L单体实现支持工业以太网的远程I/O、传感器集线器、工业电机、网关等。

图2:凭借一块芯片支持各种应用


为了使用RZ/N2L顺利地进行开发,瑞萨提供以下解决方案。采用适用于初期评估的评估板“RENESAS Starter Kit+for RZ/N2L”、组合了外围功能的驱动程序和OS的FSP(灵活配置软件包)、能直观操作的GUI,使用可根据用户使用情况生成驱动软件的智能配置器,令开发变得更加轻松。此外,瑞萨还提供工业以太网通信的协议栈例程,减少协议安装所花费的开发工时。

图3:适用于工业以太网相应产品开发的RZ/N2L解决方案

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