El MPU industrial RZ/T2N de Renesas admite el control de motores de hasta cuatro ejes e integra temporizadores PWM, interfaces de encoder y aceleradores trigonométricos. Está diseñado para robots industriales, controladores lógicos programables (PLC), controladores de movimiento y accionamientos servo multieje.
El MPU incorpora hasta dos núcleos Arm Cortex-A55 a 1,2 GHz para el procesamiento de aplicaciones y dos núcleos Cortex-R52 a 800 MHz para el control en tiempo real. También integra un conmutador Ethernet Gigabit de tres puertos compatible con TSN y con protocolos de Ethernet industrial como EtherCAT, PROFINET RT/IRT y EtherNet/IP. Este conjunto de prestaciones permite ejecutar control de motores en tiempo real, redes industriales y aplicaciones Linux en un solo chip, lo que reduce la necesidad de procesadores adicionales. Además, el MPU puede actuar como controlador de red Ethernet industrial o como dispositivo, en función de la aplicación.
Especificaciones del Renesas RZ/T2N:
- CPU
- Hasta 2 núcleos Arm Cortex-A55 (64 bits) a 1,2 GHz con 32 KB de caché L1 de instrucciones/datos, 128 KB de caché L2 por núcleo y 256 KB de caché L3
- 2 núcleos Arm Cortex-R52 (32 bits) a hasta 800 MHz con 16 KB de caché de instrucciones/datos por núcleo, NEON y FPU
- Opciones de frecuencia de CPU: 600/1200 MHz (Cortex-A55) y 400/800 MHz (Cortex-R52)
- Memoria
- 2 MB de SRAM integrada con ECC
- 576 KB de memoria estrechamente acoplada (512 KB ATCM + 64 KB BTCM) con ECC por núcleo Cortex-R52
- Interfaz de memoria LPDDR4-1600 de 16 bits compatible con hasta 2 GB (16 Gb) con ECC en línea
- Cifrado y descifrado LPDDR4 al vuelo (variantes con seguridad habilitada)
- Almacenamiento
- 2 interfaces host SD/eMMC compatibles con SD UHS-I y eMMC HS200
- 2 interfaces xSPI compatibles con Quad/Octal SPI, HyperFlash y HyperRAM
- Controlador de flash NAND de 8 bits
- Ethernet
- 3 MAC Gigabit Ethernet (10/100/1000 Mbps)
- Conmutador Ethernet Gigabit de 3 puertos con soporte TSN
- Controlador esclavo EtherCAT de 3 puertos (variantes seleccionadas)
- Protocolos de Ethernet industrial: EtherCAT, PROFINET RT/IRT y EtherNet/IP
- Redundancia de red: HSR/PRP (variantes seleccionadas), DLR y FRER
- Módulo conmutador Ethernet de capa 3 de 2 puertos
- Soporte de IEEE 1588 PTP y TSN, incluidos el tráfico programado IEEE 802.1Qbv y la preempción de tramas IEEE 802.1Qbu/802.3br
- Control de motores
- Control de motores de hasta 4 ejes con salida PWM complementaria trifásica
- Temporizador PWM general (GPT) de 32 bits y 31 canales, y temporizador multifunción (MTU3) de 9 canales
- Interfaz de encoder de hasta 8 canales compatible con formato A, EnDat 2.2, BiSS-C e HIPERFACE DSL, y hasta 4 canales para EnDat 3.0 y BiSS-Line
- Interfaz delta-sigma (ΔΣ) de hasta 15 canales (13 canales en las variantes de 489 pines)
- 2 aceleradores de funciones trigonométricas para el cálculo de seno, coseno y arcotangente
- 3 unidades ADC de 12 bits con 16 canales en total (4 + 4 + 8)
- Controlador de enlace de eventos (ELC) para activar periféricos por hardware sin intervención de la CPU
- USB: 1 puerto host/dispositivo USB 2.0 de alta velocidad con soporte OTG
- PCIe: 1 interfaz PCIe Gen2 x1 compatible con los modos Root Complex y Endpoint
- Otras E/S
- 2 interfaces CAN/CAN FD (la compatibilidad con CAN FD depende de la variante)
- 6 interfaces SCI con FIFO de TX/RX de 16 bytes + 8 canales SCI para encoders
- 3 interfaces I2C (hasta 400 kbps) y 4 SPI
- Interfaces host externas paralela y serie
- Controlador DMA de 48 canales (3 unidades × 16 canales)
- Hasta 201 pines GPIO, incluido un pin de solo entrada (161 en las variantes de 489 pines)
- Bus de memoria externa: hasta 32 bits en las variantes de 537 pines y 16 bits en las de 489 pines
- Seguridad
- Arranque seguro, actualización segura y autenticación JTAG (variantes de seguridad seleccionadas)
- Aceleración criptográfica por hardware para AES, RSA, ECC y SHA (variantes seleccionadas)
- Generador de números aleatorios verdadero (TRNG) (variantes seleccionadas)
- Arm TrustZone
- Descifrado al vuelo de programas almacenados en flash externa (variantes con seguridad habilitada)
- Varios
- Protección de memoria ECC
- Temporizadores watchdog
- Monitorización de reloj
- Cálculo de CRC
- Unidades de protección de memoria
- Protección de salida PWM y detección de errores
- Reloj en tiempo real (RTC) y sensor de temperatura integrado
- Modo de espera y funciones de parada de módulo
- Tensión de alimentación: núcleo/DDR de 1,1 V y rieles periféricos de 1,8 V y 3,3 V
- Encapsulados
- FBGA de 537 pines (21 × 21 mm, paso de 0,8 mm)
- FBGA de 489 pines (16 × 16 mm, paso de 0,65 mm)
- Rango de temperatura: de -40 °C a +125 °C (temperatura de unión)
Nota: la familia consta de 14 variantes con opciones de Cortex-A55 de uno y dos núcleos. Las funciones EtherCAT, redundancia HSR/PRP, CAN FD y seguridad por hardware están disponibles según el número de referencia, mientras que Arm TrustZone es compatible con todas las variantes.
En cuanto al soporte de software, la compañía ofrece el RZ Flexible Software Package (FSP) y el IDE e² studio basado en Eclipse para aplicaciones en tiempo real. El RZ Linux BSP Plus también es compatible con el RZ/T2N con el kernel Linux 6.12 y Yocto Project 5.0 (Scarthgap). La empresa ofrece además un paquete Multi-OS con OpenAMP para la comunicación entre procesadores, junto con programas de ejemplo para EtherCAT, EtherNet/IP, OPC UA, Modbus, interfaces de encoder y control de motores de cuatro ejes. El soporte de software para seguridad funcional está previsto para el segundo semestre de 2027.
Renesas también ofrece la placa de evaluación RZ/T2N-EVKIT, basada en el procesador R9A07G076M48GBG. Incluye 2 GB de RAM LPDDR4, 8 GB de flash eMMC, OctaFlash, flash QSPI, flash NAND, cinco puertos Ethernet, USB, PCIe, CAN, RS-485 y una ranura para tarjetas microSD. La placa también incorpora un depurador SEGGER J-Link a bordo y cuatro conectores para placas inversoras que permiten evaluar el control de motores multieje con placas inversoras opcionales. Otras características son una interfaz de expansión Pmod, una EEPROM de 16 Kb y una entrada de alimentación USB-C PD de 15 V/3 A.
La compañía también ha presentado el kit de placas inversoras de la serie RZ/T para pruebas de control de motores, que incluye una placa inversora y un motor BLDC. La placa inversora también está disponible por separado, sin el motor. Por último, Renesas incluye en su catálogo la placa de comunicación MC-COM para comunicación serie aislada y depuración en sistemas de control de motores.
El RZ/T2N amplía las opciones de MPU de Renesas para el control de motores. Anteriormente hemos hablado del SoC Renesas RZ/T2H, con cuatro núcleos Cortex-A55 y dos Cortex-R52, así como de los RZ/T2M y el más pequeño RZ/T2L, ambos basados en procesadores Cortex-R52 para aplicaciones en tiempo real. La tabla siguiente compara el RZ/T2N con los microprocesadores RZ/T2 y RZ/N2 de la generación anterior.
El MPU Renesas RZ/T2N está disponible por unos 50 dólares en DigiKey y Mouser, ambos con 50 unidades en stock. El kit de evaluación RZ/T2N-EVKIT cuesta 583 dólares, mientras que el kit opcional de placas inversoras de la serie RZ/T cuesta 941,20 dólares, aunque está agotado tanto en DigiKey como en Mouser. La placa inversora por separado y la placa de comunicación MC-COM tienen un precio de 411,80 y 176,47 dólares, respectivamente. Hay más información disponible en la página del producto y en la nota de prensa.
Traducido del artículo en inglés «Renesas RZ/T2N Cortex-A55/R52 industrial MPU supports four-axis motor control, TSN Ethernet, EtherCAT…» de Debashis Das.
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