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工业以太网SOC芯片,速度是传统MCU的5倍

作者:angelazhang时间:2015-08-13

为了支持新兴工业物联网(IOT)和工业4.0的发展,工业设计者们正在借助基于以太网的工业网络协议来开启实时的连接,这些协议有EtherCAT®, PROFINET® 和 Ethernet/IP™等,实时连接协议将应用于工厂车间,目的在于改善操作效率和减少生产成本。


这些设计的挑战在于当进行改善复杂的实时操作管理的时候,如何选择一个有效控制成本的平台来支持主要的协议。使用瑞萨的R-IN32M3平台方案可以简化设计。因为它支持多个领先的工业以太网协议而仅仅只用单芯片就能解决。该方案不需要额外的ASIC或者是FPGA,因此不存在过高的成本控制问题和版权税问题,更不会涉及到未经试验协议的合作伙伴。R-IN32M3包括了EtherCAT®和CC-Link® IE的免费license,并且还提供了免费的从控制器以及测试通过的实例代码,这些都可以让你的设计更加快速的进行。


R-IN引擎是一个集成的处理器系统,它包括一个硬件加速器,可以提高网络工作的速度,它的速度是传统微控制器方案处理速度的5倍。


典型的TCP/IP信息处理有高达90%的信息需要处理编码头的编码和解码,数据缓冲管理和数据校验。R-IN32M3特有的以太网加速器通过硬件执行,从而大大的减少了数据帧处理时间,如图1。


 

图1:R-IN引擎速度是传统微控制器的5倍


另外,随着工业系统变得越来越复杂化和集成化,一个高效的RTOS变得更加重要。R-IN32M3包含了一个有专利的“硬件RTOS”,这个RTOS分配任务列表和任务优先级、设置事件标志等。卓越的性能减少了CPU的负担,同时改善了ISR相应的最少时间。R-IN引擎包含了ARM Cortex CPU内核,以太网加速器,RTOS加速器,如下图所示,这样的结构优势在于极大的改善了网络工作的性能。 

图2:R-IN32M3结构优势


使用R-IN32M3系列的ASSP有很多优点,由于使用单芯片方案,可以最直接有效的减少了BOM成本,并且支持多种软件协议,偏上的控制器license都是免费的,支持多种领先的工业协议,比如 Ethernet/IP, PROFINET , Modbus TCP, and CANopen®等;使用该系列器件还可以改善系统性能,片上的硬件加速器还能够使你的设计性能简化,以太网加速器减少了校验和缓冲管理的时间,硬件实时操作系统加速了中断服务流程并减少了跳变时间;R-IN32M3系列器件还有先进的网络系统,比如双通道的10/100/1000以太网、内置双通道PHY、2端口实时G速度以太网交换机和超过1MB的片内RAM。



R-IN32M3系列器件非常适用于网络领域中从设备的通信单元,在下图中用绿色的圆圈表示。将会用在常用的工业产品,如PLC、遥控IO、CNC、AC驱动转换器、机器人、伺服驱动和伺服电机等。


 


图3:R-IN32M3系列器件应用领域




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