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支持EtherCAT协议的工业用微处理器新选择—瑞萨RZ/T2L评估套件评测(硬件篇)

瑞萨MCU小百科 来源:瑞萨嵌入式小百科 2024-02-23 12:28 次阅读

工业系统的快速发展为我们社会的进步提供了充足的动力,但是工业系统中广泛使用的伺服驱动器变频器工业机器人等都需要高速、精确的实时控制。为了满足这些需求,瑞萨公司推出了一款支持EtherCAT通信协议的全新工业用微处理器(MPU)——RZ/T2L,其继承了瑞萨高端产品RZ/T2M的硬件架构,为快速增长的工业应用市场带来了新的解决方案。这些优异的特性使得它成为了工厂自动化、医疗设备及楼宇自动化应用领域的理想选择。

下面就来为大家介绍一下这款优秀的RZ/T2L MPU及对应的评估套件。

开箱

RZ/T2L评估套件采用瑞萨公司经典的蓝白色调纸质包装盒,其官方名称为RTK9RZT2L0S00000BJ——Renesas Starter Kit+ for RZ/T2L。包装盒的正面是瑞萨公司的LOGO,而在其他部分并没有过多的冗余文字,整个包装尽显大气。打开包装盒,盒内包含了RSK+RZ/T2L评估板,一根Mini USB线,一根Micro USB线,一根双头Type C USB线、英文和日文的快速入门指南以及声明文件。

硬件资源

整个RZ/T2L评估板约为150mm×150mm大小,板上的资源非常丰富,总体来看可以分为核心功能区、Debug接口区、外围设备区以及电源管理区等几个主要部分。在评估板的正面主要包括了MPU核心、各种存储器、Ethernet接口、USB Host接口、RS485接口、CAN接口、用户按键、LED灯等大多数器件以及各种流行的开源硬件接口;而在评估板的背面则元器件数量相对较少,主要是网络控制芯片、mini USB接口和总线复用器芯片

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图2 RZ/T2L评估板的正面资源分布

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图3 RZ/T2L评估板的背面资源分布

1

电源部分

电源部分是整个评估板的核心,为了保证系统能够正常工作,RZ/T2L评估板提供了两种电源输入方式供用户选择,分别是2.0mm的5V直流插头及USB Type-C接口(如下图红色框所示),值得注意的是,若采用5V直流插头供电方式,电源适配器需要大于15W,这样才能保证评估板正常运行。在正常接入电源后,打开电源开关(如下图橙色框所示)系统开始正常运行。

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图4 RZ/T2L评估板的电源部分

2

MPU核心部分

整个评估套件最核心的就是MPU区域了,该部分包含了核心MPU以及各种存储器。对于存储器RZ/T2L评估板搭载了OctaFlash、HyperRAM、Quad SPI flash memory以及EEPROM等多种类别。具体连接方式以及地址空间可参考下图:

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图5 评估板上存储器的连接方式及地址空间

对于MPU,本评估板上搭载的详细型号为R9A07G074M04GBG,其采用196脚的BGA封装。该MPU属于瑞萨RZ家族系列,目前该系列中包含了RZ/A系列、RZ/T系列、RZ/G系列、RZ/N系列、RZ/V系列等,它们之间主要的区别在于面向的应用对象不同,如:RZ/G系列主要面向3D图像及视频显示领域;而RZ/T系列则主要面向高速和高精准的实时控制领域,根据资源与支持接口的不同RZ/T系列又可以分为RZ/T2M、RZ/T2L、RZ/T1三款产品。

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图6 RZ/T系列产品

我们评估板上的R9A07G074M04GBG芯片属于RZ/T2L系列,其采用Arm Cortex-R52内核,工作频率高达800MHz,具有大型紧密耦合内存(576KB)可实现确定性实时响应,集成Beckhoff的EtherCAT IP避免了互操作性问题,同时芯片具有安全功能可降低用户程序被伪造和篡改的风险,并且使用与其他RZ系列MPU和RA系列MCU相同的灵活软件包(FSP)和软件开发环境轻松扩展开发,允许专业人员复用软件。另外,与紧凑型设计的RZ/T2M相比,RZ/T2L尺寸缩小高达50%,使得其在生产中能够对交流伺服、工业电机、变频、工业机器人等设备进行实时控制。

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图7 评估板上MPU芯片

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图8 RZ/T系列产品功能框图

实际上,RZ/T2L产品线又可以分为下图所示的4款MPU,用户可以根据项目对资源的需求来选择合适型号的芯片。

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图9 RZ/T2L系列的四款芯片对比

3

调试电路部分

调试是应用程序开发中非常重要的环节,由于RZ/T2L评估板的MPU采用的是ARM内核,因此,采用J-Link就可以进行调试。为了方便用户,评估板提供了两种调试方式:工程师们既可以用板载的J-Link OB进行调试,也可以通过评估板上提供的接口使用外接J-Link或I-jet进行调试。

如果使用的是板载J-Link OB那么需要断开评估板上的J9跳线(图中橙色框)后通过Micro USB线(图中红色框)与电脑连接即可,此时评估板上的LED6灯将会点亮;如果采用的是外接J-Link或I-jet进行调试,则需要将J9跳线连接,同时将J-Link或I-jet通过J20(图中蓝色框)与评估板进行连接。

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图10 板载调试电路部分

4

外围接口部分

为了便于工程师们对RZ/T2L进行评估,板卡上包含了丰富的外设资源,除了常规的LED灯,用户按键,复位按键及CAN、USB等接口以外,还支持多种主流的开源硬件接口,如QWIIC接口、2个Grove接口、2个PMOD接口、mikro BUS接口等。

另外,为了方便工程师们外接扩展应用子板,RZ/T2L评估板还将MPU的大部分引脚引出。由于EtherCAT作为一种快速发展的通信协议,越来越多地被广泛的市场采用,在工厂自动化、医疗设备和楼宇自动化等场合都有优异的表现,因此,除了开源硬件接口以外,RZ/T2L评估板还包含有支持EtherCAT通讯协议的网络接口,通过该接口RZ/T2L MPU 可轻松实现快速、准确的数据的实时处理。

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图11 外围接口电路




审核编辑:刘清

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原文标题:支持EtherCAT协议的工业用微处理器新选择——瑞萨RZ/T2L评估套件评测(硬件篇)

文章出处:【微信号:瑞萨MCU小百科,微信公众号:瑞萨MCU小百科】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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