瑞薩低功耗R-IN32M3系列工業(yè)以太網(wǎng)通信芯片

　　近期，半導(dǎo)體及解決方案供應(yīng)商——瑞薩電子株式會(huì)社宣布推出可支持多種通信協(xié)議的R-IN32M3系列工業(yè)以太網(wǎng)通信芯片，以響應(yīng)工業(yè)以太網(wǎng)通信技術(shù)在市場上的迅速應(yīng)用。

　　R-IN32M3系列產(chǎn)品最顯著的特征之一，是在硬件中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（real-time OS）基本函數(shù)的高速運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)通信的高速實(shí)時(shí)響應(yīng)和高精度通信控制。由于新型R-IN32M3系列中的硬件承擔(dān)了CPU的大量運(yùn)算負(fù)荷，CPU與集成實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)減輕負(fù)載引擎（HW-RTOS ［注釋 1］）的結(jié)合可實(shí)現(xiàn)超高速的實(shí)時(shí)響應(yīng)，響應(yīng)速度比傳統(tǒng)軟件實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)快5-10倍。此外，傳統(tǒng)的CPU處理系統(tǒng)運(yùn)算時(shí)間的不一致性而導(dǎo)致的波動(dòng)大大降低，降低為原來的1/5到1/10。新型R-IN32M3系列包含一個(gè)集成的ARM Cortex-M3 CPU （100 MHz）。新型的以太網(wǎng)控制器可支持諸如CC-Link IE ［注釋 2］和 EtherCAT 等工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議，而且，還將支持在工業(yè)上廣泛使用的控制區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN） ［注釋4］ 和通用異步收發(fā)器（UART）。另外，瑞薩電子還計(jì)劃開發(fā)支持完全同步通信以改進(jìn)性能的SSCNET III/H ［注釋 5］光纖網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。

　　由于對(duì)提高工廠生產(chǎn)效率、改進(jìn)機(jī)器控制精度的要求越來越高，所以，工業(yè)以太網(wǎng)通信市場對(duì)設(shè)備與其高效的中央控制系統(tǒng)之間的通信速度要求也越來越高。在這種情況下，提高快速實(shí)時(shí)響應(yīng)時(shí)間和降低處理時(shí)間偏差便成了通信和機(jī)器控制尤其重要的問題。此外，降低產(chǎn)品成本、減少功率消耗以及提高安全性等問題在這一領(lǐng)域也要比在其他市場重要得多。新開發(fā)的R-IN32M3-CL和R-IN32M3-EC就是為滿足這些工業(yè)網(wǎng)絡(luò)市場的要求而設(shè)計(jì)的。

　　R-IN32M3系列產(chǎn)品的主要特征：

　?。?）集成實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)減輕負(fù)載引擎 （HW-RTOS）和以太網(wǎng)加速器

　　工業(yè)以太網(wǎng)通信應(yīng)用系統(tǒng)要求支持大量任務(wù)、高速時(shí)間同步和低功耗。通過在硬件中嵌入實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)處理（之前，會(huì)占用CPU大量負(fù)荷）以及標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)通信協(xié)議處理，如：校驗(yàn)計(jì)算和標(biāo)頭排序，可將處理速度提高5～10倍。HW-RTOS驅(qū)動(dòng)器兼容μITRON。有計(jì)劃在將來支持更多操作系統(tǒng)。

　?。?）支持多種通信協(xié)議（CC-Link IE、 EtherCAT、EtherNet/IP等）

　　R-IN32M3-CL支持CC-Link IE協(xié)議，它包含一個(gè)支持CC-Link IE Field從?？刂破鞯碾娐?。 CC-Link是1 Gbps的工業(yè)以太網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)，它是業(yè)內(nèi)最快的通信協(xié)議，由專門推廣開放式網(wǎng)絡(luò)的日本CC-Link協(xié)會(huì)推廣。另外，R-IN32M3-EC支持EtherCAT協(xié)議，它包含一個(gè)支持EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)的從棧控制器。這兩個(gè)芯片產(chǎn)品都具有一個(gè)ARM Cortex-M3 （100 MHz） 32-bit RISC CPU，一個(gè)工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議要求的、低延時(shí)雙端口交換功能的介質(zhì)訪問控制器 （MAC）和大容量片上內(nèi)存。由軟件支持的EtherNet/IP協(xié)議，F(xiàn)L-net和其他協(xié)議已在最后準(zhǔn)備階段中。除了具有支持工業(yè)以太網(wǎng)的通信接口外，還可實(shí)現(xiàn)諸如CC-Link、CAN、串行外設(shè)接口 （SPI）和UART等通信接口，因此，R-IN32M3系列產(chǎn)品可作為工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)模塊使用。

　?。?） R-IN32M3-CL帶有 1 Gbps MAC和R-IN32M3-EC 帶有10/100Mbps EtherPHY R-IN32M3-CL包含有CC-Link IE協(xié)議的硬件，加上一個(gè) 1 Gbps的 Ethernet MAC，因此，可通過增加一個(gè)外部的 1 Gbps EtherPHY 實(shí)現(xiàn)1 Gbps的以太網(wǎng)通信。而R-IN32M3-EC中包含一個(gè)2端口 10/100Mbps EtherPHY，因此，不需要增加外部的PHY，從而縮小了模塊板的體積。不管使用外部PHY還是使用內(nèi)部PHY，硬件的購買成本基本上是一樣的。