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产品详解 | 瑞萨电子RZ/N2L MPU

产品概述

RZ/N2L简介

RZ/N2L是一种工业以太网通信用MPU，可轻松将网络功能添加到工业设备中。

它搭载支持TSN的三端口千兆以太网交换机和EtherCAT®从控制器，可支持EtherCAT、PROFINET RT/IRT、EtherNet/IP™、OPC UA等主要的工业以太网通信协议。它对网络专用配套芯片加以优化，无需大幅改变设备的内部配置即可直接连接并快速访问外部应用主机CPU。

此外，Arm® Cortex®-R52的最大工作频率为400MHz，外设功能包括带ECC的大容量RAM与ΔΣ I/F、A/D转换器、PWM定时器、UART和CAN等，可在单个芯片上实现远程I/O、传感器集线器、变频器和网关。


RZ/N2L硬件规格

Arm is a registered trademark and Arm Cortex is trademarks of Arm Limited in the EU and other countries. 


RZ/N2L特点

多协议工业以太网

● EtherCAT, PROFINET RT/IRT, EtherNet/IP

CC-Link IE Basic, TSN (IEC/IEEE 60802 Industrial Profile), OPC UA over TSN

外部总线接口

● SRAM Interface

● Host I/F (serial/parallel)

● SDRAM interface

PWM定时器和Σ⊿接口

● PWM timer：MTU3，GPT

● ⊿Σ Interface

● gPTP event trigger

功能安全的支持

● 在Cortex-R52上隔离的安全应用

● 由MPU保护的外设

加密功能

● 安全启动，加密加速器

● 真随机数生成器

● Unique ID等


RZ/N2L概述

面向未来的工业以太网

● 3端口TSN以太网交换机+EtherCaT+PROFINET  EtherNet/IP

● 来自瑞萨电子及其合作伙伴的工业以太网协议栈

● 易于集成的工业网络控制芯片

支持IA市场需求

● 工业以太网协议栈

● 广泛的功能安全支持

● 安全启动和安全加密引擎

● 已建立的合作伙伴生态

● FSP与E2-Studio&开发工具

优化的网络控制扩展性

● 从并行总线和从xSPI接口，用于连接外部应用 CPU

● 与外部应用程序CPU共享内存

单芯片应用

单芯片支持丰富的应用：

● 远程IO

● 网络网关

● 工业驱动

● 传感器

● …..


具有TSN功能，多协议工业以太网从站控制器

支持传统的多协议工业以太网以及TSN

多协议工业以太网支持

EtherCAT，PROFINET RT&IRT&TSN，Ethernet/IP DLR，PRP，Modbus TCP，CC-Link IE TSN (class A)，IECIEEE60802 ccA

3端口TSN交换机，支持帧抢占

来自瑞萨的协议栈支持

轻松采用现有系统

RZ/N2L可轻松采用到现有系统上

现有系统中的外部CPU可以通过并行总线或串行I/F控制RZ/N2L。

协议在RZ/N2L上运行，它减少了现有CPU在网络操作方面的负载。

远程IO解决方案

支持数字IO、模拟IO、工业变频器的方案应用

和RZ/T2的无缝架构

RZ/N2L拥有和T2的无缝架构和外设，使用户能够重复使用S/W资产并降低研发成本。

Cortex-R52CPU和TCM带来低延迟操作的好处。内置Σ⊿ I/F、FPU、电机控制用PWM、TFU等资源。


应用案例

网络控制

主机I/F的优势

● 针对网络通信芯片进行了功能优化

1  主机I/F允许应用CPU直接连接和高速访问RZ/N2L

主机I/F支持并行总线和xSPI（最大8位）从。它们的速度高于典型网络ASSP的SPI接口。

2  应用CPU可以直接访问RZ/N2L的共享RAM来传输数据

它能够降低BOM成本，因为消除了用于数据的外部共享的DPRAM。

3  网络协议栈可以在RZ/N2L上独立于应用CPU 运行

它减少了对应用程序系统性能和复杂性的影响，以及软件开发工作。


应用实例

嵌入式/可选通信模块，用于伺服驱动器、逆变器、工业传感器、工业机器人、PLC等。


单芯片工业以太网应用

由于RZ/N2L具有各种外设功能，因此可以使用一个芯片实现此处描述的应用。

与典型配置（应用程序CPU+网络ASSP）相比，客户可以降低BOM成本。

远程IO、网络网关

I2C、SPI、GPIO和UART可以连接各种传感器，实现远程IO，传感器集线器。网络网关应用可以通过CAN、UART实现现场总线。


工业传感器

(e.g. Mass flow controller, Position sensor)

Σ⊿I/F和FPU为传感器应用带来优势。TSN的时间同步功能可以提高传感器之间同步的精度。


带工业以太网的逆变器

高速CPU带TCM、PWM定时器、Σ⊿I/F、ADC和TFU可实现带工业以太网的逆变器。


RZ/N2L单芯片典型使用案例：

总线型工业电机


RZ/N2L软件开发环境

软件开发环境和解决方案概述

支持客户产品开发的开发环境/解决方案


RZ/N2L开发套件

Renesas Starter Kit+ for RZ/N2L (RSK+ for RZN2L)

● RSK搭载RZ/N2L 255BGA，可以评估RZ/N2L的大部分功能

● RSK具有Segger的板载调试器，无需使用外部调试器即可开发和调试S/W

● 瑞萨电子的S/W开发环境e2 studio和各种示例程序可从瑞萨电子网站下载

● RSK具有3路以太网端口，支持工业以太网和各种I/F，如USB、RS-485、CAN

● RSK具有Octal/Quad闪存和NOR闪存，并支持从任何闪存设备启动。并且还支持USB启动和串行启动

● 可通过PMOD、mikroBUS和Grove I/F等通用接口轻松扩展


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