Integrierte Mikroprozessor-Architektur vereint industrielle Vernetzung und Achsensteuerung

Die Renesas Electronics Corporation veröffentlicht den RZ/T2N, einen 64-Bit-Mikroprozessor, der hochpräzise Echtzeit-Motorsteuerung, industrielles Ethernet-Networking und Anwendungsverarbeitung auf einem einzigen Chip vereint. Diese Hardware-Konsolidierung vereinfacht die Systemkomplexität für die Fabrikautomatisierung und dient als einheitlicher Netzwerk-Controller und Peripheriegerät für speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), mehrachsige Servomotoren und Industrieroboter.

Mikroprozessor-Architektur und Echtzeitausführung
Der Mikroprozessor RZ/T2N integriert zwei Arm Cortex-A55-Kerne mit bis zu 1,2 GHz für Linux-basierte Anwendungsverarbeitung sowie zwei Cortex-R52-Kerne mit bis zu 800 MHz für die Ausführung von Echtzeitaufgaben. Zur Unterstützung deterministischer Abläufe ist jeder Cortex-R52-Kern mit 576 KB Tightly Coupled Memory (TCM) ausgestattet. Diese Architektur nutzt Error Correction Code (ECC) über den TCM, den CPU-Cache, das integrierte SRAM und den DDR-Speicher hinweg, um Schwankungen der Ausführungszeit zu minimieren. Das System unterstützt außerdem 16-Bit-LPDDR4-1600-Speicher mit On-the-Fly-Verschlüsselung und -Entschlüsselung zur Sicherung der Datenverarbeitung.

Mehrachsige Motorsteuerung für Industrierobotik
Durch die Konsolidierung von Funktionen, die zuvor auf mehrere Chips verteilt waren, unterstützt der Mikroprozessor die Ein-Chip-Motorsteuerung für bis zu vier Achsen und eignet sich somit für den Antrieb komplexer Robotersysteme wie SCARA- und Delta-Roboter. Die Hardware verfügt über zweikanalige Encoder-Schnittstellen pro Achse, um Parameter wie Motordrehwinkel zu messen. Der Prozessor unterstützt nativ die wichtigsten Feedback-Protokolle, darunter Tamagawa T-Format, HIPERFACE DSL, A-Format, EnDat 2.2 und 3 sowie BiSS C und BiSS Line.

Industrielles Ethernet und Netzwerkredundanz
Der RZ/T2N eliminiert den Bedarf an externen Kommunikations-ICs durch die Einbettung von drei Gigabit Ethernet MACs (GMACs), einem Ethernet-Switch und einem dedizierten EtherCAT SubDevice Controller (ESC). Der Chip unterstützt eine Reihe von industriellen Ethernet-Protokollen, einschließlich EtherCAT, PROFINET RT/IRT und EtherNet/IP, zusammen mit Time-Sensitive Networking (TSN)-Technologie für synchronisierte industrielle Kommunikation. Um die Betriebskontinuität in automatisierten Umgebungen aufrechtzuerhalten, nutzt das Gerät Redundanzprotokolle wie High-Availability Seamless Redundancy (HSR), Parallel Redundancy Protocol (PRP) und Frame Replication and Elimination for Reliability (FRER). Die Netzwerksicherheit wird durch die Arm TrustZone-Technologie, sicheres Booten (Secure Boot), sichere Software-Updates und eine dedizierte kryptografische Bibliothek gewährleistet.




Hardware-Konsolidierung und Zeitplan für die Bereitstellung
Laut Hari Pendurty, Vice President der EP Edge AI and Application Processors Division bei Renesas, ermöglicht die Kombination dieser wesentlichen Funktionen auf einem einzigen Chip den Hardware-Ingenieuren, die Balance zwischen hohen Leistungsanforderungen und strengen Größen- und Kostenbeschränkungen in der industriellen Automatisierung der nächsten Generation zu finden.

Der RZ/T2N wird auf der electronica 2026, die vom 10. bis 13. November in München, Deutschland, stattfindet, in Halle C5, Stand 479 live demonstriert. Renesas stellt ein Flexible Software Package (FSP) und verifizierte Programmbeispiele für die mehrachsige Motorsteuerung zur Verfügung. Zertifizierte Softwarelösungen für die funktionale Sicherheit sollen in der zweiten Hälfte des Jahres 2027 verfügbar sein.

Zusätzlicher Kontext
Dieser Abschnitt enthält technische Spezifikationen und Wettbewerbsvergleiche, die nicht in der ursprünglichen Pressemitteilung enthalten waren.

Auf dem Markt für industrielle Mikroprozessoren konkurriert der RZ/T2N direkt mit Multi-Core-Plattformen für Edge-Automatisierung, wie der Texas Instruments Sitara AM64x-Serie und dem NXP i.MX 8M Plus. Der TI AM6442 verwendet ältere Arm Cortex-A53-Kerne und Cortex-R5F-Kerne für die Echtzeitverarbeitung und stützt sich für die industrielle Ethernet-Verarbeitung auf seine Programmable Real-time Unit (PRU-ICSSG). Der NXP i.MX 8M Plus verwendet Cortex-A53-Kerne zusammen mit einem einzelnen Cortex-M7-Kern für Echtzeitaufgaben.

Durch die Implementierung der neueren Armv8-Architekturen (Cortex-A55 und Cortex-R52) bietet der Renesas RZ/T2N einen aktualisierten Befehlssatz und hardwarebasierte Virtualisierungsfunktionen, die für eine strikte deterministische Steuerung ausgelegt sind. Darüber hinaus benötigen konkurrierende Prozessoren häufig separate FPGA- oder CPLD-Komponenten zur Verwaltung der mehrachsigen Encoder-Rückführung, während der RZ/T2N native 4-Achsen-Encoder-Schnittstellen zusammen mit seinem EtherCAT-ESC integriert. Diese Integration führt zu einer messbaren Reduzierung des Platzbedarfs auf der Leiterplatte (PCB) und der Materialkosten (BOM) für kompakte Servoantriebe und Robotersteuerungen.

Bearbeitet von Aishwarya Mambet, Induportals-Redakteurin, mit Unterstützung von KI.

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