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【IC设计】打造技术闭环!瑞萨电子多方案赋能工业物联网

来源:DX       

近年来,随着技术的不断发展,物联网概念逐渐掀起,其中工业物联网正在以超过行业预期的速度向各个行业渗透。工业机器人技术、人工智能技术(AI)、云与边缘计算技术、物联网、5G和VR/AR等技术正在加速融合到工业物联网的应用当中。

在行业大势驱动下,不少企业都把目光纷纷投向工业物联网这一未来阵地。众所周知,MCU可以用于许多任务,从辅助驾驶和自动驾驶到智能卡,MCU往往是各种互连设备的中心处理元件,而这些互连设备又正在逐渐形成物联网。可以说MCU天然适用于物联网,在工业物联网领域自然也不可或缺。

作为全球顶级的MCU供应商,瑞萨电子在工业物联网领域自然也誓要有所作为。

并购实现技术闭环

由产业特征可知,从上游解决方案提供商的角度来看,物联网有三个关键要素:控制、电源和传感。

在控制部分,瑞萨电子一直以来都有着雄厚的实力,而电源和传感方面却存在比较明显的短板。不过,过去几年里,瑞萨电子先后大手笔收购了电源管理及精密模拟半导体制造商Intersil和模拟混合信号产品领先供应商IDT,成功打通“任督二脉”,技术上实现闭环,一举成为能够为客户提供控制、电源和传感完整物联网解决方案的厂商。

日前,在上海工博会期间举办的瑞萨电子CIIF媒体交流会上,瑞萨电子株式会社高级副总裁兼瑞萨电子中国董事长真冈朋光表示,“几年前瑞萨电子曾经历过财务状况的低谷,现在经过机构改革以及并购重组,瑞萨电子的经营体制已发生了较大转变,且具备产生稳定利润的能力。”

瑞萨电子株式会社高级副总裁兼瑞萨电子中国董事长真冈朋光

事实上,在并购重组完成后,瑞萨电子就快速的推出了基于DRP(动态可配置处理器)技术的e-AI(嵌入式人工智能)解决方案和超低功耗技术SOTB,以更快速度和更好技术加码工业物联网市场。

目前,在各领域都有应用AI的方案,但是其中许多方案AI的应用都取决于云端的计算能力,其嵌入式系统并不具备可以随时自由连接云端的环境,且由于嵌入式系统对实时性的高要求,也会发生由于云端反馈延时而造成反应滞后的问题。

在这样的环境下,瑞萨电子的DRP技术能大显身手。真冈朋光认为,瑞萨DRP是基于大规模并行有线逻辑架构,在每个处理器周期内都能在不同数据集上执行不同操作,即使不连接云端,DRP也可在独立系统中运用AI,瑞萨电子将其嵌入人工智能即e-AI,以此扩展终端设备智能化的可能性。

SOTB则是薄氧化埋层上覆硅,正常的低功耗技术特点是在运行或待机中只有一种模式下保持低功耗,而SOTB的独特性在于两种模式下都保持低功耗。同时SOTB可通过环境采集能源,构建无电池的系统成为可能,从而可以扩展物联网连接设备安置及建设的场所范围。

简单来讲,SOTB可以依靠仅有传统低功耗MCU设备约1/10功耗以及其能量采集功能,使无电池系统及产品成为可能,同时还可支持必须进行维护的电池长寿化产品。

真冈朋光表示:“瑞萨电子的DRP、SOTB技术将为AI和物联网的未来应用提供重要的附加价值。”

多方案赋能产业

资料显示,瑞萨电子主要产品包括微控制器MCU、片上系统SOC、模拟及功率器件和混合信号等,且广泛应用于汽车、工业、家电、办公自动化、信息通信等领域。

目前,瑞萨电子全球销售额约为7600亿日元,这其中将近一半来自于汽车电子。不过,工业物联网未来同样将成为瑞萨电子的重要支撑。“除了在标准的汽车电子方面,工业自动化也是瑞萨电子未来会长期聚焦的一个领域。”瑞萨电子中国工业自动化事业部高级总监徐征在本次媒体交流会上说道。

瑞萨电子中国工业自动化事业部高级总监徐征

鉴于此,且得益于产业整合和DRP/SOTB技术的推动,瑞萨电子已经开发了多款更加直观的面向工业物联网的先进嵌入式终端智能解决方案,并且开始服务客户、赋能产业。这些方案包括:多协议工业以太网解决方案、基于RX的功能安全解决方案、旋转变压器电机控制解决方案、空气质量监测(PM2.5)解决方案等等。

1、多协议工业以太网解决方案。瑞萨电子多协议エ业以太网方案展示了一套工业网络系统,包含基于RZ/N1的一个主站设备和两个网关,以及分别基于TPS-1、R-IN32、RZ/N1和RX72M的从站设备。主站设备和两个网关通过Ethernet/IP连接,两个网关和各个从站设备通过PROFINETI或Ethercat连接。网关可以作Ethernet/IP和PROFINET,或者Ethernet/IP和Ethercat之间的协议转換。RZ/N1能通过单芯片实现多种工业以太网系统。该方案主要应用于主站设备,如PLC、传感集线器、网关;以及从站设备,如通信模块、远程O、电机控制等

2、基于RX的功能安全解决方案。RX功能安全解決方案使用故障插入开关在PC上执行各种功能安全任务。该方案支持基于RXV2CPU内核的所有瑞萨电子MCU,并已获得完整的SL认证,可减少70%认证工作量,大大降低开发和系统成本,适用于各种类型的工业设备安全应用。方案包含CPU自测软件套件,面向冗余系统的SL3系统软件套件、认证需要的参考文档以及经过认证的C语言编译器。

3、旋转变压器电机控制解决方案。该解决方案基于RX MCU和旋变信号解码芯片(RDC-C),目前正在开发中。它可以实现16,000脉冲光学编码器的同等位置控制精度。通过使用旋转变压器控制2轴BLDC电机,还可实现机械臂的高精度定位和同步控制。旋转変压器具有高可靠性,可对恶劣的户外工作环境提供高耐受性,包括振动,灰尘,油污和污垢。这使其适用于户外使用的自动载体,如电动轮椅和辅助机器人。

4、空气质量监测(PM2.5)解决方案。具有安全云连接的空气质量监测器(PM2.5)是瑞萨电子工业物联网参考设计,使用传感器检测空气质量污染物并通过WF连接向云发送警报。参考设计简化了构建用于感测和监测环境的系统,使用了HS3001湿度传感器,Synergy SE5D9MCU,高性能电池充电器和电源管理设备等。