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芯闻芯事丨瑞萨电子首款64位MPU RZG2为工业级Linux应用扫清障碍

2019-05-14
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智能化工厂面临诸多挑战


随着物联网(IoT)和工业4.0的标准化,工业用设备需不断增强网络通信能力、拓展诸如视频和图形处理等多媒体功能。高速的工业网络通信性能和高清晰度的人机界面HMI技术,包括多媒体、3D图形+Linux已成为实时的智能工厂所必备的性能。同时,智能化工业控制需要更高的性能、可靠性、安全性和长期的软件支持来保证工厂系统运行的安全、可靠和更低的成本。


工业应用对软件Linux的要求非常特殊,一是要求产品生命周期比较长,十年到二十年之间。二是对可靠性、安全性、稳定性要求更高。当工业领域中引入新设备时,这些设备预计将会持续使用十多年。因此,系统开发人员需要一个可提供高可靠性、强大安全性和长期支持的OSS基础层。通常的解决方案是采用开源的Linux,由于可以随时修改,容易造成信息和数据的窃取,很难保证系统整个内核的稳定性和安全性。



瑞萨电子RZ/G2系列MPU为工业级Linux应用扫清障碍


针对上述种种挑战,瑞萨电子根据工业控制的具体需求,推出RZ/G2系列微处理器(MPU)的第二代产品,该系列主要面向工业与楼宇自动化领域。为这些任务关键型应用和具有高质量要求的标准应用带来更高的性能、可靠性、安全性和长期的软件支持,是瑞萨电子设计人员考虑的关键所在。


高性能——RZ/G2系列集成64位ARMv8A,含有强大的图形引擎和4K UHD视频引擎,能够提供比竞争对手的嵌入式64位MPU更高的性价比。


RZ/G2系列的CPU性能相较之前发布的RZ/G1产品组提升了约2.7倍,与市场上任何其它嵌入式64位MPU相比则提升了36%。而为了更好的满足工业应用需要,RZ/G2系列不但在高端人机界面(HMI)应用方面支持片上3D图形引擎、4K分辨率H.264和H.265编解码器、HDMI、LVDS和MIPI-CSI2摄像机输入接口,在外部存储器高速协议和接口方面还可同时支持最高可达3200 MT/s的LPDDR4或DDR3L,以及USB 3.0、SATA和PCI-e高速接口,以及QSPI和eMMC千兆位接口的高速通信。


高可靠性——内置纠错码(ECC),对于高可靠性关键任务系统至关重要,能够减少或消除软件失效。


伴随着半导体工艺节点尺寸的小型化,软失效敏感性发生的概率大大增加。而错误检查与纠正(ECC)保护机制由于能够消除因内存中数据损坏而导致故障的风险,实现内部及外部存储器错误的检测与纠正,成为提高工业设备可靠性的首选应对措施。截至目前,RZ/G2系列MPU是唯一在产品组内全部器件的所有内外部储存接口上提供ECC纠错机制的嵌入式MPU,可与片上L1/L2高速缓存存储器及外部DDR3L或LPDDR4存储器配合使用。


超长期的软件支持——瑞萨电子通过Civil Infrastructure Platform(CIP,民用基础设施平台)为Linux内核提供10年以上的支持。


软件方面,相比同行产品只提供三年Linux内核支持的做法,瑞萨电子SLTS Linux内核则提供了超过10年的支持与安全防护,使用户能够大幅降低Linux维护成本,并轻松采用可靠的工业级Linux。数据显示,仅此一项,用户每年就可降低数十万美元的维护成本,并显著缩短工业设备的开发时间与Linux配置成本,而这正是影响开源代码软件采用的两个主要障碍。


之所以能保持10年以上的技术支持,这得益于2017年2月瑞萨电子加入的民用基础设施平台项目。作为Linux基金会的合作项目,CIP于2016年4月推出,为民用基础设施系统的工业级开源软件提供基础层。正是从RZ/G系列开始,瑞萨电子正式将合作项目中的工业级Linux操作系统引入工业应用的嵌入式平台中。


瑞萨电子认为CIP项目不可或缺,因为它可提供一个基础层以满足不断增长的客户需求。同时该项目也支持瑞萨电子致力于推广的“智能社会”。作为参与该项目的半导体供应商,瑞萨电子旨在大幅减轻系统开发人员在开发和维护方面的额外负担,同时提高工业设备软件的可靠性和实时响应能力。


RZ/G 验证的Linux软件包 (VLP)——使用瑞萨电子经过验证的RZ/G MPU软件,降低开发成本并缩短开发时间。


完整的VLP和验证测试软件则包含图形用户界面(GUI)框架,支持HTML5和Qt、3D图形、H.264/H.265视频、以及安全功能;VLP和测试软件让用户可以轻松开发人机界面(HMI)及网络功能,同时使制造商能够将工业设备快速推向市场,并使其拥有类似移动设备上所实现的丰富图形显示功能。



而作为上述优点的集大成者,RZ/G Linux Platform将高性能处理器、经验证且可获长期支持的软件、开发工具和参考板完美的结合在一起。目前,通过民用基础设施平台(CIP)活动的可交付成果,瑞萨电子RZ/G Linux平台安全解决方案将使用户能够将获得IEC 62443-4-2认证所需时间缩短达六个月。按照规划,基于RZ/G Linux平台、支持IEC62443-4-2国际安全标准认证的瑞萨安全解决方案将于2019年12月底正式推出。


展望未来,瑞萨电子将继续致力于开发针对智能化工业的嵌入式解决方案,为推动工业领域的创新发展应用提供更先进的度身定制的软硬件解决方案。


关于我们

瑞萨电子株式会社 (TSE: 6723) ,提供专业可信的创新嵌入式设计和完整的半导体解决方案,旨在通过使用其产品的数十亿联网智能设备改善人们的工作和生活方式。作为全球领先的微控制器供应商、模拟功率器件和SoC产品的领导者,瑞萨电子为汽车、工业、家居、办公自动化、信息通信技术等各种应用提供综合解决方案,期待与您携手共创无限未来。更多信息,敬请访问 renesas.com。

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