Renesas Electronics RA8T2 Motorsteuerungs-Mikrocontroller
Die Motorsteuerungs-Mikrocontroller (MCUs) RA8T2 von Renesas Electronics sind High-End-MCUs für die Motorsteuerung und in erster Linie für Industrieapplikationen gedacht, bei denen eine hohe Steuerungspräzision erforderlich ist. Zusätzlich zur Motorsteuerung kann der Renesas RA8T2 auch eine synchrone Kommunikation und Systemsteuerung über Ethernet oder EtherCAT bereitstellen, und das alles auf einem einzigen Chip. Diese mit modernster 22-nm-Prozesstechnologie entwickelten MCUs zeichnen sich durch einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb des Arm® Cortex®-M85-Core und die Integration von Speichern mit hoher Kapazität aus. Darüber hinaus verbessert die Dual-Core-Option (zusammen mit Arm Cortex-M33 Core) die parallele Betriebsleistung erheblich. Bei der Motorsteuerung übernimmt der Core die Echtzeitsteuerung, während der andere Core die Systemsteuerung und die Hochgeschwindigkeitskommunikation durchführt.
Merkmale
- Motorsteuerungs-MCU liefert eine Leistung von 1 GHz
- Zielt auf hocheffiziente, hochpräzise Motorsteuerungsanwendungen wie AC-Drives und AC-Servos für FA-Werkzeugmaschinen, Fertigungsanlagen und Industrieroboter ab.
- Arbeitet mit bis zu 1 GHz, mehr als der doppelten Leistung der bestehenden RA8T1-Gruppe, die auf einem 480-MHz-Cortex-M85-Core läuft
- Der Cortex-M33-CPU-Core (eine optionale Produktspezifikation) arbeitet bei 250 MHz und kann parallel zum Haupt-Core der Kommunikation und Nicht-Echtzeit-Steuerung zugewiesen werden
- Ausgestattet mit einem nichtflüchtigen Hochgeschwindigkeits-MRAM-Speicher (Magnetoresistive Random Access Memory) als MCU; der Cache-Speicher verbessert die Latenz des MRAM weiter
- Ausgestattet mit einem TCM mit großer Kapazität von 256 KB für Cortex-M85 und 128 KB für Cortex-M33 (optional), 64 KB I/D-Caches
- Ein System, das nicht auf Cache basiert, bietet Benutzern eine hochpräzise Echtzeitleistung mit weniger Jitter und kann eine stabile Leistung bei der Motorsteuerungsverarbeitung mit vielen Interrupts und Verzweigungen liefern
- 8 MB/4 MB Flash, 1 MB/512 KB MRAM und 2 MB SRAM
- Optimierte digitale und analoge Funktionen für die hocheffiziente und hochpräzise Motorsteuerung, die für Industrieanlagen erforderlich ist
- Timer-Funktion unterstützt 300 MHz Pulsbreitenmodulation (PWM), einfache Handhabung durch die Steuerungssoftware und effiziente Wellenformgenerierung zum Ansteuern von Umrichtern
- Die komplementäre PWM-Funktion des GPT-Timers (optimiert für den Wechselrichterantrieb) ermöglicht die einfache Implementierung von Steuerungsalgorithmen, wie z. B. die Ausgabe von komplementärer PWM für mehrere Phasen (einschließlich Einphasen- und Dreiphasenbetrieb), die automatische Totzeiteinführung, die Erzeugung von asymmetrischer PWM sowie die Verknüpfung mit AD und Komparatoren
- Der Analog-Digital-Wechselrichter (ADC) verfügt über eine 16-Bit-Auflösung und eine kanalspezifische Sample-and-Hold-Funktion (3 Kanäle), die eine hochpräzise gleichzeitige Abtastung von Dreiphasenströmen ermöglicht. Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer Korrekturverarbeitung, die Softwarebelastung wird reduziert und die Regelgenauigkeit verbessert. Mit zwei Einheiten ausgestattet können gleichzeitig Dreikanalströme von zwei Motoren erfasst werden.
- 12-Bit-Digital-Analog-Wechselrichter (DAC), Temperatursensor und Hochgeschwindigkeitskomparatoren
- Der GPT ist mit einem PWM-Ausgang und einem Timer mit Phasenzählfunktion ausgestattet, wodurch die Steuerung von AC-Servos möglich ist, die Achsenpositionsinformationen unter Verwendung eines Zweiphasen-Impulsgebers benötigen
- POEG (Port Output Enable) sowie die Hochgeschwindigkeits-Komparatorfunktion ermöglichen das schnelle Abschalten des PWM Ausgangs, sobald ein Überstrom erkannt wird. Der Abschaltzustand (Hi-z, Hi, Low) kann gemäß den Wechselrichter-Spezifikationen ausgewählt werden.
- USB 2.0 FS, DSMIF, CAN FD, I2C/I3C, SDHI/MMC, OSPI und erweiterter Speicher-Bus
- Unterstützung für IA-Netzwerkfunktionen, die im industriellen Bereich zunehmend an Bedeutung gewinnen, um synchrone Steuerungs- und Redundanzprotokolle zu ermöglichen.
- 2 x Gigabit-Ethernet-Ports, kompatibel mit verschiedenen IA-Protokollen und TSN (ein HW-Schalter mit TSN-Funktionsumfang)
- 2 x optionale EtherCAT-Slave-Regler sind eingebaut, und da es sich um einen dedizierten Regler handelt, ist eine Hochgeschwindigkeitskommunikation mit einem kleinen Footprint möglich
- Ethernet/IP und PROFINET sollen als Partnerlösungen vorbereitet werden
- Funktionsblock zur Unterstützung von TSN – ein Technologie für den Einsatz in Industrieanlagen wie Motoren und Werkzeugmaschinen und ermöglicht die Verkehrsplanung und -gestaltung auf der Grundlage von Synchronisierungsfunktionen
- TSN wird durch IEEE-Standards definiert und der RA8T2 unterstützt die folgenden Standards (es ist geplant, weitere hinzuzufügen)
- IEEE 802.1AS-Rev – realisiert die Zeitsynchronisation im Netzwerk
- IEEE 802.1Qbv – plant den Verkehr innerhalb des Netzwerks und liefert Ethernet-Frames innerhalb einer bestimmten Zeit an das Zielbauteil; das bestehende Ethernet kann Priorität hinzufügen, aber Qbv erreicht auch die Übertragung von Frames innerhalb einer bestimmten Zeit
- IEEE 802.1Qbu – Qbv ermöglicht die Planung, aber die nächste Warteschlange kann einen Frame erst unterbrechen, wenn er abgeschlossen ist. Dadurch kann ein Ethernet-Frame mit hoher Priorität einen Ethernet-Frame mit niedriger Priorität während der Übertragung unterbrechen und so die QoS (Quality of Service) verbessern. In Fällen, in denen die Verzögerungsanforderungen streng sind, werden 802.1Qbu-Funktionen zu den 802.1Qbv-Funktionen hinzugefügt
- Skalierbar über Motorsteuerungs-MCUs mit kompatiblen Development Tools
- Unterstützt gängige Evaluierungsboards und Tools für Motorsteuerungs-Mikrocontroller
- Kompatibel mit dem flexiblen Motorsteuerungs-Kit (MCK) kann die Evaluierung mit bürstenlosen DC-Motoren einfach gestartet werden. Benutzer können auch zu anderen MCUs und Umrichtern für die Evaluierung wechseln, indem sie die Kombination mit einer kompatiblen CPU-Karte (MCB) und Wechselrichterplatinen ändern
- Es stehen verschiedene Beispielprogramme zur einfachen Evaluierung zur Verfügung, wie z. B. festpunktbasierte sensorlose/sensorisierte (Encoder, Hallsensor) Vectorregelung, 120°-Leitwinkelregelung etc.
- Verfügt über dieselben Schnittstellenspezifikationen wie das vorhandene MCK/MCB. Durch Hinzufügen von 2 x Ethernet, 2 x EtherCAT-Slave, PMOD und einem SD-Kartensteckplatz ist es möglich, neben der Motorsteuerung auch Kommunikations- und Benutzerschnittstellen zu evaluieren.
Applikationen
- AC-Drives, AC-Servos ohne Absolutkodierer, Roboter und Aktuatoren
- SPS, Wechselrichter und Pumpen
- Netzwerkkommunikationsmodul für Motoren
- Hochwertige intelligente Haushaltsgeräte wie Induktionskochfelder und Geschirrspüler
- Vorausschauende Motorwartung
- Industriesensoren
Videos
Development Tools
Renesas Electronics MCK-RA8T2 Flexibles Motorsteuerungs-Kit
Beinhaltet ein CPU-Board, ein Wechselrichter-Board, ein Kommunikations-Board und einen BLDC-Motor.
Blockdiagramm
Applikationsbeispiel – Synchroner Roboterarm
Veröffentlichungsdatum: 2025-09-05
| Aktualisiert: 2026-01-09