Renesas stellt RA8T2-MCUs für High-End-Motorsteuerungen vor

Mit Arm Cortex-M85 (1 GHz) und optionalem Cortex^®-M33 bieten die neuen Bausteine höchste Rechenleistung, schnelle Netzwerkschnittstellen und erweiterte Funktionen für Fabrikautomation und Robotik.

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Renesas Electronics Corporation, ein führender Anbieter innovativer Halbleiterlösungen, stellt die neue Mikrocontroller-(MCU)-Gruppe RA8T2 für High-End-Motorsteuerungen vor. Die Bausteine basieren auf einem 1-GHz-Arm^®-Cortex^®-M85-Prozessor und einem optionalen 250-MHz-Arm^®-Cortex^®-M33-Prozessor. Sie liefern eine einzigartige Leistung für die Echtzeitsteuerung von High-End-Motoren in Industrieanlagen, Robotern und anderen Systemen, die einen hochpräzisen Betrieb mit hoher Geschwindigkeit erfordern. Der optionale Cortex-M33-Prozessor ermöglicht es Entwicklern, Echtzeitsteuerung mit Kommunikationsfunktionen und Nicht-Echtzeit-Operationen auf einem Chip zu kombinieren. Das spart Kosten, Energie und Platz.

Die RA8T2-MCUs nutzen die hohe Leistung des Arm Cortex-M85-Prozessors und die Helium™-Technologie von Arm. Diese zusätzliche Performance ist die Grundlage für KI-Funktionen, die den Wartungsbedarf von Motoren vorhersagen können. Dadurch lassen sich kostspielige Ausfallzeiten reduzieren.

Neben ihrer außergewöhnlichen Rechenleistung bieten die RA8T2-MCUs Hochgeschwindigkeits-Netzwerkunterstützung über mehrere Kommunikationsschnittstellen, darunter zwei Gigabit-Ethernet-MACs mit DMA und integriertem Switch, ein Zwei-Port-EtherCAT-Slave und viele weitere. In der Fabrikautomation ist Hochgeschwindigkeitskommunikation entscheidend. Jedes Gerät ist mit einem Netzwerk innerhalb der Fabrik verbunden und wird ständig mit anderen Maschinen synchronisiert, um Befehle und Daten zu senden und zu empfangen.

Die RA8T2-Bausteine sind mit einem nichtflüchtigen Speicher ausgerüstet, der auf Hochgeschwindigkeits-MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) basiert und eine Zugriffszeit von 100 MHz ermöglicht. MRAM bietet im Vergleich zu Flash-Speicher höhere Schreibgeschwindigkeiten, eine längere Lebensdauer und eine bessere Datenhaltung. Zusätzlich verfügt der RA8T2 über einen TCM (Tightly Coupled Memory) mit 256 KB für den Cortex-M85 und 128 KB für den Cortex-M33. Der TCM gewährleistet eine hochpräzise Echtzeitleistung mit geringerem Jitter und sorgt für eine stabile Performance bei der Motorsteuerungsverarbeitung mit vielen Interrupts und Verzweigungen.

„Mit der RA8T2-Gruppe unterstreichen wir unsere führende Position bei Motorsteuerungslösungen und setzen neue Maßstäbe in puncto Leistung und Funktionsumfang“, erklärt Daryl Khoo, Vice President Embedded Processing Marketing Division bei Renesas. „Die neuen MCUs verdeutlichen die technologische Bandbreite und Innovationskraft von Renesas. Sie zeigen, dass wir die Anforderungen unserer Kunden genau verstehen, um die nächste Generation von Fabrikautomatisierungs- und Robotiklösungen zu ermöglichen.“

Optimierter Funktionsumfang für Motorsteuerungen
Die neuen RA8T2-Bausteine verfügen über eine Timer-Funktion, die eine PWM-Funktionalität von bis zu 300 MHz unterstützt. Dies ermöglicht eine einfache Handhabung durch die Steuerungssoftware sowie eine effiziente Wellform-Generierung für den Antrieb von Invertern. Die komplementäre PWM-Funktion des GPT-Timers, die speziell für Inverterantriebe optimiert wurde, erleichtert die Implementierung von Steuerungsalgorithmen. Dazu gehören die Ausgabe von komplementärem PWM für mehrere Phasen (einschließlich Einphasen- und Dreiphasenbetrieb), das automatische Einfügen von Totzeiten, die Generierung von asymmetrischem PWM sowie die Kopplung mit AD-Wandlern und Komparatoren. Der Timer ist zudem mit einer Phasenzählfunktion ausgestattet, wodurch sich AC-Servos steuern lassen, die Achspositionsinformationen über einen Zweipuls-Encoder benötigen. Der ADC des RA8T2 bietet eine Auflösung von 16 Bit und eine kanalspezifische Sample-and-Hold-Funktion (drei Kanäle). Damit ist eine hochpräzise, gleichzeitige Abtastung der Dreiphasenströme möglich. Aufwendige Korrekturverfahren entfallen, was die Softwarelast reduziert und die Steuerungspräzision erhöht. Mit zwei ADC-Einheiten können die Dreiphasenströme von zwei Motoren gleichzeitig erfasst werden. Die POEG-Funktion (Port Output Enable) und der Hochgeschwindigkeits-Komparator gewährleisten zudem ein schnelles Abschalten des PWM-Ausgangs bei Überstrom. Dabei kann der Abschaltzustand (Hi-Z, High, Low) entsprechend den Spezifikationen des Inverters gewählt werden.

Führungsrolle von Renesas im Bereich Embedded Processing für Motorsteuerungen
Seit über zehn Jahren entwickelt Renesas Mikrocontroller, die speziell für Motorsteuerungsanwendungen ausgelegt sind. Das Unternehmen liefert jährlich über 230 Millionen Embedded-Prozessoren für Motorsteuerungen an tausende Kunden weltweit. Neben mehreren RA-MCU-Gruppen stellt Renesas auch spezifische Bausteine für die Motorsteuerung innerhalb der RX-Familie (32 Bit), den RL78-MCUs (16 Bit) sowie den RZ-MPUs (64 Bit) bereit. Darüber hinaus hat Renesas das branchenweit erste RISC-V-basierte ASSP für Motorsteuerungen auf den Markt gebracht.

Hauptmerkmale der RA8T2-MCUs

• Core: 1 GHz Arm Cortex-M85 mit Helium und TrustZone; optionaler 250 MHz Arm Cortex-M33
• Speicher: integriertes 1 MB Hochgeschwindigkeits-MRAM und 2 MB SRAM (einschließlich 256 KB TCM für Cortex-M85 und 128 KB TCM für Cortex-M33)
• Analoge Peripherie: zwei 16-Bit-ADCs mit 30 analogen Kanälen, zwei 3-Kanal-Sample-and-Hold, 2-Kanal-12-Bit-DAC, 4-Kanal-Hochgeschwindigkeitskomparatoren
• Kommunikationsperipherie: Dual Gigabit Ethernet MAC mit DMA, EtherCAT-Slave, USB 2.0 FS Host/Device/OTG, CAN 2.0 (1 Mbps)/CAN FD (8 Mbps), I3C (12,5 Mbps), I2C (1 Mbps), SPI, SCI, Octal Serial Peripheral Interface
• Erweiterte Sicherheit: RSIP-E50D-Kryptographie-Engine, unveränderbarer Speicher für FSBL, sicherer Debug-Modus, sichere Fabrikprogrammierung, DLM-Unterstützung, Manipulationsschutz, DPA-/SPA-Schutz
• Timer: 14-Kanal-PWM-Timer, 4-Kanal-Hochauflösungstimer, 4-Kanal-Niedrigstromtimer (16 Bit x 2 Kanäle und 32 Bit x 2 Kanäle)
• Gehäusevarianten: 176-HLQFP, 224-, 289- und 303-BGA

Das Flexible Software Package von Renesas unterstützt die neue MCU-Gruppe RA8T2. Das FSP verkürzt die Anwendungsentwicklung, indem es die gesamte erforderliche Infrastruktursoftware bereitstellt. Diese umfasst mehrere Echtzeit-Betriebssysteme, BSPs, Peripherietreiber, Middleware, Konnektivitäts-, Netzwerk- und Security-Stacks sowie Referenzsoftware für die Erstellung komplexer KI-, Motorsteuerungs- und Cloud-Lösungen. Anwender können ihren eigenen Legacy-Code und ein Echtzeit-Betriebssystem ihrer Wahl in das FSP integrieren. Dadurch erhalten sie vollständige Flexibilität bei der Anwendungsentwicklung. Die Nutzung des FSP erleichtert die Migration bestehender Designs auf die neuen Bausteine der RA8-Serie.

Winning Combinations
Renesas hat die neuen MCUs der RA8T2-Gruppe mit zahlreichen kompatiblen Bausteinen aus seinem Portfolio kombiniert, um eine breite Palette an Winning Combinations bereitzustellen, darunter auch das Unmanned Aerial Vehicle (UAV). Die Winning Combinations basieren auf technisch validierten Systemarchitekturen, die aus aufeinander abgestimmten Komponenten bestehen und nahtlos zusammenarbeiten. Sie ermöglichen optimierte, risikoarme Designs mit deutlich verkürzter Entwicklungszeit. Insgesamt bietet Renesas über 400 Winning Combinations mit einer breiten Palette von Produkten aus dem eigenen Portfolio. Anwender können damit ihren Entwicklungsprozess beschleunigen und ihre Produkte schneller auf den Markt bringen. Eine Übersicht aller Winning Combinations ist verfügbar unter.

Verfügbarkeit
Die RA8T2-MCUs sind ab sofort zusammen mit der FSP-Software verfügbar. Die neuen MCUs werden vom Flexible Motor Control Development Kit von Renesas unterstützt. Damit ist eine einfache Evaluierung der Motorsteuerung mit Permanentmagnet-Synchronmotoren (bürstenlosen Gleichstrommotoren) möglich. Außerdem unterstützt das Entwicklungstool Renesas Motor Workbench die neuen MCUs. Das Development Kit bietet eine gemeinsame Designplattform für zahlreiche Motorsteuerungs-MCUs der RA- und RX-Familien von Renesas und erleichtert die IP-Migration über verschiedene Bausteine hinweg. Weitere Informationen unter.

Führende Rolle von Renesas bei MCUs
Renesas ist ein weltweit führender Hersteller von Mikrocontrollern und liefert jährlich über 3,5 Milliarden Einheiten aus. Etwa 50 Prozent davon entfallen auf die Automobilindustrie, der Rest bedient Anwendungen in den Bereichen Industrie, Internet-of-Things (IoT) sowie Rechenzentren und Kommunikationsinfrastrukturen. Mit dem branchenweit breitesten Portfolio an 8-, 16- und 32-Bit-MCUs bietet Renesas erstklassige Qualität und Effizienz bei herausragender Leistung. Als zuverlässiger Partner hat Renesas jahrzehntelange Erfahrung in der Entwicklung intelligenter Secure MCUs – gestützt auf ein Dual-Source-Fertigungsmodell. Das Unternehmen verfügt zudem über die branchenweit modernste MCU-Prozesstechnologie und ein umfangreiches Netzwerk mit über 250 Ecosystem-Partnern.

Weitere Informationen zu den MCUs von Renesas

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