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瑞萨电子:智能引领工业互联网创新

文:中国传动网 编辑部 | 2019年第五期 (0) | (0)

瑞萨电子(Renesas)是全球领先的模拟IC供应商之一,2003年,日立制作所半导体部门和三菱电机半导体部门合并成立瑞萨科技,2010年瑞萨科技与NEC电子合并,成立了现在的瑞萨电子。瑞萨电子的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产品等,广泛应用于汽车、工业、家电、办公自动化、信息通信等领域。2018年,瑞萨电子全球净销售额为7574亿日元(出货量超13亿片),从应用领域来看,汽车领域产品销售额约占总销售额的一半,工业应用约占三成,通用应用约占两成。

2017年瑞萨电子收购了美国电源管理及精密模拟半导体制造商Intersil,2019年三月,公司又完成了对模拟混合信号产品领先供应商IDT的收购,以更加全球化的面貌开启事业新篇章。

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智能化物联网世界

对于目前公司的发展,瑞萨电子株式会社高级副总裁、瑞萨电子中国董事长真冈朋光介绍道:“半导体复杂的输入输出信号链是瑞萨电子的传统优势领域,我们开发的MCU和SoC就是其中典型的代表。2017年瑞萨电子收购了美国Intersil公司,以加强信号链的电源管理部分;而通过收购IDT公司,则补充了瑞萨电子在传感器和信号连接等环节的技术实力,有助于扩大包括5G技术在内的快速增长市场中的业务成长机遇,从而为客户提供更全面的解决方案,也进一步提高了瑞萨电子作为半导体基础方案供应商为客户带来的附加价值。”

随着当前智能化时代的加速到来,人们所处的环境正从物质世界转变为智能化数字世界,越来越多智能化设备出现,设备端、云端、大数据、物联网相辅相成,快速、安全、可靠的基础设施至关重要,为此,瑞萨电子正积极面向物联网及基础设施领域提供强有力的产品技术及解决方案。其中,基于DRP动态可配置处理器技术的e-AI解决方案,以及超低功耗技术SOTB,就是瑞萨电子针对智能化世界和物联网应用的创新技术方案。

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DRP动态可配置处理器技术,可实现动态重新配置和加载,支持多种复杂算法,增强端点嵌入式的AI推理功能。目前在很多领域中都有应用AI的方案,但是在许多方案中,AI应用都取决于云端的计算能力,而在嵌入式系统中,并不具备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的反应滞后的问题。在这样的环境下,瑞萨电子开发的DRP技术即使不用连接云端,也可在独立系统中运用AI功能,形成一个嵌入式人工智能处理器即e-AI,以此扩展终端设备智能化的可能性,目前已被运用于工业应用领域。

另外,一般来说,低功耗技术的特点是在运行或待机中只有一种模式下保持低功耗,而瑞萨电子开发的SOTB(SiliconOnThinBuriedOxide)即薄氧化埋层覆硅技术的独特性在于,在这两种模式下都能保持低功耗效果。同时,SOTB技术还可通过环境采集能量,无需电池系统,可以扩展物联网连接设备安置及建设的场所范围,这一技术已被运用在可穿戴设备市场上。

工业互联新方案

工业自动化,一直都是瑞萨电子专注开发的一个专业领域。众所周知,在整个工业互联网中,典型的网络区层大致分为三层,第一层IT层在云端,主要包括ERP等管理系统,中间一层是各种各样的控制层,连接着现场设备,第三层是生产设备层。与消费类电子以及其他行业不同的是,整体工业自动化领域强调的三个特性是:可靠性、安全性、实时性。

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瑞萨电子中国工业自动化事业部高级总监徐征进一步阐述道:“更高、更快、更强,是工业自动化行业追求的终极目标,实际上,对于大多数工业用户来说,设备和系统的性价比也是一个采购考量的重要因素,他们希望很多功能能够在现场设备层被实现,而这一方面正是瑞萨电子非常有优势强的地方。尽管工业领域存在各种各样的现场总线协议标准,并且支持这些协议标准的既有设备各自都在它那个小生态圈里独立运行,但瑞萨电子能够运用强大的兼容技术,实现系统内部各个设备之间的互联性和互操作性。”

在2019年中国国际工业博览会上,瑞萨电子到来的多协议工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PROFINET或EtherCAT连接。网关可以作Ethernet/IP和PROFINET,或者Ethernet/IP和EtherCAT之间的协议转换。RZ/N1能通过单芯片实现多种工业以太网系统,该方案主要被应用于主站设备,如PLC、传感集线器、网关;以及从站设备,如通信模块、远程I/O、电机控制等。

瑞萨电子的RX功能安全解决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SIL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SIL3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。

·旋转变压器电机控制解决方案是瑞萨电子针对高精度位置控制而开发的一套系统,该解决方案基于RXMCU和旋变信号解码芯片(RDC-IC)。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。旋转变压器具有高可靠性,可对恶劣的户外工作环境提供高耐受性,包括振动、灰尘、油污和污垢等,适用于户外使用的自动载体,如电动轮椅和辅助机器人应用场景。

此外,具有安全云连接的空气质量监测器(PM2.5)是瑞萨电子专门针对工业物联网应用的一套参考设计,使用传感器检测空气质量污染物并通过Wi-Fi连接向云发送警报。该设计简化了构建用于感测和监测环境的系统,采用了HS3001湿度传感器、SynergyS5D9MCU、高性能电池充电器和电源管理设备等,构建起由设备端和云端组成的典型物联网应用系统。

瑞萨电子至今已在中国走过了二十余年的发展历程,2017年瑞萨电子集团建立了中国事业统括本部,加强瑞萨电子在中国的各不同职能公司间的协同效应;2018年12月,瑞萨电子北京成为中国国内首个集销售、研发和制造各职能公司同地办公的网点,充分显示出瑞萨电子的实力和扎根中国市场的决心。伴随着中国制造业迈向智能制造的宏伟蓝图,瑞萨电子将与中国客户以及产业链重要合作伙伴一道,为中国工业自动化行业的新发展贡献力量。




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