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物联网大航海时代! 致勾勒未来蓝图的工程师们的提案
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日期:2017-05-17 09:47:17来源:沙龙365官方网站 点击:553
核心提示:市场与技术的发展日新月异,您能想象出3年后您负责的业务的蓝图吗?在 《致勾勒未来蓝图的工程师们的提案》中, 我们将为您提供可以帮助您实现3年后未来规划的线索。首先我们预计实时M2M是工厂自动化需求引领的颠覆性创新,下面我们就来回顾一下颠覆性创新在集成电路技术上的发生轨迹:灵活性带来的颠覆性创新 ----- 最初...

市场与技术的发展日新月异,您能想象出3年后您负责的业务的蓝图吗?

在 《致勾勒未来蓝图的工程师们的提案》中, 我们将为您提供可以帮助您实现3年后未来规划的线索。

首先我们预计实时M2M是工厂自动化需求引领的颠覆性创新,下面我们就来回顾一下颠覆性创新在集成电路技术上的发生轨迹:

灵活性带来的颠覆性创新 ----- 最初,数字设备的设计采用全逻辑电路。全逻辑性能很强大,但灵活性差。弥补该缺点主要是通过将用存储程序方式获得灵活性的计算机嵌入到设备中,作为控制器使用,即“嵌入式”设计开发手法。进而,以当时的半导体单芯片结合有限的性能和功能的微控制器(MCU)诞生了,它完全不同于包括电路板和外壳的笨重的计算机。通过此举,虽然牺牲了一些性能,但这种具有前所未有优秀特性的器件更便宜、更小、可靠性更高。这为数字设备的开发带来了“颠覆性创新”。

颠覆性创新是由哈佛商学院教授克莱顿·克里斯坦森提出的概念。这种创新暂时的表象是导致性能或功能降低,但是,它却拥有能紧贴未来市场需求的优秀特性。大多数情况下,一直从事主流产品开发的工程师可以很清晰的判读出需要牺牲掉的性能,但却很难理解到创新的潜力。

在未来的IoT/M2M时代中,工业设备厂商的需求将更复杂化、多样化。开发人员面临着巨大的挑战,不仅要确保能开发出更多种多样的外围电路,以满足用户不同的需求, 还必须满足加快开发速度等矛盾的需求。

同时在工厂自动化中,各种生产设备、传感器等都是通过因特网连接至彼此及云计算,并尝试使用大数据来提高效率和预测可能产生的缺陷。如何能通过使用IoT/M2M提高工厂的效率?工厂自动化现在正处于一个大的转折点。过去,所有的设备只需单独运行即可。即使是到了网络时代,也只需要考虑设备及工厂内的网络即可。但是,在工业用网络非常普及的今天,这个网络的范畴已经扩展至更高端的中央计算机,进一步连接至互联网,甚至是连接至云的IoT/M2M的世界。例如,当大型的工业用电机损坏时会引发很大的问题。当出现这种情况时,可以通过连接网络实时监控,而不是只有亲眼看到故障时才能发现记录里有异常的数据,这就是现在的IoT/M2M的一个具体例子。现在瑞萨电子正在做实验,看如何能通过从工厂内无数个传感器及电机等中高精度地收集数据、进行解析,来提高工厂的效率。这也是IoT/M2M的一个很好的例子。

工厂自动化中,使用了很多电机及传感器。我们可以看一下工业用机器人中经常使用的伺服电机控制。在伺服电机控制中使用的微控制器只要是用来控制旋转速度等,但为了能够正确确定位置也需要旋转编码器进行支持。很多情况下用户会指定伺服电机,但他们不会把使用的编码器协议告诉我们。因此,大多数客户在微控制器之外,会使用FPGA及ASIC。但是能真正用好FPGA的技术人员很少。经常有客户向我们反映“精通FPGA的工程师太少,技术无法传承下去”。因此我们反复讨论,寻找能不使用FPGA或ASIC的解决方法。瑞萨电子的新产品RZ/T1就可以不需要使用FPGA或ASIC直接控制伺服电机。RZ/T1内置有多协议编码器接口,不需要使用外挂的FPGA及ASIC。

RZ/T1在CPU核中集成了带有FPU的ARMR CortexR-R4处理器,工作频率最高可达600MHz,性能非常高。它的实时性能能达到以往用于工业领域的高端微控制器的2倍以上。

在 IoT/M2M时代,传统的微控制器和微处理器(MPU)的性能无法满足要求。如果使用通用处理器(MPU)做伺服电机控制,会因高速缓存命中率而造成执行时间变动,很难实现实时性。RZ/T1采用了将CPU核和存储器紧密相连的紧密耦合内存(TCM:Tightly Coupled Memory)结构,可以同时兼顾性能和实时性。

同时为了满足越来越普遍的工业以太网应用, 该款产品还集成了瑞萨电子的工业以太网通信用加速器R-IN引擎,无需增加外置的工业以太网专用芯片也可以支持多协议的工业以太网。

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瑞萨电子通过对未来工业的前瞻性及研发的超前性推出了RZ/T1系列,您只需通过更改配置文件就能改变核心功能。即,RZ/T1拥有“灵活性”这一重要的优秀特征,这种特征与 “颠覆性创新”异曲同工,并将再次引领“颠覆性创新”。


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