支持EtherCAT協議的工業用微處理器新選擇—瑞薩RZ/T2L評估套件評測（硬件篇）

工業系統的快速發展為我們社會的進步提供了充足的動力，但是工業系統中廣泛使用的伺服驅動器、變頻器，工業機器人等都需要高速、精確的實時控制。為了滿足這些需求，瑞薩公司推出了一款支持EtherCAT通信協議的全新工業用微處理器（MPU）——RZ/T2L，其繼承了瑞薩高端產品RZ/T2M的硬件架構，為快速增長的工業應用市場帶來了新的解決方案。這些優異的特性使得它成為了工廠自動化、醫療設備及樓宇自動化應用領域的理想選擇。

下面就來為大家介紹一下這款優秀的RZ/T2L MPU及對應的評估套件。

開箱

RZ/T2L評估套件采用瑞薩公司經典的藍白色調紙質包裝盒，其官方名稱為RTK9RZT2L0S00000BJ——Renesas Starter Kit+ for RZ/T2L。包裝盒的正面是瑞薩公司的LOGO，而在其他部分并沒有過多的冗余文字，整個包裝盡顯大氣。打開包裝盒，盒內包含了RSK+RZ/T2L評估板，一根Mini USB線，一根Micro USB線，一根雙頭Type C USB線、英文和日文的快速入門指南以及聲明文件。

硬件資源

整個RZ/T2L評估板約為150mm×150mm大小，板上的資源非常豐富，總體來看可以分為核心功能區、Debug接口區、外圍設備區以及電源管理區等幾個主要部分。在評估板的正面主要包括了MPU核心、各種存儲器、Ethernet接口、USB Host接口、RS485接口、CAN接口、用戶按鍵、LED燈等大多數器件以及各種流行的開源硬件接口；而在評估板的背面則元器件數量相對較少，主要是網絡控制芯片、mini USB接口和總線復用器芯片。

圖2 RZ/T2L評估板的正面資源分布

圖3 RZ/T2L評估板的背面資源分布

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電源部分

電源部分是整個評估板的核心，為了保證系統能夠正常工作，RZ/T2L評估板提供了兩種電源輸入方式供用戶選擇，分別是2.0mm的5V直流插頭及USB Type-C接口（如下圖紅色框所示），值得注意的是，若采用5V直流插頭供電方式，電源適配器需要大于15W，這樣才能保證評估板正常運行。在正常接入電源后，打開電源開關（如下圖橙色框所示）系統開始正常運行。

圖4 RZ/T2L評估板的電源部分

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MPU核心部分

整個評估套件最核心的就是MPU區域了，該部分包含了核心MPU以及各種存儲器。對于存儲器RZ/T2L評估板搭載了OctaFlash、HyperRAM、Quad SPI flash memory以及EEPROM等多種類別。具體連接方式以及地址空間可參考下圖：

圖5 評估板上存儲器的連接方式及地址空間

對于MPU，本評估板上搭載的詳細型號為R9A07G074M04GBG，其采用196腳的BGA封裝。該MPU屬于瑞薩RZ家族系列，目前該系列中包含了RZ/A系列、RZ/T系列、RZ/G系列、RZ/N系列、RZ/V系列等，它們之間主要的區別在于面向的應用對象不同，如：RZ/G系列主要面向3D圖像及視頻顯示領域；而RZ/T系列則主要面向高速和高精準的實時控制領域，根據資源與支持接口的不同RZ/T系列又可以分為RZ/T2M、RZ/T2L、RZ/T1三款產品。

圖6 RZ/T系列產品

我們評估板上的R9A07G074M04GBG芯片屬于RZ/T2L系列，其采用Arm Cortex-R52內核，工作頻率高達800MHz，具有大型緊密耦合內存（576KB）可實現確定性實時響應，集成Beckhoff的EtherCAT IP避免了互操作性問題，同時芯片具有安全功能可降低用戶程序被偽造和篡改的風險，并且使用與其他RZ系列MPU和RA系列MCU相同的靈活軟件包（FSP）和軟件開發環境輕松擴展開發，允許專業人員復用軟件。另外，與緊湊型設計的RZ/T2M相比，RZ/T2L尺寸縮小高達50%，使得其在生產中能夠對交流伺服、工業電機、變頻、工業機器人等設備進行實時控制。

圖7 評估板上MPU芯片

圖8 RZ/T系列產品功能框圖

實際上，RZ/T2L產品線又可以分為下圖所示的4款MPU，用戶可以根據項目對資源的需求來選擇合適型號的芯片。

圖9 RZ/T2L系列的四款芯片對比

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調試電路部分

調試是應用程序開發中非常重要的環節，由于RZ/T2L評估板的MPU采用的是ARM內核，因此，采用J-Link就可以進行調試。為了方便用戶，評估板提供了兩種調試方式：工程師們既可以用板載的J-Link OB進行調試，也可以通過評估板上提供的接口使用外接J-Link或I-jet進行調試。

如果使用的是板載J-Link OB那么需要斷開評估板上的J9跳線（圖中橙色框）后通過Micro USB線（圖中紅色框）與電腦連接即可，此時評估板上的LED6燈將會點亮；如果采用的是外接J-Link或I-jet進行調試，則需要將J9跳線連接，同時將J-Link或I-jet通過J20（圖中藍色框）與評估板進行連接。

圖10 板載調試電路部分

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外圍接口部分

為了便于工程師們對RZ/T2L進行評估，板卡上包含了豐富的外設資源，除了常規的LED燈，用戶按鍵，復位按鍵及CAN、USB等接口以外，還支持多種主流的開源硬件接口，如QWIIC接口、2個Grove接口、2個PMOD接口、mikro BUS接口等。

另外，為了方便工程師們外接擴展應用子板，RZ/T2L評估板還將MPU的大部分引腳引出。由于EtherCAT作為一種快速發展的通信協議，越來越多地被廣泛的市場采用，在工廠自動化、醫療設備和樓宇自動化等場合都有優異的表現，因此，除了開源硬件接口以外，RZ/T2L評估板還包含有支持EtherCAT通訊協議的網絡接口，通過該接口RZ/T2L MPU 可輕松實現快速、準確的數據的實時處理。

圖11 外圍接口電路

審核編輯：劉清