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Renesas Electronics RA8T2馬達控制微控制器

Renesas Electronics RA8T2馬達控制微控制器 (MCU) 是一款用於馬達控制的高端MCU，主要用於需要高控制精度的工業應用。除了馬達控制，Renesas RA8T2還可以使用乙太網路或EtherCAT提供同步通訊和系統控制，所有這些都整合在單一晶片上。這些MCU採用尖端22nm製程技術開發，實現了Arm® Cortex®-M85核心的高速運作和大容量記憶體的整合。此外，雙核心選項（與Arm Cortex-M33核心）顯著提高了並行運作效能。在馬達控制使用案例中，主核心執行實時控制，而其他核心則執行系統控制和高速通訊。

特點

  • 馬達控制MCU提供1GHz的運作效能
    • 針對高效率、高精度的馬達控制應用，如工廠自動化 (FA) 機床、製造設備和工業機器人所用的交流驅動器和交流伺服器。
    • 運作頻率高達1GHz，效能是現有運作在480MHz Cortex-M85核心之上的RA8T1 Group的兩倍多
    • Cortex-M33 CPU核心（選用產品規格）運行在250MHz，可以分派它與主核並行進行通訊和非即時控制
    • MCU配備高速磁阻隨機存取記憶體 (MRAM) 的非揮發性記憶體，而快取記憶體進一步改善了MRAM的延遲
    • 配備大容量緊耦合記憶體 (TCM)，256KB給Cortex-M85，128KB給Cortex-M33（選用），64KB給I/D快取
    • 不依賴快取的系統，提供給使用者更低抖動的高精度即時效能，並且可以在擁有許多中斷和分支的馬達控制處理中提供穩定的效能
  • 8MB/4MB Flash，1MB/512KB MRAM，2MB SRAM
  • 優化的數位和類比功能，用於工業設備所需的高效、高精度的馬達控制
    • 定時器功能支持300MHz脈衝寬度調變 (PWM)，由控制軟體輕鬆操作，為馬達驅動逆變器高效生成波形
    • GPT定時器（針對逆變器驅動進行了優化）的互補PWM功能，使得實施控制演算法，如給多相（包括單相和三相）的互補PWM輸出、死區時間自動插入、非對稱PWM的生成、與AD和比較器的連結等，都變得輕鬆了
    • 類比轉數位轉換器 (ADC) 具有16位元解析度，並在特定通道有取樣功能和保持功能（3個通道），可進行3相電流值的高精確度同時取樣，無需進行修正處理，減少了軟體負載，並可提高控制精確度（配備2個單元，可同時取樣2個馬達的3通道電流）
    • 12位元數位轉類比轉換器 (DAC)、溫度感測器和高速比較器
    • GPT配備PWM輸出和帶相位計數功能的定時器，使其可以控制使用兩相脈衝編碼器獲取軸位置資訊的交流伺服器
    • 當偵測到過電流時，端口輸出使能 (POEG) 和高速比較器功能可讓PWM輸出快速關閉，並且關閉狀態可根據變流器規格進行選擇（Hi-z、Hi、Low）
  • USB 2.0 FS、DSMIF、CAN FD、I2C/I3C、SDHI/MMC、OSPI和擴展記憶體匯流排
  • 支持工業領域日漸流行的IA網路功能，可實現同步控制和冗餘協定
    • 2個千兆位乙太網路連接埠，相容各種IA協定和TSN（帶TSN功能的硬體開關）
    • 內建2個可選的EtherCAT從站控制器，因爲它是專用控制器，覆蓋區雖小但可以高速通訊
    • 對EtherNet/IP和PROFINET也作了打算，隨時可作為合作夥伴的解決方案
    • 功能模組支持TSN——用在工業設備（如馬達和工具機）中的技術，基於同步功能可實現流量排程和成形
    • TSN由IEEE標準定義，RA8T2支持以下標準，並計畫新增更多標準
      • IEEE 802.1AS-Rev——實現網路上的時間同步
      • IEEE 802.1Qbv——排程網路內的流量，並在一定時間內將乙太網路幀傳遞至目的地設備；現有的乙太網路可以添加優先權，但Qbv還能在一定時間內實現幀傳輸
      • IEEE 802.1Qbu——Qbv允許排程，但下一個隊列無法中斷幀，要等到它完成，此標準允許高優先權的乙太網路幀在傳輸過程中中斷低優先權的乙太網路幀，改進了QOS（服務品質）；在對延遲要求嚴格的情況下，將802.1Qbu功能添加到802.1Qbv功能
  • 使用相容的 開發工具可沿馬達控制MCU擴展
    • 支持馬達控制微控制器常用的評估板和工具
    • 與柔性馬達控制套件 (MCK) 相容，可以輕鬆開始使用無刷直流馬達進行評估，使用者還可以換成其他MCU和逆變器進行評估，只需改變與相容CPU卡 (MCB) 和逆變器板的組合即可
    • 為輕鬆評估提供了各種範例程式，如基於固定點的無感測器/有感測器（編碼器、霍爾感測器）矢量控制、120°導通控制等
    • 承襲了現有MCK/MCB的介面規格，並新增2個乙太網、2個EtherCAT從站、PMOD和SD卡插槽，除了馬達控制，還可以評估通訊和使用者介面

應用

  • 無絕對編碼器的交流驅動器、交流伺服器，機器人和執行器
  • PLC、電源變頻器和泵浦
  • 馬達的網路通訊模組  
  • 高階智慧家電，例如電磁爐和洗碗機
  • 馬達預測性維護
  • 工業感測器

影片

資源

開發工具

Renesas Electronics MCK-RA8T2 Flexible Motor Control Kit

Includes a CPU board, an inverter board, a communication board, and a BLDC motor.

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方塊圖

結構圖 - Renesas Electronics RA8T2馬達控制微控制器

應用範例 - 同步機械手臂

應用電路圖 - Renesas Electronics RA8T2馬達控制微控制器
發佈日期: 2025-09-05 | 更新日期: 2026-02-10