Ethernet industriel : Renesas intègre dans un microprocesseur un commutateur Gigabit Ethernet à 3 ports, compatible TSN

Renesas RZ/N2L

Prendre en charge toutes les fonctionnalités réseau d’un équipement industriel connecté, tel est l’objectif assigné par Renesas au microprocesseur RZ/N2L destiné aux applications de communication Ethernet industrielle. L’objectif ici est de faciliter l'ajout de fonctionnalités réseau aux équipements industriels qui nécessitent des capacités temps réel, tout en étant conformes à de nombreuses spécifications et protocoles standard répandus dans le secteur de l'automatisation industrielle.

Les puces RZ/N2L prennent notamment en charge la norme Ethernet Time-Sensitive Networking (TSN) de plus en plus utilisée dans l’industrie, grâce à un commutateur intégré Ethernet Gigabit à 3 ports, et intègrent un contrôleur esclave EtherCAT. Parallèlement, ces composants sont compatibles avec les protocoles Profinet, EtherNet/IP et OPC UA, ainsi qu'avec le nouveau profil Profinet IRT.

Selon Renesas, en utilisant le RZ/N2L comme puce compagnon d’un processeur hôte, les concepteurs peuvent ajouter la fonctionnalité Ethernet industriel à leur équipement sans modifications majeures de sa configuration interne. Ce qui permet de développer des équipements industriels qui mettent en œuvre un contrôle synchronisé rapide et précis des systèmes d’automatisation d’une usine.

« La révision d'une conception complète d'un équipement afin de mettre en œuvre la fonctionnalité Ethernet industriel crée une charge de développement substantielle aux niveaux temps et coût, précise Hitoshi Shirakabe, vice-président de la division commerciale Automatisation industrielle chez Renesas. C’est pour surmonter cette difficulté que nous avons développé le circuit RZ/N2L, optimisé pour être un complément des systèmes existants, afin qu'il soit possible de déployer des réseaux industriels avancés avec des modifications système minimales. »

Dans le détail, le RZ/N2L possède des interfaces parallèles et série pour une connexion directe au processeur hôte pour les applications externes avec à la clé des accès à haut débit. En outre, le CPU externe peut accéder directement aux données de communication stockées dans la mémoire RAM intégrée du RZ/N2L.

Le circuit est architecturé autour d’un cœur Arm Cortex-R52 avec une fréquence de fonctionnement maximale de 400 MHz. Il intègre une mémoire RAM ECC et des fonctions périphériques telles qu'une interface delta-sigma, un convertisseur analogique/numérique et un compteur avec une fonction de modulation de largeur d’impulsion (PWM). Des caractéristiques qui permettent aussi une utilisation du RZ/N2L comme puce autonome pour développer des applications telles que des entrées/sorties distantes, des concentrateurs de capteurs ou encore des onduleurs.

Enfin, les fonctions UART et CAN autorisent le microprocesseur à servir de base en tant que passerelle pour la conversion d'un bus de terrain fondé sur une liaison RS485 ou CAN vers l’Ethernet industriel.

Des cartes POC (Proof of Concept), présentées sous forme de modules SoM (System On Module) avec carte porteuse, sont en outre proposées par Renesas, des solutions qui utilisent des composants complémentaires qui fonctionnent ensemble de manière transparente : circuits intégrés de gestion de l'alimentation, photocoupleurs, mémoires Eeprom, interfaces Gigabit Ethernet et interfaces Pmod et Arduino, codeur de moteur physiquement isolé, variateur de puissance et blocs de commande système. Renesas fournit ces solutions avec des fichiers de référence Gerber et des exemples de code de programme pour accélérer le développement de produits.