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Renesas Electronics RA8T2电机控制微控制器

Renesas Electronics RA8T2电机控制微控制器 (MCU) 是电机控制的高端MCU，主要用于需要高控制精度的工业应用。除电机控制外，Renesas RA8T2还可通过以太网或EtherCAT提供同步通信与系统控制功能，而所有这些均可通过单芯片实现。此系列MCU采用先进的22nm工艺技术，实现了Arm® Cortex®-M85内核的高速运行和大容量存储器的集成。此外，其双核选项（采用Arm Cortex-M33内核）可显著提升并行操作性能。在电机控制用例中，主核心负责实时控制，而另一颗核心则负责系统控制和高速通信。

特性

  • 电机控制MCU提供1GHz运行性能
    • 针对高效、高精度的电机控制应用，例如用于FA机床、制造设备和工业机器人的AC驱动器和AC伺服器
    • 运行速度高达1GHz，性能是运行在480MHz Cortex-M85内核上的现有RA8T1组的2倍以上
    • Cortex-M33 CPU核心（可选产品规格）在250MHz上运行，可与主芯体并行分配用于通信和非实时控制
    • 作为MCU，配备高速磁阻随机访问存储器 (MRAM) 非易失性存储器，高速缓冲存储器进一步提高了MRAM的延迟时间
    • 配备了大容量256KB TCM的Cortex-M85和128KB TCM的Cortex-M33（可选），64KB I/D缓存
    • 不依赖于缓存的系统为用户提供了抖动更小的高精度实时性能，并且可以在处理许多中断和分支的电机控制时提供稳定的性能
  • 8MB/4MB闪存，1MB/512KB MRAM和2MB SRAM
  • 针对工业设备所需的高效率、高精度电机控制进行了优化的数字和模拟功能
    • 定时器功能支持300MHz脉宽调制（PWM），易于控制软件处理，并高效生成波形以驱动逆变器
    • GPT定时器的互补PWM功能（针对逆变器驱动力进行了优化）可以轻松实现控制算法，例如输出多相（包括单相和三相）互补PWM、自动插入死区时间、生成非对称PWM以及与AD和比较器的联动
    • 模数转换器 (ADC) 的分辨率为16位，具有通道特定的采样保持功能（3个通道），可以同时高精度采样三相电流值，无需进行校正处理，从而减少软件负载，提高控制精度 - 配备两套，可以同时采样两台电动机的3通道电流
    • 12位数字-模拟转换器 (DAC)、温度传感器和高速比较器
    • GPT配备PWM输出和具有相位计数功能的定时器，可以使用两相脉冲编码器控制需要轴位置信息的AC伺服装置
    • 端口输出使能（POEG）和高速比较器功能可在检测到过流时快速关断PWM输出，并可根据逆变器规格选择关断状态（Hi-z、Hi、Low）
  • USB 2.0 FS、DSMIF、CAN FD、I2C/I3C、SDHI/MMC、OSPI及扩展存储器总线
  • 支持工业领域日益普及的IA网络功能，可实现同步控制与冗余协议
    • 2个千兆以太网端口，兼容各种IA协议和TSN（具有TSN功能的硬件开关）
    • 内置2个可选的EtherCAT从站控制器，由于这是一个专用控制器，因此可以实现占位面积小的高速通信
    • 以太网/IP和PROFINET计划作为合作伙伴解决方案
    • 功能模块支持TSN - 这是一项用于电机和机床等工业设备的技术，它能基于同步功能的流量调度和整形
    • TSN由IEEE标准定义，RA8T2支持以下标准，并计划添加更多标准
      • IEEE 802.1AS-Rev - 实现网络上的时间同步
      • IEEE 802.1Qbv - 在网络内调度流量，并在一定时间内将以太网帧交付到目标设备；现有以太网可以添加优先级，但Qbv还可以在一定时间内实现帧传输
      • IEEE 802.1Qbu - Qbv允许调度，但下一个队列不能中断一个帧，直到它完成，允许高优先级的以太网帧在传输过程中中断低优先级的以太网帧，从而提高QoS（服务质量）；在延迟要求严格的情况下，将802.1Qbu功能添加到802.1Qbv功能中
  • 使用兼容的开发工具在电机控制MCU上进行可扩展操作
    • 支持电机控制微控制器的通用评估板和工具
    • 兼容灵活电机控制套件（MCK），可轻松开始使用无刷DC电机进行评估，用户还可以通过更换兼容CPU卡（MCB) 和逆变器板的组合，更换为其他MCU和逆变器进行评估
    • 提供各种示例程序，例如基于定点的无传感器/有传感器（编码器、霍尔传感器）矢量控制、120°传导控制等，以便于评估
    • 继承与现有MCK/MCB相同的接口规范，并通过添加2x以太网、2x EtherCAT从站、PMOD接口和SD卡插槽，除了电机控制之外，还可以评估通信和用户接口

应用

  • AC驱动、不带绝对式编码器的AC伺服器、机器人和执行器
  • PLC、电源逆变器和泵
  • 电机网络通信模块  
  • 高端智能电器，如感应加热和洗碗机
  • 电机预测性维护
  • 工业传感器

视频

资源

开发工具

Renesas Electronics MCK-RA8T2灵活电机控制套件

包含CPU板、逆变器板、通信板和BLDC电机。

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方框图

框图 - Renesas Electronics RA8T2电机控制微控制器

应用示例 - 同步控制机械臂

应用电路图 - Renesas Electronics RA8T2电机控制微控制器
发布日期: 2025-09-05 | 更新日期: 2026-01-09