瑞薩工業(yè)傳感器網(wǎng)絡(luò)解決方案，以多系列 MCU/MPU 為控制核心，搭配通信、電源及隔離器件，構(gòu)建具備實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控與雙向通信能力的經(jīng)濟(jì)型方案，適配溫度控制器、變送器等工業(yè)設(shè)備，瑞薩電子代理商-中芯巨能將從核心器件特性、系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)及工程設(shè)計(jì)展開解析。

一、核心控制器件技術(shù)特性

1. 高精度傳感控制 MCU

RX23E-A：32 位 MCU 搭載 32MHz RX v2 內(nèi)核，集成兩個(gè)低噪聲、低漂移 24 位三角積分 ADC，支持 128KB-256KB 閃存，提供 48LFQFP/40HWQFN 封裝，專為高精度傳感、測試測量設(shè)備設(shè)計(jì)，可直接處理傳感器信號(hào)，簡化數(shù)據(jù)采集鏈路。

RA2A1：48MHz Arm? Cortex?-M23 內(nèi)核，內(nèi)置 24 位三角積分 ADC，集成完整模擬信號(hào)調(diào)理模塊，256KB 閃存容量，32LQFP/64LFQFP 封裝，平衡性能與成本，適配中小型傳感器節(jié)點(diǎn)。

2. 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與高性能 MCU/MPU

RX72M：240MHz RXv3 內(nèi)核，集成 EtherCAT 從控制器，4MB 大容量閃存，176LFQFP/176LFBGA 等封裝，為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供高速數(shù)據(jù)處理能力，滿足實(shí)時(shí)通信需求。

RZ/N1S：Arm Cortex-A7 雙核（125/500MHz），支持高速大容量存儲(chǔ)器接口，集成工業(yè)以太網(wǎng)模塊，324LFBGA/196LFBGA 封裝，作為網(wǎng)關(guān)或主控制器，實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)匯總與協(xié)議轉(zhuǎn)換。

二、通信與電源關(guān)鍵器件

1. 通信接口器件

ZIOL2401：雙通道 IO-Link HV 線路驅(qū)動(dòng)器，集成 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，24QFN 封裝，適配 IO-Link 接口的高壓驅(qū)動(dòng)需求，簡化傳感器與主站的雙向通信設(shè)計(jì)。

ISL3159E：RS-485/RS-422 收發(fā)器，±15kV ESD 保護(hù)，支持 40Mbps 速率，8SOIC/10DFN 封裝，具備完全故障保護(hù)功能，適應(yīng)工業(yè)強(qiáng)電磁環(huán)境。

RV1S9160A：高共模抑制比（CMR）光耦合器，15Mbps 傳輸速率，3.3V/5V 供電，5 引腳 SOP 封裝，實(shí)現(xiàn)信號(hào)隔離，防止總線干擾串入控制電路。

2. 電源管理器件

ISL85415：同步降壓穩(wěn)壓器，3V-36V 寬輸入，500mA 輸出，集成高端 FET，12DFN 封裝，為 MCU 與傳感器提供低紋波供電，適配工業(yè)寬電壓場景。

ISL80410：40V 高壓 LDO，150mA 輸出，低靜態(tài)電流，8-SOIC-EP 封裝，支持可調(diào)輸出電壓，為模擬前端或通信模塊提供穩(wěn)定低壓電源，隔離高壓噪聲。

三、系統(tǒng)集成優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用場景

方案核心優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在三方面：一是靈活性高，從板設(shè)計(jì)為通用接口，可連接不同 MCU 評(píng)估板、RS-485/CAN 總線，支持用戶按需選擇通信方式；二是易用性強(qiáng)，IO-Link 參數(shù)可通過 PC 工具快速配置，支持出廠參數(shù)預(yù)設(shè)，縮短調(diào)試周期；三是可靠性優(yōu)，器件具備高 ESD 保護(hù)與寬溫特性，適配工業(yè)惡劣環(huán)境。

應(yīng)用場景覆蓋工業(yè)傳感器網(wǎng)絡(luò)全鏈路：溫度 / 壓力變送器、數(shù)據(jù)記錄器等終端節(jié)點(diǎn)（RX23E-A/RA2A1），車間級(jí) EtherCAT 通信節(jié)點(diǎn)（RX72M），以及工廠級(jí)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)（RZ/N1S），實(shí)現(xiàn)從傳感器數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)傳輸?shù)郊斜O(jiān)控的完整閉環(huán)。

四、工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

通信隔離設(shè)計(jì)：RS-485/IO-Link 接口需搭配 RV1S9160A 光耦，確保隔離間距，避免地環(huán)流干擾；ZIOL2401 的 DC/DC 輸出需單獨(dú)布線，減少對(duì)模擬信號(hào)的影響。

電源分層設(shè)計(jì)：ISL85415 負(fù)責(zé)主電源降壓，ISL80410 為敏感模擬電路供電，模擬與數(shù)字電源單點(diǎn)接地，輸出端并聯(lián)低 ESR 電容抑制紋波。

PCB 布局優(yōu)化：RX23E-A/RX72M 的 ADC 引腳靠近傳感器接口，縮短信號(hào)路徑；RZ/N1S 的以太網(wǎng)接口預(yù)留阻抗匹配電阻，減少信號(hào)反射。

五、關(guān)鍵器件選型參考

高精度節(jié)點(diǎn)：RX23E-A（R5F523E6ADFL#30）+ ISL85415 + RV1S9160A；

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)：RX72M（R5F572MNDDFC#30）+ ISL3159E + ISL80410；

網(wǎng)關(guān)控制器：RZ/N1S（R9A06G033NGBG#AC1）+ ZIOL2401 + ISL85415。

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