隨著工業(yè)4.0的深入發(fā)展，工廠自動化系統(tǒng)對通信效率、可擴(kuò)展性和可靠性的要求日益提升。為應(yīng)對傳感器與執(zhí)行器在復(fù)雜工業(yè)環(huán)境下的高效互聯(lián)需求，瑞薩電子推出基于 RZ/N2L MPU 的工業(yè)以太網(wǎng)與 IO-Link 網(wǎng)絡(luò)主機(jī)參考設(shè)計，助力開發(fā)者快速構(gòu)建高性能、多協(xié)議融合的工業(yè)邊緣節(jié)點。瑞薩電子代理商-中芯巨能為您介紹該參考方案優(yōu)勢及相關(guān)芯片。

核心架構(gòu)與通信能力

該參考設(shè)計以 RZ/N2L 為核心，集成三端口千兆時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）以太網(wǎng)交換機(jī)，支持主流工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議（如 EtherCAT、PROFINET、Ethernet/IP 等），實現(xiàn)低延遲、高確定性的實時通信。其內(nèi)置的 Arm? Cortex?-R52 實時處理器確保控制任務(wù)的高效執(zhí)行，適用于 PLC、遠(yuǎn)程 I/O 及工業(yè)網(wǎng)關(guān)等關(guān)鍵應(yīng)用。

IO-Link 主站功能

系統(tǒng)支持最多 8 個 IO-Link 端口，通過瑞薩 CCE4510 或 CCE4511 IO-Link 主站收發(fā)器實現(xiàn)：

CCE4510：單芯片支持 8 通道 IO-Link，集成硬件幀處理引擎，顯著降低主控 CPU 負(fù)載。

CCE4511：4 通道設(shè)計，支持級聯(lián)擴(kuò)展，適合模塊化系統(tǒng)架構(gòu)。

內(nèi)置的硬件幀處理器可自動處理 IO-Link 協(xié)議幀，提升響應(yīng)速度與系統(tǒng)實時性，同時支持熱插拔與設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測。

電源與系統(tǒng)保護(hù)

為保障高可靠性運行，設(shè)計采用多款智能電源管理器件：

SLG59H10xx 系列負(fù)載開關(guān)（如 SLG59H1008V、SLG59H1010V）：

支持 12V/24V 工業(yè)電壓輸入

13.3mΩ 低導(dǎo)通電阻

集成可編程過壓保護(hù)（OVP）和模擬電流監(jiān)測輸出

實現(xiàn)每通道獨立供電控制與故障診斷

ISL8033A / ISL8022：雙路同步降壓穩(wěn)壓器，提供高效、低靜態(tài)電流的多軌電源，適用于核心與外設(shè)供電。

RAA211650：60V/5A 集成開關(guān)穩(wěn)壓器，支持寬電壓輸入，簡化從工業(yè)總線取電的設(shè)計。

時鐘與存儲配置

5P35023：VersaClock? 3S 可編程時鐘發(fā)生器，為以太網(wǎng)、MPU 和外設(shè)提供精確、低抖動時鐘源。

AT25QF128A：128Mbit SPI Flash，支持 Dual/Quad I/O，用于固件與配置存儲。

R1EX25002A：2kbit EEPROM，保存設(shè)備參數(shù)與運行日志，支持 SPI 接口。

系統(tǒng)優(yōu)勢總結(jié)

支持 TSN 與多協(xié)議工業(yè)以太網(wǎng)，滿足實時通信需求

最多 8 路 IO-Link，降低布線復(fù)雜度，提升系統(tǒng)集成度

硬件幀處理引擎提升響應(yīng)速度與 CPU 效率

全面的電源監(jiān)控、過流/過壓保護(hù)與溫度管理

可選安全啟動功能，增強(qiáng)系統(tǒng)安全性

模塊化設(shè)計，便于二次開發(fā)與產(chǎn)品化

應(yīng)用場景

適用于智能制造、工業(yè)網(wǎng)關(guān)、遠(yuǎn)程 I/O 模塊、邊緣控制器及支持 IO-Link 的傳感器集線系統(tǒng)，為工業(yè)自動化客戶提供高可靠性、高集成度的完整解決方案。

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