近年來,隨著技術的不斷發展,物聯網概念逐漸掀起,其中工業物聯網正在以超過行業預期的速度向各個行業滲透。工業機器人技術、人工智能技術(AI)、云與邊緣計算技術、物聯網、5G和VR/AR等技術正在加速融合到工業物聯網的應用當中。
在行業大勢驅動下,不少企業都把目光紛紛投向工業物聯網這一未來陣地。眾所周知,MCU可以用于許多任務,從輔助駕駛和自動駕駛到智能卡,MCU往往是各種互連設備的中心處理元件,而這些互連設備又正在逐漸形成物聯網。可以說MCU天然適用于物聯網,在工業物聯網領域自然也不可或缺。
作為全球頂級的MCU供應商,瑞薩電子在工業物聯網領域自然也誓要有所作為。
并購實現技術閉環
由產業特征可知,從上游解決方案提供商的角度來看,物聯網有三個關鍵要素:控制、電源和傳感。
在控制部分,瑞薩電子一直以來都有著雄厚的實力,而電源和傳感方面卻存在比較明顯的短板。不過,過去幾年里,瑞薩電子先后大手筆收購了電源管理及精密模擬半導體制造商Intersil和模擬混合信號產品領先供應商IDT,成功打通“任督二脈”,技術上實現閉環,一舉成為能夠為客戶提供控制、電源和傳感完整物聯網解決方案的廠商。
日前,在上海工博會期間舉辦的瑞薩電子CIIF媒體交流會上,瑞薩電子株式會社高級副總裁兼瑞薩電子中國董事長真岡朋光表示,“幾年前瑞薩電子曾經歷過財務狀況的低谷,現在經過機構改革以及并購重組,瑞薩電子的經營體制已發生了較大轉變,且具備產生穩定利潤的能力。”
瑞薩電子株式會社高級副總裁兼瑞薩電子中國董事長真岡朋光
事實上,在并購重組完成后,瑞薩電子就快速的推出了基于DRP(動態可配置處理器)技術的e-AI(嵌入式人工智能)解決方案和超低功耗技術SOTB,以更快速度和更好技術加碼工業物聯網市場。
目前,在各領域都有應用AI的方案,但是其中許多方案AI的應用都取決于云端的計算能力,其嵌入式系統并不具備可以隨時自由連接云端的環境,且由于嵌入式系統對實時性的高要求,也會發生由于云端反饋延時而造成反應滯后的問題。
在這樣的環境下,瑞薩電子的DRP技術能大顯身手。真岡朋光認為,瑞薩DRP是基于大規模并行有線邏輯架構,在每個處理器周期內都能在不同數據集上執行不同操作,即使不連接云端,DRP也可在獨立系統中運用AI,瑞薩電子將其嵌入人工智能即e-AI,以此擴展終端設備智能化的可能性。
SOTB則是薄氧化埋層上覆硅,正常的低功耗技術特點是在運行或待機中只有一種模式下保持低功耗,而SOTB的獨特性在于兩種模式下都保持低功耗。同時SOTB可通過環境采集能源,構建無電池的系統成為可能,從而可以擴展物聯網連接設備安置及建設的場所范圍。
簡單來講,SOTB可以依靠僅有傳統低功耗MCU設備約1/10功耗以及其能量采集功能,使無電池系統及產品成為可能,同時還可支持必須進行維護的電池長壽化產品。
真岡朋光表示:“瑞薩電子的DRP、SOTB技術將為AI和物聯網的未來應用提供重要的附加價值。”
多方案賦能產業
資料顯示,瑞薩電子主要產品包括微控制器MCU、片上系統SOC、模擬及功率器件和混合信號等,且廣泛應用于汽車、工業、家電、辦公自動化、信息通信等領域。
目前,瑞薩電子全球銷售額約為7600億日元,這其中將近一半來自于汽車電子。不過,工業物聯網未來同樣將成為瑞薩電子的重要支撐。“除了在標準的汽車電子方面,工業自動化也是瑞薩電子未來會長期聚焦的一個領域。”瑞薩電子中國工業自動化事業部高級總監徐征在本次媒體交流會上說道。
瑞薩電子中國工業自動化事業部高級總監徐征
鑒于此,且得益于產業整合和DRP/SOTB技術的推動,瑞薩電子已經開發了多款更加直觀的面向工業物聯網的先進嵌入式終端智能解決方案,并且開始服務客戶、賦能產業。這些方案包括:多協議工業以太網解決方案、基于RX的功能安全解決方案、旋轉變壓器電機控制解決方案、空氣質量監測(PM2.5)解決方案等等。
1、多協議工業以太網解決方案。瑞薩電子多協議エ業以太網方案展示了一套工業網絡系統,包含基于RZ/N1的一個主站設備和兩個網關,以及分別基于TPS-1、R-IN32、RZ/N1和RX72M的從站設備。主站設備和兩個網關通過Ethernet/IP連接,兩個網關和各個從站設備通過PROFINETI或Ethercat連接。網關可以作Ethernet/IP和PROFINET,或者Ethernet/IP和Ethercat之間的協議轉換。RZ/N1能通過單芯片實現多種工業以太網系統。該方案主要應用于主站設備,如PLC、傳感集線器、網關;以及從站設備,如通信模塊、遠程O、電機控制等
2、基于RX的功能安全解決方案。RX功能安全解決方案使用故障插入開關在PC上執行各種功能安全任務。該方案支持基于RXV2CPU內核的所有瑞薩電子MCU,并已獲得完整的SL認證,可減少70%認證工作量,大大降低開發和系統成本,適用于各種類型的工業設備安全應用。方案包含CPU自測軟件套件,面向冗余系統的SL3系統軟件套件、認證需要的參考文檔以及經過認證的C語言編譯器。
3、旋轉變壓器電機控制解決方案。該解決方案基于RX MCU和旋變信號解碼芯片(RDC-C),目前正在開發中。它可以實現16,000脈沖光學編碼器的同等位置控制精度。通過使用旋轉變壓器控制2軸BLDC電機,還可實現機械臂的高精度定位和同步控制。旋轉変壓器具有高可靠性,可對惡劣的戶外工作環境提供高耐受性,包括振動,灰塵,油污和污垢。這使其適用于戶外使用的自動載體,如電動輪椅和輔助機器人。
4、空氣質量監測(PM2.5)解決方案。具有安全云連接的空氣質量監測器(PM2.5)是瑞薩電子工業物聯網參考設計,使用傳感器檢測空氣質量污染物并通過WF連接向云發送警報。參考設計簡化了構建用于感測和監測環境的系統,使用了HS3001濕度傳感器,Synergy SE5D9MCU,高性能電池充電器和電源管理設備等。