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全新超低延時(shí)工業(yè)SoC發(fā)布!適用于伺服電機(jī)控制場(chǎng)景

發(fā)布時(shí)間:2024-11-19 閱讀量:984 來源: 我愛方案網(wǎng) 作者: bebop

SoC將中央處理器、內(nèi)存、輸入/輸出接口等眾多功能集成到單一芯片上,大大提高了系統(tǒng)的集成度、性能和可靠性,同時(shí)降低了成本和功耗。

傳統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)可能需要多個(gè)獨(dú)立的組件來完成特定的任務(wù),而SoC則可以將這些功能集成在一個(gè)芯片上。這不僅減少了硬件的數(shù)量和體積,還簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì),降低了制造成本。對(duì)于空間有限或?qū)χ亓坑袊?yán)格要求的工業(yè)應(yīng)用來說,SoC的高集成度尤為重要。

另外,SoC集成了高性能的處理核心,能夠快速處理復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)。對(duì)于需要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和分析的工業(yè)應(yīng)用,如機(jī)器人控制、圖像識(shí)別等,SoC提供的強(qiáng)大計(jì)算能力是必不可少的。

強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和連接能力也是工業(yè)級(jí)SoC的重要需求。SoC需要集成高速接口、無線通信技術(shù)和邊緣計(jì)算能力,以支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸和處理。這不僅可以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度,還能減少對(duì)外部服務(wù)器的依賴,提升系統(tǒng)的獨(dú)立性和效率?。
基于上述場(chǎng)景應(yīng)用需求,瑞芯微重磅發(fā)布全新工業(yè)芯片RK3506J。RK3506J采用3核A7架構(gòu)CPU,具有工業(yè)接口豐富、低功耗、低延時(shí)、高實(shí)時(shí)性等優(yōu)勢(shì),應(yīng)用方向包括HMI、PLC、工業(yè)網(wǎng)關(guān)等。

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瑞芯微RK3506J具備1.5GHZ高主頻,實(shí)現(xiàn)高性能的同時(shí),具備更低的功耗,具備五大技術(shù)亮點(diǎn),為工業(yè)控制產(chǎn)品穩(wěn)定可靠的執(zhí)行提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1)具備豐富的工業(yè)專屬設(shè)計(jì)接口
RK3506J擁有豐富的工業(yè)網(wǎng)關(guān)所需接口,包括雙百兆以太網(wǎng)口、2路CAN FD接口、DSMC并行通信總線可高效擴(kuò)展FPGA、6路UART口、12路PWM口、3路SPI等。
瑞芯微全新升級(jí)了RK3506J的IO設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了矩陣配置機(jī)制及IOMUX靈活分配,PWM接口具備高速信號(hào)脈沖計(jì)數(shù)(HSC)、雙向計(jì)數(shù)器、波形發(fā)生器,RS485可自動(dòng)收發(fā)及讀寫方向快速切換,以太網(wǎng)支持IEEE1588協(xié)議,F(xiàn)lexbus接口可支持?jǐn)U展接入高速ADC及DAC 采樣速率可達(dá)100MSPS。
深度優(yōu)化DSMC接口能力,尤其是FPGA對(duì)接帶寬吞吐率,寫延時(shí)小于75ns,讀延時(shí)小于260ns,16線工作條件下的帶寬讀寫吞吐率均可超過400MB/s。
2)低延時(shí)、高實(shí)時(shí)性
RK3506J支持AMP多核異構(gòu)架構(gòu),一顆芯片可支持Linux、RTOS、Bare-metal靈活組合搭配,如2xCortex-A7 Linux + 1xCortex-A7 RTOS + Cortex-M0 HAL或3xCortex-A7 RTOS + Cortex-M0 HAL等組合。系統(tǒng)具備微秒級(jí)中斷響應(yīng)延遲(<5us),采用標(biāo)準(zhǔn)RPMsg核間通信機(jī)制。
瑞芯微提供針對(duì)Linux系統(tǒng)的Preempt-RT或Xenomai實(shí)時(shí)補(bǔ)丁,在采用stress-ng加負(fù)載測(cè)試條件下,系統(tǒng)調(diào)度實(shí)時(shí)性可以做到延時(shí)60+us。
基于EtherCAT IgH 和CODESYS協(xié)議的系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化,通過以太網(wǎng)連接多個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器從站精準(zhǔn)控制伺服電機(jī),控制周期為1毫秒時(shí)抖動(dòng)延時(shí)90us左右,即實(shí)測(cè)延時(shí)抖動(dòng)性能達(dá)到10%以內(nèi),可支持8軸總線控制。
3)輕量級(jí)UI框架適配,實(shí)現(xiàn)秒速開機(jī)
RK3506J SDK原生支持LVGL輕量級(jí)UI框架,并結(jié)合芯片內(nèi)部2D硬件加速讓LVGL運(yùn)行更加流暢,具有<50KB RAM輕量級(jí)運(yùn)行條件、包含30+組件、支持Freetype字體、跨平臺(tái)支持等優(yōu)點(diǎn)。從硬件上電到引導(dǎo)程序加載及內(nèi)核加載,最后到UI顯示,全鏈路啟動(dòng)優(yōu)化,不到2.5S時(shí)間即可實(shí)現(xiàn)完全開機(jī)。
4)低功耗,續(xù)航更長
RK3506J滿負(fù)載運(yùn)行(CPU超頻1.6GHz,DDR 800MHz)條件下,SOC功耗不足650mW,常溫下溫升小于17°。
5) 多系統(tǒng)支持,場(chǎng)景應(yīng)用更廣泛
RK3506J發(fā)布SDK支持Linux Kernel6.1,提供基于Buildroot、Yocto系統(tǒng)支持,同時(shí)支持AMP多核異構(gòu)系統(tǒng),并在瑞芯微平臺(tái)多核架構(gòu)上首次實(shí)現(xiàn)RTOS SMP模式,在實(shí)施系統(tǒng)中加入了多核調(diào)度的支持。
基于上述特性可知,瑞芯微RK3506J具有工業(yè)接口豐富、低功耗、低延時(shí)、高實(shí)時(shí)性等優(yōu)勢(shì),非常適用于工業(yè)場(chǎng)景應(yīng)用,應(yīng)用方向包括HMI、PLC、工業(yè)網(wǎng)關(guān)等。下面舉例瑞芯微芯片整體解決方案在工控領(lǐng)域的應(yīng)用案例。
RK3506J控制類產(chǎn)品應(yīng)用框圖
案例一:工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制
在工業(yè)PLC與運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域,基于瑞芯微RK3506J開發(fā)的伺服電機(jī)控制方案,支持EthercaCAT多軸控制,可適配專用網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng),實(shí)時(shí)性更強(qiáng);可以通過以太網(wǎng)連接多個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)從站,可以精確控制伺服電機(jī);1ms控制周期linnux系統(tǒng)抖動(dòng)<70us;瑞芯微還提供專用實(shí)時(shí)網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng),進(jìn)一步提升實(shí)時(shí)控制效率,實(shí)測(cè)延時(shí)抖動(dòng)性能達(dá)到10%以內(nèi)(控制周期為1ms),針對(duì)不同類型的運(yùn)動(dòng)控制場(chǎng)景的適用性更強(qiáng)。


案例二:工業(yè)自動(dòng)化HMI人機(jī)界面

HMI(人機(jī)界面)是工業(yè)自動(dòng)化中最前沿的解決方案,可以實(shí)時(shí)監(jiān)控PLC、I/O模塊的運(yùn)行,并在HMI上形象地顯示出來,同時(shí)操作者可以通過HMI向自動(dòng)化設(shè)備發(fā)出控制信號(hào),使得自動(dòng)化設(shè)備可以按照操縱者的意圖運(yùn)行。


基于瑞芯微RK3506J開發(fā)的HMI方案,具備工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的可靠性,可提供HMI與各種自控設(shè)備的高效數(shù)據(jù)交互能力,RK3506 RTOS HMI方案, 支持RTOS SMP系統(tǒng),多核調(diào)度;原生支持LVGL輕量級(jí)UI框架,并結(jié)合芯片內(nèi)部2D硬件加速使得UI控制、響應(yīng)、運(yùn)行更加流暢,實(shí)現(xiàn)快速開機(jī),UI顯示僅耗時(shí)0.6S。



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