Renesas przedstawia mikrokontrolery RX74M i RX74N

Firma Renesas Electronics Corporation wprowadziła na rynek nowe 32-bitowe mikrokontrolery (MCU) RX74M i RX74N. To pierwsze układy z rodziny RX, które wykorzystują proces technologiczny 22 nm oraz wbudowaną pamięć MRAM. Oba modele pracują z częstotliwością do 600 MHz. Dzięki temu oferują ponad dwukrotnie większą wydajność niż ich poprzednicy RX72M i RX72N, pracujący z częstotliwością 240 MHz.

Model RX74M przeznaczono do automatyki przemysłowej i urządzeń automatyki fabrycznej. Znajdzie zastosowanie między innymi w napędach prądu przemiennego, robotach przemysłowych oraz programowalnych sterownikach logicznych (PLC).

Z kolei RX74N jest przeznaczony do różnych urządzeń przemysłowych. Obejmują one inteligentne liczniki, kondycjonery mocy oraz systemy HVAC, czyli ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji.

Źródło: Renesas

Proces technologiczny 22 nm i pamięć MRAM przyspieszają przetwarzanie danych

Wraz z rozwojem systemów przemysłowych rośnie zapotrzebowanie na szybkie i stabilne przetwarzanie danych. Jednocześnie urządzenia muszą zapewniać synchroniczną komunikację wielu węzłów sieciowych.

Modele RX74M i RX74N wykorzystują proces technologiczny 22 nm oraz rdzeń RXv3e pracujący z częstotliwością 600 MHz. Ponadto integrują 1 MB pamięci magnetorezystywnej MRAM, 256 KB pamięci TCM (Tightly Coupled Memory) oraz 1,5 MB pamięci SRAM.

Pamięć TCM nie wymaga cykli oczekiwania, dlatego wspiera szybkie przetwarzanie danych w czasie rzeczywistym. Takie rozwiązanie pozwala również ograniczać jitter, czyli zmienność opóźnień. Ma to znaczenie szczególnie przy obciążeniach obejmujących częste przerwania i rozgałęzienia programu.

W przeciwieństwie do konwencjonalnej wbudowanej pamięci flash, MRAM umożliwia zapis danych bez wcześniejszego kasowania. Dzięki temu użytkownicy mogą szybciej aktualizować kod i dane oraz skracać czas programowania urządzeń.

Tym samym rozwiązanie pomaga ograniczać przestoje systemu i poprawia jego czas reakcji. Dotyczy to szczególnie aplikacji, które często zapisują parametry, rejestry zdarzeń lub aktualizują dane.

Obsługa EtherCAT, Ethernet TSN i CAN FD w jednym mikrokontrolerze

W przemyśle rośnie zapotrzebowanie na komunikację pomiędzy urządzeniami korzystającymi z różnych standardów Ethernetu przemysłowego. Dotychczas obsługa wielu protokołów często wymagała zastosowania kilku oddzielnych urządzeń.

Mikrokontroler RX74M integruje kontroler EtherCAT Slave, przełącznik Gigabit Ethernet obsługujący TSN oraz interfejs CAN FD. Dzięki temu jeden układ scalony może obsługiwać różne standardy sieci przemysłowych. Należą do nich EtherCAT, PROFINET oraz EtherNet/IP. RX74M umożliwia także deterministyczną komunikację za pośrednictwem TSN.

Układ obsługuje również redundantne konfiguracje sieciowe, w tym EtherNet/IP DLR (Device Level Ring). Poprzednie generacje mikrokontrolerów nie oferowały takiej funkcjonalności. W rezultacie RX74M może stanowić podstawę infrastruktury komunikacyjnej przemysłowego internetu rzeczy (IIoT). Umożliwia bowiem łączenie urządzeń polowych z systemami wyższego poziomu.

Zabezpieczenia sprzętowe zgodne z wymaganiami CRA i kryptografią postkwantową

Wraz z upowszechnianiem urządzeń IoT rośnie znaczenie cyberbezpieczeństwa w całym cyklu życia produktów. Dodatkowo regulacje, takie jak unijny akt o cyberodporności (Cyber Resilience Act, CRA), zwiększają wymagania dotyczące zabezpieczeń urządzeń.

Mikrokontrolery RX74M i RX74N oferują sprzętowe funkcje bezpieczeństwa oparte na technologii ProtectZone. Renesas zintegrował ją z procesorem RX, umożliwiając oddzielenie obszarów bezpiecznych od niezabezpieczonych w obrębie jednego układu scalonego.

Dodatkowo producent zastosował technologię Renesas Secure IP (RSIP) nowej generacji. Rozszerza ona możliwości kryptografii klucza publicznego w porównaniu z wcześniejszym rozwiązaniem TSIP.

RSIP obsługuje również szyfrowanie z uwierzytelnianiem oraz szerszy zakres algorytmów skrótu. Dzięki temu mikrokontrolery umożliwiają wdrażanie różnych mechanizmów ochrony danych.

Rozwiązanie wspiera także przygotowanie systemów do wykorzystania kryptografii postkwantowej (PQC). Wszystkie te funkcje mogą działać w ramach jednego mikrokontrolera.

– Projektowanie urządzeń przemysłowych wymaga trzech kluczowych elementów: wydajności w czasie rzeczywistym, obsługi różnych sieci przemysłowych oraz zabezpieczeń. Dzięki połączeniu tych funkcji w jednym układzie nowe produkty upraszczają projektowanie coraz bardziej złożonych urządzeń przemysłowych. Ponadto wspierają rozwój automatyki przemysłowej – powiedział Yoshi Ishikawa, starszy dyrektor działu EP Advanced MCU Business Division w Renesas.

Narzędzia i oprogramowanie dla mikrokontrolerów RX74M i RX74N

Renesas współpracuje z partnerami technologicznymi, aby dostarczać rozwiązania wspierające rozwój aplikacji opartych na mikrokontrolerach RX74M i RX74N. Ekosystem obejmuje następujących partnerów i narzędzia:

• Oprogramowanie: Codewerk, RT-Labs
• Narzędzia programistyczne: IAR
• Systemy operacyjne czasu rzeczywistego: eForce, Zephyr RTOS