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Renesas Electronics RA8T2モータ制御マイクロコントローラ

Renesas Electronics RA8T2モータ制御マイクロコントローラ（MCU）は、モータ制御用のハイエンドMCUで、主に高制御精度が不可欠な産業用アプリケーションを対象としています。Renesas RA8T2は、モーター制御機能に加え、Ethernet/EtherCATによる同期通信とシステム制御を単一チップで実現します。 最先端の22nmプロセス技術で開発されており、Arm® Cortex®-M85コアの高速度動作と大容量メモリ統合を可能にします。さらに、Arm Cortex-M33コアを搭載したデュアルコアオプションにより、並列処理性能が大幅に向上します。モーター制御の使用例では、メインコアでリアルタイム制御を行い、もう一つのコアがシステム制御と高速通信を行います。

特徴

  • 1GHzの動作性能を実現するモータ制御用MCU
    • FA工作機械、製造装置、産業用ロボット向けのACドライブやACサーボなど、高効率・高精度なモータ制御アプリケーションを対象としています
    • 最大1GHzで動作し、480MHzのCortex-M85コアを搭載した既存のRA8T1グループの2倍以上の性能を発揮します
    • Cortex-M33 CPUコア（オプション仕様）は250MHzで動作し、メインコアと並行して通信や非リアルタイム制御に割り当てることが可能
    • MCUとして高速磁気抵抗式ランダムアクセスメモリ（MRAM）不揮発性メモリを搭載しており、キャッシュメモリによりMRAMのレイテンシをさらに低減
    • Cortex-M85 用 256KB、Cortex-M33 用 128KB（オプション）の大容量 TCM および 64KB の I/D キャッシュを搭載
    • キャッシュに依存しないシステムにより、ジッターの少ない高精度なリアルタイム性能を実現し、割り込みや分岐の多いモーター制御処理においても安定した性能を発揮します
  • 8MB/4MBのフラッシュ、1MB/512KBのMRAM、および2MBのSRAM
  • 産業用機器に求められる高効率・高精度のモーター制御のために最適化されたデジタルおよびアナログ機能
    • タイマー機能は300MHzのパルス幅変調（PWM）に対応しており、制御ソフトウェアによる扱いやすさと、インバータ駆動のための効率的な波形生成を実現
    • GPT タイマーの相補 PWM 機能（インバータ駆動に最適化）により、多相（単相および三相を含む）の相補 PWM 出力、デッドタイムの自動挿入、非対称
    • PWM の生成、AD およびコンパレータとの連携など、制御アルゴリズムを容易に実装できます。
    • アナログ・デジタル変換器（ADC）は、16ビットの分解能とチャネルごとのサンプリング・ホールド機能（3チャネル）を備えており、3相電流値の高精度な
    • 同時サンプリングを可能にします。これにより、補正処理が不要となり、ソフトウェアの負荷を軽減し、制御精度の向上に寄与します。2基搭載されているため、2台のモーターの3チャネル電流を同時にサンプリングすることが可能です
    • 12 ビットのデジタル・アナログ変換器（DAC）、温度センサ、および高速コンパレータ
    • GPT は、PWM 出力と位相カウント機能付きタイマーを搭載しており、2 相パルスエンコーダを使用して軸位置情報を必要とする AC サーボを制御することが可能です
    • ポート出力イネーブル（POEG）および高速コンパレータ機能により、過電流が検出された際に PWM 出力を迅速に遮断することができ、インバータの仕様に応じて遮断状態（Hi-z、Hi、Low）を選択することができます
  • USB 2.0 FS、DSMIF、CAN FD、I2C/I3C、SDHI/MMC、OSPI、および拡張メモリバス
  • 産業分野で普及が進んでいるIAネットワーク機能をサポートし、同期制御および冗長化プロトコルを実現
    • 各種IAプロトコルおよびTSNに対応したギガビットイーサネットポート×2（TSN機能を備えたハードウェアスイッチ）
    • 2 つのオプションの EtherCAT スレーブコントローラが内蔵されており、専用コントローラであるため、小さなフットプリントで高速通信が可能です
    • EtherNet/IP および PROFINET は、パートナーソリューションとして提供される予定です
    • TSN をサポートするファンクションブロック - モーターや工作機械などの産業機器で使用される技術であり、同期機能に基づいたトラフィックのスケジューリングおよびシェーピングを可能にします
    • TSNはIEEE規格で定義されており、RA8T2は以下の規格に対応しています。今後、さらなる規格の追加も予定されています
      • IEEE 802.1AS-Rev - ネットワーク上の時刻同期を実現
      • IEEE 802.1Qbv - ネットワーク内のトラフィックをスケジューリングし、イーサネットフレームを所定の時間内に宛先デバイスへ配信します。既存のイーサネットでも優先順位を設定できますが、Qbvではさらに、所定の時間内でのフレーム送信も実現します
      • IEEE 802.1Qbu - Qbvではスケジューリングが可能ですが、前のフレームが完了するまで次のキューはそのフレームを割り込むことができません。802.1Qbuでは、送信中の低優先度のイーサネットフレームを、高優先度のイーサネットフレームが割り込むことが可能となり、QOS（Quality of Service）が向上します。遅延要件が厳しい場合、802.1Qbvの機能に802.1Qbuの機能が追加されます
  • 互換性のある開発ツールを使用することで、モーター制御用MCU間でスケーラブル
    • モーター制御用マイクロコントローラ向けの一般的な評価ボードおよびツールをサポート
    • フレキシブル・モータ制御キット（MCK）と互換性があり、ブラシレスDCモータを用いた評価を簡単に開始できます。また、互換性のあるCPUカード（MCB）やインバータボードとの組み合わせを変更することで、他のMCUやインバータに切り替えて評価を行うことも可能です
    • 固定小数点ベースのセンサレス／センサ付き（エンコーダ、ホールセンサ）ベクトル制御、120°導通制御など、さまざまなサンプルプログラムが用意されており、簡単に評価を行うことができます
    • 既存のMCK/MCBと同じインターフェイス仕様を継承しており、2つのイーサネット、2つのEtherCATスレーブ、PMOD、およびSDカードスロットを追加することで、モーター制御に加えて、通信やユーザーインターフェイスの評価も可能になります

アプリケーション

  • ACドライブ、絶対値エンコーダなしのACサーボ、ロボティクス、アクチュエータ
  • PLC、パワーインバータ、ポンプ
  • モータ用ネットワーク通信モジュール  
  • IHや食器洗浄機などのハイエンド・スマート家電製品
  • モータ予知保全
  • 産業用センサ

ビデオ

リソース

開発ツール

Renesas Electronics MCK-RA8T2フレキシブルモータ制御キット

CPUボード、インバータボード、通信ボード、BLDCモーターが搭載されています。

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ブロック図

ブロック図 - Renesas Electronics RA8T2モータ制御マイクロコントローラ

アプリケーション例－同期ロボットアーム

アプリケーション回路図 - Renesas Electronics RA8T2モータ制御マイクロコントローラ
公開: 2025-09-05 | 更新済み: 2026-02-10