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、モーター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たMCUは、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ー制御MCU
- FA工作機械、製造装置、産業ロボット向けのACドライブやACサーボなど、高効率・高精度のモーター制御アプリケーションをターゲットとしています。
- 最大動作周波数1GHzで、480MHz Cortex-M85コアで動作する既存のRA8T1グループの2倍以上の性能
- Cortex-M33 CPUコア（オプションの製品仕様）は250MHzで動作し、メインコアと並行して通信および非リアルタイム制御に割り当て可能
- 高速磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（MRAM）不揮発性メモリをMCUとして搭載し、キャッシュメモリによりMRAMのレイテンシをさらに改善
- 大容量TCM（Cortex-M85 256KB、オプションのCortex-M33 128KB、I/Dキャッシュ64KB）を搭載
- キャッシュに依存しないシステムによって、低ジッタの高精度リアルタイム性能を実現し、割り込みや分岐が多いモーター制御処理でも安定した性能を発揮できます。
8MB/4MBフラッシュ、1MB/512KB MRAM、2MB SRAM
産業用機器に求められる高効率・高精度モーター制御用に最適化されたデジタル・アナログ機能
- タイマ機能は、300MHzパルス幅変調（PWM）に対応し、制御ソフトウェアによる容易な操作性、インバータ駆動に対応する効率的な波形生成を実現
- GPTタイマの相補PWM機能（インバータドライブに最適化）によって、多相（単相および三相を含む）のための相補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のリンク機構といった制御アルゴリズムの実装を簡易化します。
- アナログ・デジタル・コンバータ（ADC）は、16ビットの分解能、チャンネル固有のサンプル＆ホールド機能（3チャンネル）を備え、3相電流値の高精度同時サンプリングが可能で、補正処理は不要。ソフトウェアの負荷を低減し、2ユニット装備で制御精度の向上に寄与するほか、2つのモーターの3チャンネル電流の同時サンプリングが可能
- 12ビットデジタル・アナログ・コンバータ（DAC）、温度センサ、高速コンパレータ
- GPTには、PWM出力と位相カウント機能付きタイマが装備されており、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サーボを制御できます。
- POEG（Port Output Enable）と高速コンパレータ機能は、過電流検出時にPWM出力を即座に遮断し、遮断状態をインバータ仕様に従って（Hi-z／High／Low）から選択することを可能にします。

USB 2,0 FS、DSMIF、CAN FD、I²C/I3C、SDHI/MMC、OSPI、拡張メモリバス
本製品は、産業分野で広く利用されつつあるIAネットワーク機能に対応し、同期制御および冗長プロトコルを実現します。
- 2つのギガビットイーサネットポートは各種IAプロトコルおよびTSN（TSN機能搭載HWスイッチ）と互換性あり
- オプションのイーサキャットスレーブコントローラを2つ内蔵し、専用コントローラならではの小型フットプリントで高速通信が可能
- EtherNet/IPおよびPROFINETをパートナーソリューションとして準備予定
- 機能ブロックはTSN対応（モーター、工作機械などの産業機器用の技術）で、同期機能に基づいたトラフィックのスケジューリングとシェーピングが可能
- TSNはIEEE規格によって定義され、RA8T2は次の規格に対応（今後追加予定あり）
  - 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、指定時間内にイーサネットフレームを宛先デバイスに伝送。既存のイーサネットが優先度を追加可能、Qbvも指定時間内のフレーム伝送を実行。
  - IEEE 802.1Qbu：Qbvによるスケジューリングが可能だが、次のキューは完了するまでフレームを中断できないため、送信中に優先度の高いイーサネットフレームが優先度の低いイーサネットフレームを中断でき、QOS（サービス品質）が改善される。遅延要件が厳しい場合は802.1Qbu機能が802.1Qbv機能に追加される。
互換性のある開発ツールを使用して複数のモーター制御MCUにまたがる拡張が可能
- モーター制御マイクロコントローラ用の一般的な評価ボードとツールをサポート
- フレキシブルモーターコントロールキット（MCK）と互換性があり、ブラシレスDCモータを使用した評価を容易に開始可能、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やインバータに変更して評価することも可能
- 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°伝導制御など、各種サンプルプログラムにより評価を簡易化
- 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つのイーサキャットスレーブ、PMOD、SDカードスロットを追加することによって、モーター制御だけでなく通信とユーザーインターフェイスも評価可能

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
モーター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
モーター予知保全
産業用センサ

ビデオ

リソース

ブロック図

アプリケーション例 - 同期ロボットARM

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: 2026-01-09