全新超低延时工业SoC发布！适用于伺服电机控制场景

发布时间：2024-11-19 阅读量：2431 来源: 我爱方案网作者: bebop

SoC将中央处理器、内存、输入/输出接口等众多功能集成到单一芯片上，大大提高了系统的集成度、性能和可靠性，同时降低了成本和功耗。

传统的工业控制系统可能需要多个独立的组件来完成特定的任务，而SoC则可以将这些功能集成在一个芯片上。这不仅减少了硬件的数量和体积，还简化了系统设计，降低了制造成本。对于空间有限或对重量有严格要求的工业应用来说，SoC的高集成度尤为重要。

另外，SoC集成了高性能的处理核心，能够快速处理复杂的计算任务。对于需要实时数据处理和分析的工业应用，如机器人控制、图像识别等，SoC提供的强大计算能力是必不可少的。

强大的数据处理和连接能力也是工业级SoC的重要需求。SoC需要集成高速接口、无线通信技术和边缘计算能力，以支持实时数据传输和处理。这不仅可以提高系统的响应速度，还能减少对外部服务器的依赖，提升系统的独立性和效率‌。

基于上述场景应用需求，瑞芯微重磅发布全新工业芯片RK3506J。RK3506J采用3核A7架构CPU，具有工业接口丰富、低功耗、低延时、高实时性等优势，应用方向包括HMI、PLC、工业网关等。

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瑞芯微RK3506J具备1.5GHZ高主频，实现高性能的同时，具备更低的功耗，具备五大技术亮点，为工业控制产品稳定可靠的执行提供坚实的基础。

1）具备丰富的工业专属设计接口

RK3506J拥有丰富的工业网关所需接口，包括双百兆以太网口、2路CAN FD接口、DSMC并行通信总线可高效扩展FPGA、6路UART口、12路PWM口、3路SPI等。

瑞芯微全新升级了RK3506J的IO设计，实现了矩阵配置机制及IOMUX灵活分配，PWM接口具备高速信号脉冲计数（HSC）、双向计数器、波形发生器，RS485可自动收发及读写方向快速切换，以太网支持IEEE1588协议，Flexbus接口可支持扩展接入高速ADC及DAC 采样速率可达100MSPS。

深度优化DSMC接口能力，尤其是FPGA对接带宽吞吐率，写延时小于75ns，读延时小于260ns，16线工作条件下的带宽读写吞吐率均可超过400MB/s。

2）低延时、高实时性

RK3506J支持AMP多核异构架构，一颗芯片可支持Linux、RTOS、Bare-metal灵活组合搭配，如2xCortex-A7 Linux + 1xCortex-A7 RTOS + Cortex-M0 HAL或3xCortex-A7 RTOS + Cortex-M0 HAL等组合。系统具备微秒级中断响应延迟（<5us），采用标准RPMsg核间通信机制。

瑞芯微提供针对Linux系统的Preempt-RT或Xenomai实时补丁，在采用stress-ng加负载测试条件下，系统调度实时性可以做到延时60+us。

基于EtherCAT IgH 和CODESYS协议的系统级优化，通过以太网连接多个伺服驱动器从站精准控制伺服电机，控制周期为1毫秒时抖动延时90us左右，即实测延时抖动性能达到10%以内，可支持8轴总线控制。

3）轻量级UI框架适配，实现秒速开机

RK3506J SDK原生支持LVGL轻量级UI框架，并结合芯片内部2D硬件加速让LVGL运行更加流畅，具有<50KB RAM轻量级运行条件、包含30+组件、支持Freetype字体、跨平台支持等优点。从硬件上电到引导程序加载及内核加载，最后到UI显示，全链路启动优化，不到2.5S时间即可实现完全开机。

4）低功耗，续航更长

RK3506J满负载运行（CPU超频1.6GHz，DDR 800MHz）条件下，SOC功耗不足650mW，常温下温升小于17°。

5）多系统支持，场景应用更广泛

RK3506J发布SDK支持Linux Kernel6.1，提供基于Buildroot、Yocto系统支持，同时支持AMP多核异构系统，并在瑞芯微平台多核架构上首次实现RTOS SMP模式，在实施系统中加入了多核调度的支持。

基于上述特性可知，瑞芯微RK3506J具有工业接口丰富、低功耗、低延时、高实时性等优势，非常适用于工业场景应用，应用方向包括HMI、PLC、工业网关等。下面举例瑞芯微芯片整体解决方案在工控领域的应用案例。

RK3506J控制类产品应用框图

案例一：工业运动控制

在工业PLC与运动控制领域，基于瑞芯微RK3506J开发的伺服电机控制方案，支持EthercaCAT多轴控制，可适配专用网卡驱动，实时性更强；可以通过以太网连接多个伺服驱动从站，可以精确控制伺服电机；1ms控制周期linnux系统抖动<70us；瑞芯微还提供专用实时网卡驱动，进一步提升实时控制效率，实测延时抖动性能达到10%以内（控制周期为1ms），针对不同类型的运动控制场景的适用性更强。

案例二：工业自动化HMI人机界面

HMI(人机界面)是工业自动化中最前沿的解决方案，可以实时监控PLC、I/O模块的运行，并在HMI上形象地显示出来，同时操作者可以通过HMI向自动化设备发出控制信号，使得自动化设备可以按照操纵者的意图运行。

基于瑞芯微RK3506J开发的HMI方案，具备工业级产品的可靠性，可提供HMI与各种自控设备的高效数据交互能力，RK3506 RTOS HMI方案，支持RTOS SMP系统，多核调度；原生支持LVGL轻量级UI框架，并结合芯片内部2D硬件加速使得UI控制、响应、运行更加流畅，实现快速开机，UI显示仅耗时0.6S。

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