RA高性能电机控制MCU - RA8T1

基于Arm Cortex-M85处理器的RA8T1高性能MCU产品群 针对电机控制和逆变器应用进行优化

产品详解篇

瑞萨的RA家族基于Arm® Cortex®-M内核打造，自2019年10月份正式诞生，短短四年多时间已经快速发展成广泛的产品阵容，众多型号用以满足各式各样的用户需求。

其中，专门面向电机/逆变器控制应用的RA-T系列产品，完美结合了Arm生态和瑞萨先进的外设功能，得到广大客户的高度评价。本次瑞萨推出高性能的电机控制RA8T1 MCU，将瑞萨RA家族扩充到4个系列（RA2/RA4/RA6/RA8）、25个产品群、319个产品型号。

在此，我们先来简单回顾一下瑞萨RA-T电机控制MCU产品线。

瑞萨RA-T电机控制MCU路线图

● 从低端到高端的广泛电机控制MCU系列，具有最佳功能设定；

● 保持CPU和外设的可扩展性，实现独特的硬件IP；

● 支持电机控制评估套件、工具和软件。

RA4T1和RA6T3凭借其高性价比、小封装和优化的外设功能，非常适用于单电机控制的紧凑型系统，比如变频家电、电动工具和小型机器人等。

RA6T1和RA6T2具备较高性能、丰富的功能外设，适用于双电机控制系统，具备高分辨率PWM输出功能更可以拓展到数字电源等应用。特别是RA6T2搭载了强大的硬件加速器，包括一个三角函数单元（TFU）和一个无限脉冲响应滤波器（IIR），用以大幅减少在电机控制中复杂的矢量运算、电流环、速度环等处理时间，降低CPU负荷以扩展更多附加功能。RA6T2还内置了两个高速ADC单元，支持12位和16位分辨率，最高0.16微秒的高速转换。

随着电机应用的快速发展，对MCU提出了越来越高的要求。比如在高端电机应用中，除了精确的电机控制外，系统还需要兼顾其他应用程序、丰富的通信功能、高安全性以及智能化应用等等。RA8T1正是为此而生，帮助设计人员满足这些要求。

RA8T1 MCU基于Arm® Cortex®-M85内核构建，工作频率高达480MHz，提供高达2MB闪存和1MB SRAM（包括 TCM）的大内存选项、支持互补PWM输出的16位/32位定时器、12位ADC（包括3通道采样和保持）、以及用于电机控制的高速模拟比较器。连接功能包括以太网MAC、CAN FD、USB 2.0全速模块、SD/MMC主机接口和I3C。此外，Armv8.1-M架构支持Helium技术，可显著提高AI/ML计算性能，并支持Pointer AuthentiCation和Branch Target Identification（PACBTI）和TrustZone®以增强安全性。

RA8T1产品规格

产品特性：RA8T1产品的主要特性

1、极致性能

A) 搭载超高性能的Arm® Cortex®-M85内核，性能高达3068 CoreMark@480MHz。

B) 结合Helium先进技术，能够在数字信号处理器（DSP）和机器学习（ML）方面获得相比Cortex-M7内核高4倍的性能提升。

C) 在实现高效电机控制的同时，便于拓展功能安全、嵌入式人工智能等附加功能。

2、丰富的电机/逆变控制外设单元

A) 高达2MB的双区闪存和1MB SRAM（包括TCM），100至224引脚的广泛产品阵容。

B) 通用32位增强型PWM定时器，支持三相互补PWM输出、死区控制等多种功能，可轻松实现各种类型电机控制

C) 两个12位ADC单元，支持3通道同步采样保持电路。以及DAC（2通道）、高速比较器、温度传感器等。

D) 丰富连接功能，支持以太网MAC/DMA、USB全速、CAN FD、I3C/I2C、SCI、SPI和SD/MMC接口。

3、安全配置

A) 支持AES、TRNG、RSA 4K/ECC、SHA-2、用于FSBL的不可变存储、防篡改DPA/SPA侧信道保护等最新安全特性。

B) 端口输出保护单元POE，在发生异常状况下强制关断PWM输出，及时保护电机和逆变器电路。

4、轻松开发，缩短开发周期

A) 集成式电机控制评估硬件套件

B)灵活软件包（FSP）

C）提供各种电机控制示例程序

D)用于实时调试的GUI工具：Renesas Motor Workbench, QE for Motor

接下来我们来聊一聊RA8T1的优异性能和核心配置。

RA8T1是瑞萨基于Arm Cortex-M85 内核的第三个MCU产品组，精确定位于电机控制应用。Cortex-M85是Arm推出的迄今为止性能最强的Cortex-M处理器，借助其6.39 CoreMark/MHz 的超高处理能力，RA8T1达到了3068 CoreMark@480MHz的业界领先性能。同时搭载了Armv8.1-M架构支持的Helium技术，与现有的Cortex-M7产品相比，Armv8.1-M架构支持的Helium技术可以将数字信号处理器（DSP）或机器学习（ML）性能提高4倍，与同样支持Helium的处理器Cortex-M55相比，它还带来了约20%的矢量处理性能提升。

Arm Cortex-M85 - 高性能M-Class内核

这里可能有很多小伙伴对于Helium技术还比较陌生。Helium是在Arm 8.1M架构中引入的面向DSP和机器学习ML应用的M型矢量扩展（MVE）技术。2019年首次在Cortex-M55内核上推出，类似于Arm A系列处理器上的“Neon”。它的出现，使小型低功耗嵌入式系统能够满足音频处理、无人机导航和控制、AR/VR应用、传感器集中器、图像处理和汽车等各种应用中的计算需求。

凭借其极致的性能，RA8T1实现了对电机系统的更精确控制，可满足工业、楼宇自动化，以及智能家居等应用中常见的电机、电源和其它产品的实时控制要求，并将有助于用户打造高效率系统。

除了高性能内核外，RA8T1还具有丰富的集成功能，它还能够为用户应用带来附加价值，如AI/ML功能、网络连接、功能安全等。

产品选型

RA8T1产品群共八种器件，支持100引脚LQFP、144引脚LQFP、176引脚LQFP和224引脚BGA四种封装，以及1MB和2MB两类闪存大小。

虽然所有器件均支持-40至125摄氏度的结温范围，但请注意，不同封装类型的最大运行频率是不同的。追求极致性能的小伙伴，请选择224 BGA封装哦！

RA8T1产品选型

我们相信，RA8T1独特的特性非常适合许多对于功能和性能有极致要求的客户。