传统的工业机器人电机控制方案通常采用“CPU+FPGA”或“CPU+MCU*n”的组合，这不仅增加了设计的复杂性，还导致设备数量、占地面积和功耗的增加。而RZ/T2H通过单芯片设计，能够高效地控制多达9轴的工业机器人电机，同时支持包括工业以太网在内的多种网络通信，极大地简化了系统设计。
RZ/T2H主要应用于机器人、可编程逻辑控制器（PLC）、运动控制器、分布式控制系统（DCS）和计算机数控（CNC）等工业控制设备。其独特之处在于，它是业内首款同时支持工业网络和9轴电机控制的MPU产品。这一创新是否迎合了工业机器人行业的实际需求呢？
瑞萨电子嵌入式处理事业部总监沈清指出，2023年中国占据了全球机器人装机量的51%，其中47%来自中国本土企业。尽管当前市场上以6轴电机控制方案为主，但瑞萨电子凭借对市场趋势的敏锐洞察，推出了支持9轴电机控制的RZ/T2H系列MPU，旨在简化未来市场的设计需求。
瑞萨在工业领域的领先地位不仅体现在产品谱系上，更在于其对工业级MCU/MPU的专注和创新。瑞萨的产品在实时控制、电机控制、工业网络、数据安全和功能安全等领域均处于全球领先水平。
那么，研发一颗支持9轴电机控制的MPU究竟有多大的技术难度？瑞萨电子嵌入式处理事业部资深产品专家施灵峰解释道，实现9轴控制需要集成多种功能和外设，如三相PWM定时器、Δ-Σ接口和多种编码器接口，确保这些外设同步工作是一项挑战。此外，如何在9轴电机控制下保证高性能，以及实现工业以太网的联网化，都需要从系统架构的全局角度进行精心设计。
RZ/T2H系列MPU配备了四个Arm® Cortex®-A55应用CPU和两个Cortex-R52 CPU，支持32位LPDDR4-3200 SDRAM，能够高效处理Linux应用程序、机器人轨迹生成和PLC序列处理等任务。同时，其多协议支持能力使其能够灵活适应广泛的工业控制器需求。
在市场推广方面，瑞萨电子为RZ/T2H配备了丰富的配套资源，如灵活配置的软件包（FSP）、Linux软件包、多轴电机控制评估解决方案等，确保用户能够快速上手。未来，瑞萨还计划推出更小封装但性能相当的新型RZ/N2H产品，进一步满足工业控制器的多样化需求。
近日，瑞萨发布了一款面向工业应用的最高性能微处理器（MPU）——RZ/T2H。
图 | RZ//T和RZ/N系列产品路线图，来源：与非网摄制
怎么个“最高性能”法呢？我们知道市场上的工业机器人电机控制方案大都是采用的“CPU+FPGA”或“CPU+MCU*n”的路径实现的，在实现复杂的应用过程中，不仅面临设计复杂性的问题，还会在增加设备数量的同时增加面积和功耗；而RZ/T2H不仅能够实现对多达9轴工业机器人电机的高速、高精度控制，而且还在单芯片上支持包括工业以太网在内的各种网络通信。
这款MPU主要面向机器人，可编程逻辑控制器（PLC）、运动控制器、分布式控制系统（DCS）和计算机数控（CNC）等工业控制器设备。
据悉，RZ/T2H是业内首款同时支持工业网络和9轴电机控制的MPU产品。所以，9轴电机控制在工业机器人行业中真的是刚需吗？
图 | 2023年，中国占全球机器人装机量的51%；来源：与非网摄制
对此，瑞萨电子嵌入式处理事业部总监沈清表示：“2023年，中国占全球机器人装机量的51%，而在这51%中，47%都来自中国本地的机器人企业，所以AI和机器人在中国发展的都非常快。而受到下游需求侧的驱动，虽然目前市场上大都是6轴电机控制的方案，但瑞萨电子依然决定面向未来市场推出了单芯片支持9轴电机控制的RZ/T2H系列MPU，来简化设计。”
图 | 单芯片实现9轴电机控制，可以有效简化系统设计；来源：瑞萨电子
的确，瑞萨在工业领域一直走的比较前，从公司的产品谱系，我们可以看到业内有工业级MCU/MPU的厂商不少，但将工业级MCU/MPU单独呈一个产品线推出的企业其实不多，所以瑞萨在工业领域的技术、产品质量和供应链都是有口皆碑的，在实时控制、电机控制、工业网络、数据安全、功能安全等领域处于全球领先地位。
不过话又说回来，对于企业来讲，做一颗支持9轴电机控制的MPU存在怎样的技术门槛呢？
图 | 瑞萨面向工业应用推出最高性能微处理器（MPU）——RZ/T2H；来源：瑞萨电子
对此，瑞萨电子嵌入式处理事业部资深产品专家施灵峰解释道：“首先要实现9轴就会有很多功能和外设，包括三相PWM定时器、用于测量电流值的Δ-Σ接口，以及编码器接口（支持A-format™、EnDat、BiSS®、Hyperface DSL和FA-CODER）等，如何使这些外设能够同步，在整个电流环的闭环之内，让每一轴的控制能力与单轴控制方案同效，是需要下力气的；其次，在9轴电机控制的情况下，如何保证性能要求达到非常好的水平，这是在内部的架构里面要考虑的；最后，联网化是工厂数字化转型的必经之路，所以我们不是单单只实现一个9轴的工作，我们还需要工业以太网，主站、从站都要配合，这是一个非常庞大的系统，不是简单地堆砌就可以，而要从全局考虑，来进行系统架构设计。”
图 | 多核异构，驱控一体；来源：瑞萨电子
换言之，RZ/T2H系列MPU强大的应用处理性能、9轴电机控制和工业以太网三大强劲优势的背后都有架构的支撑。据悉，配备四个Arm® Cortex®-A55应用CPU，最高工作频率为1.2GHz，对于外部存储器，其支持32位LPDDR4-3200 SDRAM。两个最高工作频率为1GHz的Cortex-R52 CPU负责实时处理，每个内核配备总计576KB的高容量紧耦合存储器（TCM）。这使得在单芯片上执行Linux应用程序、机器人轨迹生成和PLC序列处理等CPU和内存密集型任务成为可能。同时，RZ/T2H还能担负电机控制和工业以太网协议处理等快速且精确的实时控制任务。
图 | 多协议、主从一体、灵活配置；来源：瑞萨电子
在支持多协议方面，RZ/T2H配备四个以太网端口、三个千兆以太网MAC（GMAC），以及一个以太网交换机。它还支持EtherCAT、PROFINET、Ethernet/IP、OPC UA以及下一代时间敏感网络（TSN）标准。这些以太网交换机和GMAC组合使得该款MPU能够支持多个工业以太网控制器及设备，从而灵活适应广泛的控制器需求，如上层以太网通信。
图 | RZ/T2H官方评估板，红色框中为RZ/T2H本地核心板
在市场推广方面，瑞萨电子嵌入式处理事业部资深产品专家杜灏表示：“瑞萨所有的产品都是量产发布，所以RZ/T2H在发布的时候已经有非常多的配套已经准备好了，比如灵活配置的软件包（FSP）、针对A55的Linux软件包、开箱即用的多轴电机控制评估解决方案包括用于驱动9轴电机的逆变器板、多轴电机控制软件包和运动实用工具（一款电机控制软件工具），以及用于工业以太网的协议样本和软件PLC软件包等。”
此外，沈清透露：“瑞萨计划于2025年第一季度发布新型RZ/N2H产品，在外设较少的情况下，该产品拥有更小的封装，但整体性能与本次发布的RZ/N2H产品相当，是PLC和运动控制器等工业控制器设备的理想之选。”
