強化MCU安全與通訊設計 瑞薩電子讓開發工作更輕鬆

2020/10/22 - DIGITIMES企劃

自動化是工控領域的核心技術，在智慧化概念出現前，各種自動化機台設備早就被應用在工廠環境中。由於現在產線仍多是人與機器設備共工，稍有疏失就會造成工安事件，因此設備的安全設計非常重要。除了安全性之外，工業通訊也是近期工控領域的焦點議題，完善的通訊架構是智慧製造系統的基礎，因此在這次的MCU論壇中，台灣瑞薩電子協理王裕瑞就以「工業自動化的安全設計(FuSA)與工業網路(Industrial Network)展望」為題，剖析這工控系統的這兩大趨勢。

王裕瑞指出，安全性是工廠製造系統的設計前提，尤其現在多數工廠中都有大量的自動化機台，這些機台如果設計不佳或使用不當，就有可能為現場工作人員造成重大傷害。為了讓各廠商的機台設備有一致的安全防護，國際電工協會(IEC)制定出IEC 61508規範，並將設立SIL安全完整性等級，SIL納入要求失效概率與風險減低係數兩項條件，定義出4種安全等級，現在工控設備至少需有第三方公正單位認證的SIL3，才能確保其安全性。

對於工控設備的安全性，瑞薩電子從5大面向著手滿足市場需求，首先是瑞薩電子的功能安全解決方案，涵蓋了開發與認證兩大部分，並大幅簡化開發與認證流程。其次是該公司使用已經認證的安全軟體，使用者無須針對MCU另行開發相關軟體。第三是提供了雙MCU安全系統版卡做為硬體參考設計，可縮短系統開發時間。第四是提供內涵IEC61508的設計知識標準的安全指南。最後則是有經過認證的編譯器，可協助工程師穩定且快速的開發產品。

在工業通訊網路部分，王裕瑞則表示，在智慧化趨勢下，製造現場的通訊標準主流已轉向工業乙太網路。從架構來看，製造系統由上往下可分為資訊、控制、現場總線、感測等四層網路，這四層網路會因對應的系統設備與運作目標有特殊設計，整體而言，工業通訊系統首重穩定與即時兩大特性。至於整體趨勢發展，乙太網路再高速、大頻寬與穩定優勢下，現已成為工控系統的首選通訊標準，2018年此標準在製造系統的安裝比例已超過一半。

對於市場的工業乙太網路需求，瑞薩電子的RX72M與RXV3 CORE提供了完整功能，RX72M系列MCU的功能強大，並可視狀況搭配不同等級的RX CORE，RXv1為入門級架構，適用於低功號區域網路，RXv2強化了DSP指令與浮點運算，兼具低功耗與高效能特色。RXv3透過寄存器保存功能改善了中斷響應。

整體而言，瑞薩電子已在其MCU產品與核心架構上，強化了工業乙太網路功能，同時內建Client端的EtherCAT與大容量快閃記憶體，縮建設被內部空間，此外瑞薩的MCU無須更動硬體配置，只需進行替換程序就可支援另一通訊協議，大幅簡化設計流程，同時也讓產品更具競爭力。


圖說：台灣瑞薩電子協理王裕瑞。