一概要

在工業(yè)自動(dòng)化和樓宇自動(dòng)化應(yīng)用方面，使用嵌入式控制器的開(kāi)發(fā)者追求著更高的性能表現(xiàn)、更高的可靠性和長(zhǎng)期的軟件支持。為了滿(mǎn)足這些要求，我們提供了一套RZ/G2系列微處理器（MPU）和一個(gè)工業(yè)Linux軟件包，其內(nèi)核能夠提供超過(guò)10年的長(zhǎng)期支持。

不過(guò)，客戶(hù)在導(dǎo)入時(shí)，有必要對(duì)GHz頻段的傳輸線(xiàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)試，同時(shí)也要定制板級(jí)支持包，這在創(chuàng)建定制板時(shí)是一個(gè)挑戰(zhàn)。為了解決這些問(wèn)題，我們已經(jīng)開(kāi)始提供可以批量生產(chǎn)的合作伙伴板卡。合作伙伴板卡是一種很好的解決方案，它能夠消除采用MPU時(shí)的障礙，使客戶(hù)能夠立即享受到RZ/G2的優(yōu)勢(shì)。

二更高的性能表現(xiàn)

以?xún)?nèi)置在RZ/G2微處理器中的64位Armv8-A內(nèi)核為中心，通過(guò)強(qiáng)大的圖形引擎和4K視頻引擎，為客戶(hù)提供最佳的性?xún)r(jià)比。

Arm Cortex-A53和Cortex-A57 CPU內(nèi)核，采用64位架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)快速且高效的處理

通過(guò)多核結(jié)構(gòu)，能夠支持從低端到高端的所有應(yīng)用類(lèi)型。整數(shù)運(yùn)算能力方面最高可實(shí)現(xiàn)35600 DMIPS

不僅支持DDR3L和LPDDR4，也支持最高3200MT/s的外部存儲(chǔ)器的高速信號(hào)協(xié)議

通過(guò)內(nèi)置的USB 3.0、SATA、PCI-e、Gbit-Ether、QSPI和eMMC接口，能夠進(jìn)行高速通信

通過(guò)600MHz的PowerVR 3D GFX、4K UHD H.265和H.264編譯器、HDMI、LVDS和MIPI-CSI2相機(jī)輸入等配置，擁有強(qiáng)大的視頻和圖形處理功能

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圖1 RZ/G2微處理器功能概述

三更高的可靠性

工業(yè)自動(dòng)化和樓宇自動(dòng)化應(yīng)用與消費(fèi)產(chǎn)品相比，需要更高的可靠性。此外，隨著近年來(lái)網(wǎng)絡(luò)連接的機(jī)會(huì)不斷增加，網(wǎng)絡(luò)攻擊方面的風(fēng)險(xiǎn)也在增加。

RZ/G2微處理器對(duì)內(nèi)部和外部存儲(chǔ)器有內(nèi)置的糾錯(cuò)編碼（ECC），這對(duì)于那些關(guān)鍵任務(wù)、高可靠性的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是必不可少的。它還使用Trustzone（可信執(zhí)行環(huán)境）和安全啟動(dòng)來(lái)保護(hù)設(shè)備免受網(wǎng)絡(luò)攻擊。

用于高可靠性的ECC

糾錯(cuò)編碼（ECC）功能在保護(hù)RAM免受宇宙射線(xiàn)影響而引起的軟錯(cuò)誤方面起著重要作用，也因此得以實(shí)現(xiàn)擁有更高可靠性的系統(tǒng)。

通過(guò)在L1、L2高速緩存和SRAM存儲(chǔ)器中內(nèi)置ECC，來(lái)減少/消除軟錯(cuò)誤

同時(shí)通過(guò)在DDR3L或LPDDR4接口上內(nèi)置ECC，來(lái)保護(hù)外部存儲(chǔ)設(shè)備上的數(shù)據(jù)

程序和數(shù)據(jù)的安全性

我們提供了一個(gè)擁有高可靠性的平臺(tái)，具有以下安全特性。

Arm TrustZone分區(qū)

高速的加密處理

生成并保存安全密鑰

安全啟動(dòng)

建立獨(dú)特的信任根

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圖2 RZ/G2微處理器安全功能

四提供長(zhǎng)期支持與維護(hù)

工業(yè)自動(dòng)化和樓宇自動(dòng)化應(yīng)用方面的產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)、發(fā)布和運(yùn)營(yíng)的整個(gè)生命周期非常長(zhǎng)，所以有必要在整個(gè)生命周期內(nèi)做定期的維護(hù)。但若是僅由客戶(hù)自行維護(hù)的話(huà)，將耗費(fèi)巨大的費(fèi)用和工時(shí)成本，這對(duì)于客戶(hù)的開(kāi)發(fā)而言將會(huì)是一大問(wèn)題。不過(guò)，Verified Linux Package能解決這個(gè)問(wèn)題。

Verified Linux Package

（超長(zhǎng)期支持Linux軟件包）

Linux軟件包對(duì)工業(yè)領(lǐng)域所需的基礎(chǔ)軟件進(jìn)行了打包，由瑞薩電子提供打包軟件，并基于數(shù)據(jù)手冊(cè)進(jìn)行過(guò)相關(guān)的操作驗(yàn)證。客戶(hù)可以使用操作穩(wěn)定的Linux+基礎(chǔ)軟件，立即開(kāi)始應(yīng)用的開(kāi)發(fā)。由半導(dǎo)體制造商所提供的軟件，向來(lái)都沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)的維護(hù)。我們?cè)谔峁?gòu)成Linux軟件包的軟件前，都會(huì)對(duì)其操作進(jìn)行驗(yàn)證以及維護(hù)。Verified Linux Package大大減輕了客戶(hù)在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的軟件開(kāi)發(fā)負(fù)擔(dān)。

Verified Linux Package的主要特點(diǎn)

基于民用基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)（CIP）實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)期支持

5年內(nèi)回傳最新內(nèi)核的附加功能

支持超過(guò)10年的安全補(bǔ)丁

我們同時(shí)實(shí)施了社內(nèi)活動(dòng)，以擴(kuò)大維護(hù)的范圍

支持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的API

為工業(yè)/物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用準(zhǔn)備了增強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)軟件組件

增強(qiáng)了可靠性、實(shí)時(shí)性、安全性和功能安全

在標(biāo)準(zhǔn)化的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中進(jìn)行操作驗(yàn)證

許可證基于免費(fèi)且簡(jiǎn)單的點(diǎn)擊協(xié)議

免費(fèi)進(jìn)行維護(hù)

圖3 Verified Linux Package概要

所謂民用基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)（CIP）

該平臺(tái)提供了一個(gè)基于Linux的嵌入式系統(tǒng)所需的基層（base layer），以滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施的要求。由Linux基金會(huì)主導(dǎo)，世界領(lǐng)先的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)制造商推動(dòng)。

五與人工智能的親和性

我們準(zhǔn)備了一個(gè)環(huán)境，在RZ/G2微處理器上使用了以下7個(gè)具有代表性的開(kāi)源人工智能框架。這使得客戶(hù)可以直接在嵌入式平臺(tái)上測(cè)試他們的人工智能模型。

圖4 支持框架和版本

六設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的便利性

客戶(hù)需自行設(shè)計(jì)和驗(yàn)證板卡，并變更板級(jí)支持包，才能享受到我們目前為止所展示的RZ/G2微處理器的優(yōu)點(diǎn)。為了解決這些問(wèn)題，我們已經(jīng)開(kāi)始提供可以批量生產(chǎn)的合作伙伴板卡。合作伙伴板卡是一種很好的解決方案，它能夠消除采用MPU時(shí)的障礙，使開(kāi)發(fā)者能夠即時(shí)享受到RZ/G2的優(yōu)點(diǎn)。

RZ/G2板卡合作伙伴解決方案為客戶(hù)提供了以下優(yōu)勢(shì)：

1無(wú)需設(shè)計(jì)高速I(mǎi)F（無(wú)需設(shè)計(jì)PCB）

作為GHz頻段的接口，在PCI-express、Serial-ATA、USB3.0、HDMI和LPDDR4/DDR3L的PCB設(shè)計(jì)方面是非常困難、且需要耗費(fèi)很多工時(shí)和費(fèi)用的。合作伙伴板卡解決方案作為已預(yù)先設(shè)計(jì)和評(píng)估過(guò)的板卡，使得客戶(hù)不需要再對(duì)PCB進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2專(zhuān)注于應(yīng)用開(kāi)發(fā)

當(dāng)客戶(hù)對(duì)板卡進(jìn)行自定義時(shí)，需要花時(shí)間開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)程序來(lái)對(duì)RZ/G的外圍設(shè)備進(jìn)行操作。合作伙伴板卡解決方案允許使用預(yù)先準(zhǔn)備好的板級(jí)支持包，因此客戶(hù)可以專(zhuān)注于應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)這一本該專(zhuān)注的任務(wù)上。

3選擇符合要求規(guī)格的板卡

客戶(hù)可以從各種各樣的合作伙伴板卡中選擇滿(mǎn)足自己要求的板卡。當(dāng)板卡數(shù)量較少時(shí)，往往會(huì)發(fā)生找不到符合自己要求的板卡的情況，但由于我們已經(jīng)開(kāi)始提供諸多的合作伙伴板卡，故客戶(hù)總能找到符合他們需求的那一款。

七結(jié)論

RZ/G2微處理器的性能和可靠性能夠滿(mǎn)足工業(yè)自動(dòng)化和樓宇自動(dòng)化的要求，并提供一個(gè)工業(yè)Linux軟件包，其內(nèi)核維護(hù)周期在10年以上，使得產(chǎn)品能夠長(zhǎng)期運(yùn)行。

此外，對(duì)于那些迄今為止因?yàn)楣r(shí)和成本的問(wèn)題而放棄了引進(jìn)板卡開(kāi)發(fā)的客戶(hù)而言，能夠通過(guò)我們提供的這種可批量生產(chǎn)的合作伙伴板卡，簡(jiǎn)單且無(wú)負(fù)擔(dān)地使用RZ/G2微處理器，并體會(huì)它的優(yōu)勢(shì)。

審核編輯：湯梓紅