RZ/G2系列微處理器解決方案

一概要

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

不過，客戶在導(dǎo)入時，有必要對GHz頻段的傳輸線進行設(shè)計和調(diào)試，同時也要定制板級支持包，這在創(chuàng)建定制板時是一個挑戰(zhàn)。為了解決這些問題，我們已經(jīng)開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時的障礙，使客戶能夠立即享受到RZ/G2的優(yōu)勢。

二更高的性能表現(xiàn)

以內(nèi)置在RZ/G2微處理器中的64位Armv8-A內(nèi)核為中心，通過強大的圖形引擎和4K視頻引擎，為客戶提供最佳的性價比。

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

通過多核結(jié)構(gòu)，能夠支持從低端到高端的所有應(yīng)用類型。整數(shù)運算能力方面最高可實現(xiàn)35600 DMIPS

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

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

通過600MHz的PowerVR 3D GFX、4K UHD H.265和H.264編譯器、HDMI、LVDS和MIPI-CSI2相機輸入等配置，擁有強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)自動化和樓宇自動化應(yīng)用與消費產(chǎn)品相比，需要更高的可靠性。此外，隨著近年來網(wǎng)絡(luò)連接的機會不斷增加，網(wǎng)絡(luò)攻擊方面的風(fēng)險也在增加。

RZ/G2微處理器對內(nèi)部和外部存儲器有內(nèi)置的糾錯編碼（ECC），這對于那些關(guān)鍵任務(wù)、高可靠性的系統(tǒng)來說是必不可少的。它還使用Trustzone（可信執(zhí)行環(huán)境）和安全啟動來保護設(shè)備免受網(wǎng)絡(luò)攻擊。

用于高可靠性的ECC

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

通過在L1、L2高速緩存和SRAM存儲器中內(nèi)置ECC，來減少/消除軟錯誤

同時通過在DDR3L或LPDDR4接口上內(nèi)置ECC，來保護外部存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)

程序和數(shù)據(jù)的安全性

我們提供了一個擁有高可靠性的平臺，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

建立獨特的信任根

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圖2 RZ/G2微處理器安全功能

四提供長期支持與維護

工業(yè)自動化和樓宇自動化應(yīng)用方面的產(chǎn)品在開發(fā)、發(fā)布和運營的整個生命周期非常長，所以有必要在整個生命周期內(nèi)做定期的維護。但若是僅由客戶自行維護的話，將耗費巨大的費用和工時成本，這對于客戶的開發(fā)而言將會是一大問題。不過，Verified Linux Package能解決這個問題。

Verified Linux Package

（超長期支持Linux軟件包）

Linux軟件包對工業(yè)領(lǐng)域所需的基礎(chǔ)軟件進行了打包，由瑞薩電子提供打包軟件，并基于數(shù)據(jù)手冊進行過相關(guān)的操作驗證?？蛻艨梢允褂貌僮鞣€(wěn)定的Linux+基礎(chǔ)軟件，立即開始應(yīng)用的開發(fā)。由半導(dǎo)體制造商所提供的軟件，向來都沒有進行系統(tǒng)的維護。我們在提供構(gòu)成Linux軟件包的軟件前，都會對其操作進行驗證以及維護。Verified Linux Package大大減輕了客戶在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程中的軟件開發(fā)負擔(dān)。

Verified Linux Package的主要特點

基于民用基礎(chǔ)設(shè)施平臺（CIP）實現(xiàn)超長期支持

5年內(nèi)回傳最新內(nèi)核的附加功能

支持超過10年的安全補丁

我們同時實施了社內(nèi)活動，以擴大維護的范圍

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)備了增強的標(biāo)準(zhǔn)軟件組件

增強了可靠性、實時性、安全性和功能安全

在標(biāo)準(zhǔn)化的軟件開發(fā)過程中進行操作驗證

許可證基于免費且簡單的點擊協(xié)議

免費進行維護

圖3 Verified Linux Package概要

所謂民用基礎(chǔ)設(shè)施平臺（CIP）

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

五與人工智能的親和性

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

圖4 支持框架和版本

六設(shè)計和開發(fā)的便利性

客戶需自行設(shè)計和驗證板卡，并變更板級支持包，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。為了解決這些問題，我們已經(jīng)開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時的障礙，使開發(fā)者能夠即時享受到RZ/G2的優(yōu)點。

RZ/G2板卡合作伙伴解決方案為客戶提供了以下優(yōu)勢：

1無需設(shè)計高速IF（無需設(shè)計PCB）

作為GHz頻段的接口，在PCI-express、Serial-ATA、USB3.0、HDMI和LPDDR4/DDR3L的PCB設(shè)計方面是非常困難、且需要耗費很多工時和費用的。合作伙伴板卡解決方案作為已預(yù)先設(shè)計和評估過的板卡，使得客戶不需要再對PCB進行設(shè)計。

2專注于應(yīng)用開發(fā)

當(dāng)客戶對板卡進行自定義時，需要花時間開發(fā)驅(qū)動程序來對RZ/G的外圍設(shè)備進行操作。合作伙伴板卡解決方案允許使用預(yù)先準(zhǔn)備好的板級支持包，因此客戶可以專注于應(yīng)用程序開發(fā)這一本該專注的任務(wù)上。

3選擇符合要求規(guī)格的板卡

客戶可以從各種各樣的合作伙伴板卡中選擇滿足自己要求的板卡。當(dāng)板卡數(shù)量較少時，往往會發(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)開始提供諸多的合作伙伴板卡，故客戶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足工業(yè)自動化和樓宇自動化的要求，并提供一個工業(yè)Linux軟件包，其內(nèi)核維護周期在10年以上，使得產(chǎn)品能夠長期運行。

此外，對于那些迄今為止因為工時和成本的問題而放棄了引進板卡開發(fā)的客戶而言，能夠通過我們提供的這種可批量生產(chǎn)的合作伙伴板卡，簡單且無負擔(dān)地使用RZ/G2微處理器，并體會它的優(yōu)勢。

審核編輯：湯梓紅