RZ/G2系列微处理器解决方案

一概要

在工业自动化和楼宇自动化应用方面，使用嵌入式控制器的开发者追求着更高的性能表现、更高的可靠性和长期的软件支持。为了满足这些要求，我们提供了一套RZ/G2系列微处理器（MPU）和一个工业Linux软件包，其内核能够提供超过10年的长期支持。

不过，客户在导入时，有必要对GHz频段的传输线进行设计和调试，同时也要定制板级支持包，这在创建定制板时是一个挑战。为了解决这些问题，我们已经开始提供可以批量生产的合作伙伴板卡。合作伙伴板卡是一种很好的解决方案，它能够消除采用MPU时的障碍，使客户能够立即享受到RZ/G2的优势。

二更高的性能表现

以内置在RZ/G2微处理器中的64位Armv8-A内核为中心，通过强大的图形引擎和4K视频引擎，为客户提供最佳的性价比。

Arm Cortex-A53和Cortex-A57 CPU内核，采用64位架构，可实现快速且高效的处理

通过多核结构，能够支持从低端到高端的所有应用类型。整数运算能力方面最高可实现35600 DMIPS

不仅支持DDR3L和LPDDR4，也支持最高3200MT/s的外部存储器的高速信号协议

通过内置的USB 3.0、SATA、PCI-e、Gbit-Ether、QSPI和eMMC接口，能够进行高速通信

通过600MHz的PowerVR 3D GFX、4K UHD H.265和H.264编译器、HDMI、LVDS和MIPI-CSI2相机输入等配置，拥有强大的视频和图形处理功能

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图1 RZ/G2微处理器功能概述

三更高的可靠性

工业自动化和楼宇自动化应用与消费产品相比，需要更高的可靠性。此外，随着近年来网络连接的机会不断增加，网络攻击方面的风险也在增加。

RZ/G2微处理器对内部和外部存储器有内置的纠错编码（ECC），这对于那些关键任务、高可靠性的系统来说是必不可少的。它还使用Trustzone（可信执行环境）和安全启动来保护设备免受网络攻击。

用于高可靠性的ECC

纠错编码（ECC）功能在保护RAM免受宇宙射线影响而引起的软错误方面起着重要作用，也因此得以实现拥有更高可靠性的系统。

通过在L1、L2高速缓存和SRAM存储器中内置ECC，来减少/消除软错误

同时通过在DDR3L或LPDDR4接口上内置ECC，来保护外部存储设备上的数据

程序和数据的安全性

我们提供了一个拥有高可靠性的平台，具有以下安全特性。

Arm TrustZone分区

高速的加密处理

生成并保存安全密钥

安全启动

建立独特的信任根

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图2 RZ/G2微处理器安全功能

四提供长期支持与维护

工业自动化和楼宇自动化应用方面的产品在开发、发布和运营的整个生命周期非常长，所以有必要在整个生命周期内做定期的维护。但若是仅由客户自行维护的话，将耗费巨大的费用和工时成本，这对于客户的开发而言将会是一大问题。不过，Verified Linux Package能解决这个问题。

Verified Linux Package

（超长期支持Linux软件包）

Linux软件包对工业领域所需的基础软件进行了打包，由瑞萨电子提供打包软件，并基于数据手册进行过相关的操作验证。客户可以使用操作稳定的Linux+基础软件，立即开始应用的开发。由半导体制造商所提供的软件，向来都没有进行系统的维护。我们在提供构成Linux软件包的软件前，都会对其操作进行验证以及维护。Verified Linux Package大大减轻了客户在嵌入式系统开发过程中的软件开发负担。

Verified Linux Package的主要特点

基于民用基础设施平台（CIP）实现超长期支持

5年内回传最新内核的附加功能

支持超过10年的安全补丁

我们同时实施了社内活动，以扩大维护的范围

支持行业标准的API

为工业/物联网应用准备了增强的标准软件组件

增强了可靠性、实时性、安全性和功能安全

在标准化的软件开发过程中进行操作验证

许可证基于免费且简单的点击协议

免费进行维护

图3 Verified Linux Package概要

所谓民用基础设施平台（CIP）

该平台提供了一个基于Linux的嵌入式系统所需的基层（base layer），以满足现代社会基础设施的要求。由Linux基金会主导，世界领先的基础设施系统制造商推动。

五与人工智能的亲和性

我们准备了一个环境，在RZ/G2微处理器上使用了以下7个具有代表性的开源人工智能框架。这使得客户可以直接在嵌入式平台上测试他们的人工智能模型。

图4 支持框架和版本

六设计和开发的便利性

客户需自行设计和验证板卡，并变更板级支持包，才能享受到我们目前为止所展示的RZ/G2微处理器的优点。为了解决这些问题，我们已经开始提供可以批量生产的合作伙伴板卡。合作伙伴板卡是一种很好的解决方案，它能够消除采用MPU时的障碍，使开发者能够即时享受到RZ/G2的优点。

RZ/G2板卡合作伙伴解决方案为客户提供了以下优势：

1无需设计高速IF（无需设计PCB）

作为GHz频段的接口，在PCI-express、Serial-ATA、USB3.0、HDMI和LPDDR4/DDR3L的PCB设计方面是非常困难、且需要耗费很多工时和费用的。合作伙伴板卡解决方案作为已预先设计和评估过的板卡，使得客户不需要再对PCB进行设计。

2专注于应用开发

当客户对板卡进行自定义时，需要花时间开发驱动程序来对RZ/G的外围设备进行操作。合作伙伴板卡解决方案允许使用预先准备好的板级支持包，因此客户可以专注于应用程序开发这一本该专注的任务上。

3选择符合要求规格的板卡

客户可以从各种各样的合作伙伴板卡中选择满足自己要求的板卡。当板卡数量较少时，往往会发生找不到符合自己要求的板卡的情况，但由于我们已经开始提供诸多的合作伙伴板卡，故客户总能找到符合他们需求的那一款。

七结论

RZ/G2微处理器的性能和可靠性能够满足工业自动化和楼宇自动化的要求，并提供一个工业Linux软件包，其内核维护周期在10年以上，使得产品能够长期运行。

此外，对于那些迄今为止因为工时和成本的问题而放弃了引进板卡开发的客户而言，能够通过我们提供的这种可批量生产的合作伙伴板卡，简单且无负担地使用RZ/G2微处理器，并体会它的优势。

审核编辑：汤梓红