RA高性能電機控制MCU -RA8T1

基于Arm Cortex-M85處理器的RA8T1高性能MCU產品群 針對電機控制和逆變器應用進行優化

產品詳解篇

瑞薩的RA家族基于Arm Cortex-M內核打造，自2019年10月份正式誕生，短短四年多時間已經快速發展成廣泛的產品陣容，眾多型號用以滿足各式各樣的用戶需求。

其中，專門面向電機/逆變器控制應用的RA-T系列產品，完美結合了Arm生態和瑞薩先進的外設功能，得到廣大客戶的高度評價。本次瑞薩推出高性能的電機控制RA8T1 MCU，將瑞薩RA家族擴充到4個系列（RA2/RA4/RA6/RA8）、25個產品群、319個產品型號。

在此，我們先來簡單回顧一下瑞薩RA-T電機控制MCU產品線。

瑞薩RA-T電機控制MCU路線圖

● 從低端到高端的廣泛電機控制MCU系列，具有最佳功能設定；

●保持CPU和外設的可擴展性，實現獨特的硬件IP；

●支持電機控制評估套件、工具和軟件。

RA4T1和RA6T3憑借其高性價比、小封裝和優化的外設功能，非常適用于單電機控制的緊湊型系統，比如變頻家電、電動工具和小型機器人等。

RA6T1和RA6T2具備較高性能、豐富的功能外設，適用于雙電機控制系統，具備高分辨率PWM輸出功能更可以拓展到數字電源等應用。特別是RA6T2搭載了強大的硬件加速器，包括一個三角函數單元（TFU）和一個無限脈沖響應濾波器（IIR），用以大幅減少在電機控制中復雜的矢量運算、電流環、速度環等處理時間，降低CPU負荷以擴展更多附加功能。RA6T2還內置了兩個高速ADC單元，支持12位和16位分辨率，最高0.16微秒的高速轉換。

隨著電機應用的快速發展，對MCU提出了越來越高的要求。比如在高端電機應用中，除了精確的電機控制外，系統還需要兼顧其他應用程序、豐富的通信功能、高安全性以及智能化應用等等。RA8T1正是為此而生，幫助設計人員滿足這些要求。

RA8T1 MCU基于Arm Cortex-M85內核構建，工作頻率高達480MHz，提供高達2MB閃存和1MB SRAM（包括 TCM）的大內存選項、支持互補PWM輸出的16位/32位定時器、12位ADC（包括3通道采樣和保持）、以及用于電機控制的高速模擬比較器。連接功能包括以太網MAC、CAN FD、USB 2.0全速模塊、SD/MMC主機接口和I3C。此外，Armv8.1-M架構支持Helium技術，可顯著提高AI/ML計算性能，并支持Pointer AuthentiCation和Branch Target Identification（PACBTI）和TrustZone以增強安全性。

RA8T1產品規格

產品特性

RA8T1產品的主要特性

1

極致性能

A) 搭載超高性能的Arm Cortex-M85內核，性能高達3068 CoreMark@480MHz。

B) 結合Helium先進技術，能夠在數字信號處理器（DSP）和機器學習（ML）方面獲得相比Cortex-M7內核高4倍的性能提升。

C) 在實現高效電機控制的同時，便于拓展功能安全、嵌入式人工智能等附加功能。

2

豐富的電機/逆變控制外設單元

A) 高達2MB的雙區閃存和1MB SRAM（包括TCM），100至224引腳的廣泛產品陣容。

B) 通用32位增強型PWM定時器，支持三相互補PWM輸出、死區控制等多種功能，可輕松實現各種類型電機控制

C) 兩個12位ADC單元，支持3通道同步采樣保持電路。以及DAC（2通道）、高速比較器、溫度傳感器等。

D) 豐富連接功能，支持以太網MAC/DMA、USB全速、CAN FD、I3C/I2C、SCI、SPI和SD/MMC接口。

3

安全配置

A) 支持AES、TRNG、RSA 4K/ECC、SHA-2、用于FSBL的不可變存儲、防篡改DPA/SPA側信道保護等最新安全特性。

B) 端口輸出保護單元POE，在發生異常狀況下強制關斷PWM輸出，及時保護電機和逆變器電路。

4

輕松開發，縮短開發周期

A) 集成式電機控制評估硬件套件

B)靈活軟件包（FSP）

C）提供各種電機控制示例程序

D)用于實時調試的GUI工具：Renesas Motor Workbench, QE for Motor

接下來我們來聊一聊RA8T1的優異性能和核心配置。

RA8T1是瑞薩基于Arm Cortex-M85 內核的第三個MCU產品組，精確定位于電機控制應用。Cortex-M85是Arm推出的迄今為止性能最強的Cortex-M處理器，借助其6.39 CoreMark/MHz 的超高處理能力，RA8T1達到了3068 CoreMark@480MHz的業界領先性能。同時搭載了Armv8.1-M架構支持的Helium技術，與現有的Cortex-M7產品相比，Armv8.1-M架構支持的Helium技術可以將數字信號處理器（DSP）或機器學習（ML）性能提高4倍，與同樣支持Helium的處理器Cortex-M55相比，它還帶來了約20%的矢量處理性能提升。

Arm Cortex-M85 - 高性能M-Class內核

這里可能有很多小伙伴對于Helium技術還比較陌生。Helium是在Arm 8.1M架構中引入的面向DSP和機器學習ML應用的M型矢量擴展（MVE）技術。2019年首次在Cortex-M55內核上推出，類似于Arm A系列處理器上的“Neon”。它的出現，使小型低功耗嵌入式系統能夠滿足音頻處理、無人機導航和控制、AR/VR應用、傳感器集中器、圖像處理和汽車等各種應用中的計算需求。

憑借其極致的性能，RA8T1實現了對電機系統的更精確控制，可滿足工業、樓宇自動化，以及智能家居等應用中常見的電機、電源和其它產品的實時控制要求，并將有助于用戶打造高效率系統。

除了高性能內核外，RA8T1還具有豐富的集成功能，它還能夠為用戶應用帶來附加價值，如AI/ML功能、網絡連接、功能安全等。

產品選型

RA8T1產品群共八種器件，支持100引腳LQFP、144引腳LQFP、176引腳LQFP和224引腳BGA四種封裝，以及1MB和2MB兩類閃存大小。

雖然所有器件均支持-40至125攝氏度的結溫范圍，但請注意，不同封裝類型的最大運行頻率是不同的。追求極致性能的小伙伴，請選擇224 BGA封裝哦！

RA8T1產品選型