基于 Renesas RX65N 的工业控制网络应用设计方案(含原理图+方案阐述) 电路方案

随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展,传统的控制领域正经历着一场前所未有的变革,开始向网络化方向发展。对诸如图像、语音信号等大数据量、高速率传输的要求,又催生了当前在商业领域风靡的以太网与控制网络的结合。这股工业控制系统网络化浪潮又将诸如嵌入式技术、多标准工业控制网络互联、无线技术等多种当今流行技术融合进来,从而拓展了工业控制领域的发展空间,带来新的发展机遇。 大联大世平集团针对工业控制网络市场,推出基于 Renesas MCU RX65N 的工业控制器方案。此方案结合以太网和 USB 接口,并带有 Android 接口,可方便扩展工业控制上的其他功能,比如 HMI、Sensor 信号采集等。RX65N上配备多种加密引擎,满足工业控制网络中的安全防控。还有 Dual Bank Flash ,方便固件升级。 硬件设计说明: 主控 采用的是 Renesas MCU RX65N,该产品是主流 RX 微控制器,具有 RXv2 内核、大容量 RAM,提供增强的安全性、连接功能和人机界面 (HMI) 功能。它的基本参数如下: RXv2 内核 120 MHz 工作频率 (34 CoreMark/mA) 2.7 至 3.6 V 工作电压 多种封装类型:64引脚(4.5mm x 4.5mm,BGA)至176引脚 配备各种通信接口,比如以太网、USB、CAN、SD 主机接口和四通道 SPI 最大2MB程序闪存,640KB SRAM(DualBank Flash 使得固件更新更方便) HMI:TFT-LCD 控制器和 2D 图形引擎可以减少 LCD 显示时的 CPU 负载 Analog: 12-bit ADC : 8 + 21 Channels 12-bit DAC : 2 Channels 安全: 配备内存保护功能,可以防止非法访问闪存 配备TSIP,防止关键数据泄露 配备各种加密引擎:AES、TRNG、TDES、RSA、SHA 低功耗、高性价比 芯片价格较同类产品有优势 主控 MCU 框图如下图所示: Ethernet PHY 方案采用的 Ethernet PHY 芯片是 Microchip 的 LAN8720A。LAN8720A 是体积小、功耗低、全能型 10/100以太网收发器。可通过 RMII 接口连接到 MCU。并且内置了低压调节器和 ESD 保护组件,大大降低了 BOM 成本。 电源设计 方案采用的电源芯片是 Renesas 的同步降压 DC-DC ISL80019AIRZ。其特点如下: 输入电源电压 Vin:2.7-5.5V 输出电压 Vout:0.6V-Vin 最大输出电流 Iout:1.5A 开关频率 Fsw:2MHz 过流/短路保护 过热保护 效率高达 95% ► 核心技术优势 1. 32-bit RXv2 CPU Core 2. CPU 最高工作频率高达 120MHz 3. Flash: 2048MB,读取速度:120MHz,Dual Bank 结构 4. Analog: 8 + 21 Channels 12-bit ADC and 2 Channels 12-bit DAC 5. TFT-LCD 控制器和 2D 图形引擎 6. Ethernet MAC 7. USB: PHY layer (1 channel) for host/function or OTG controller(1 channel) with full-speed USB 2.0 transfer 8. CAN (符合协议 ISO11898-1), incorporating 32 mailboxes (up to 2 channels) 9. 加密引擎: AES、TRNG、TDES、RSA、SHA ► 方案规格 1. 处理器: Renesas RXv2 2. 存储器: 2048 MB Flash 3. 频率: 120 MHz 4. 以太网:10/100 RMII 5. USB:USB-A & USB-Mini 6. Arduino 接口 7. 开发板尺寸 : 80 * 120 mm 方案来源于大大通。