在工業(yè)控制系統(tǒng)和工廠或過(guò)程自動(dòng)化設(shè)備當(dāng)中，大量存在傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線通信設(shè)備，隨著智能制造、工業(yè)4.0的發(fā)展，傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線越發(fā)表現(xiàn)出其不足，如數(shù)據(jù)傳輸速率受限，難以滿足高速數(shù)據(jù)的要求；其二，現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞撵`活性不足，限制設(shè)備數(shù)量和連接方式；再者，現(xiàn)場(chǎng)總線的實(shí)時(shí)響應(yīng)速度也因?yàn)榧夹g(shù)瓶頸而受到限制；當(dāng)然還有其他的一些問(wèn)題。

為此，走向高速數(shù)據(jù)傳輸、支持靈活網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⑤^高的實(shí)時(shí)性、確定性和低延時(shí)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用成為主流和市場(chǎng)趨勢(shì)。工業(yè)以太網(wǎng)（Industrial Ethernet）是基于IEEE 802.3（Ethernet）的強(qiáng)大的區(qū)域和單元網(wǎng)絡(luò)，是專門(mén)針對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)和工廠或過(guò)程自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。它在技術(shù)上與商用以太網(wǎng)（即IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)）兼容，但產(chǎn)品和應(yīng)用有所不同。對(duì)比于傳統(tǒng)的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線，工業(yè)以太網(wǎng)能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)在材質(zhì)選用、產(chǎn)品強(qiáng)度、適用性、實(shí)時(shí)性、可互操作性、可靠性、抗干擾性、本質(zhì)安全性等方面的特殊需求。按照協(xié)議分類，工業(yè)以太網(wǎng)可以分為EtherCAT、PROFINET RT/IRT、EtherNet/IP、時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）等。

為了聚焦工業(yè)4.0核心需求，探討工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)演進(jìn)方向，解析瑞薩電子在工業(yè)以太網(wǎng)領(lǐng)域的創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)合作與生態(tài)共建，瑞薩電子將于2025年3-4月在全國(guó)六大城市（深圳、廣州、北京、蘇州、西安、上海）巡回舉辦以《芯引擎——為工業(yè)以太網(wǎng)打造芯動(dòng)力》為主題的，2025瑞薩工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)日，為工程師與企業(yè)決策者提供實(shí)時(shí)通信技術(shù)最佳解決方案，通過(guò)案例剖析、現(xiàn)場(chǎng)演示、動(dòng)手實(shí)踐，全方位解讀瑞薩電子最新EtherCAT/PROFINET/EIP解決方案，洞察行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，助力企業(yè)高效開(kāi)發(fā)更具競(jìng)爭(zhēng)力的工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品。

瑞薩電子在工廠或過(guò)程自動(dòng)化上有著悠久且長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略部署。從系統(tǒng)的控制層，有瑞薩電子RZ/RA/RX MCU/MPU針對(duì)PLC，PLC IO、耦合器、工業(yè)網(wǎng)關(guān)等不同解決方案；在現(xiàn)場(chǎng)域?qū)用妫鹚_電子也發(fā)布了集成高精度模擬前端和數(shù)字于一體的MCU，應(yīng)用于工廠高精度傳感器，如溫度調(diào)節(jié)器、記錄儀和壓力表等傳感器設(shè)備上，與此同時(shí)，基于IO-Link的數(shù)字、雙向、串行傳輸標(biāo)準(zhǔn)的IO-Link Hub/主站等參考設(shè)計(jì)；還有廣泛應(yīng)用在機(jī)器人手臂、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)、變頻器控制等應(yīng)用領(lǐng)域，瑞薩電子有支持多工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議與電機(jī)驅(qū)動(dòng)于一體、集成度高的MCU/MPU等。最后，隨著邊緣側(cè)AI（人工智能）以及基于IEC61508標(biāo)準(zhǔn)的，符合TUV安全等級(jí)SIL3的功能安全的發(fā)展，如何與工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用融合也成為瑞薩電子深入探討課題及重點(diǎn)部署。

回歸到此次技術(shù)日，瑞薩電子主要討論了工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品、解決方案等部署。截止目前為止，瑞薩電子的MCU/MPU已經(jīng)可以覆蓋了主流75%的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，如：EtherCAT、PROFINET RT/IRT、EtherNet/IP、Modbus TCP等。以上75%主流的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議將由瑞薩電子原廠直接免費(fèi)提供，客戶可以快速的構(gòu)建自己的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議產(chǎn)品。其他的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，如CC-LINK，POWERLINK 等則可通過(guò)瑞薩合作伙伴擴(kuò)展支持。

那么，為什么瑞薩會(huì)在工業(yè)以太網(wǎng)這塊重點(diǎn)部署呢？瑞薩電子在這一塊技術(shù)上的核心優(yōu)勢(shì)有哪些呢？

首先，瑞薩電子對(duì)主流的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議（這里主要指：EtherCAT、PROFINET RT/IRT、EtherNet/IP）均通過(guò)了認(rèn)證，并獲得了一致性測(cè)試的認(rèn)證證書(shū)；除此之外，對(duì)于EtherCAT、PROFINET RT/IRT、EtherNet/IP工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，瑞薩電子也是免費(fèi)提供的，客戶無(wú)需另外付費(fèi)評(píng)估或量產(chǎn)。針對(duì)于Profinet工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，瑞薩電子也在2025年3月10日正式宣布面向其RZ/T和RZ/N系列工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)微處理器（MPU）推出經(jīng)認(rèn)證的PROFINET IRT和PROFIdrive軟件協(xié)議棧。初始軟件版本適用于專為伺服電機(jī)控制應(yīng)用設(shè)計(jì)的RZ/T2M MPU，同時(shí)適用于面向工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)應(yīng)用（如遠(yuǎn)程IO或工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備）的RZ/N2L。使用搭載該軟件協(xié)議棧的瑞薩產(chǎn)品，可以簡(jiǎn)化客戶設(shè)備的認(rèn)證過(guò)程。

如西門(mén)子Efrossini Tsouchnika，Vice President Control at Siemens Digital Industries評(píng)論：“工業(yè)客戶現(xiàn)在可以在PROFINET生態(tài)系統(tǒng)中享受瑞薩電子提供的無(wú)縫集成選項(xiàng)，我們期待在瑞薩電子投資PROFINET技術(shù)的未來(lái)迭代時(shí)繼續(xù)合作。”

其次，瑞薩電子全面支持TSN下一代千兆工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。目前，瑞薩電子的MCU/MPU產(chǎn)品線都支持以太網(wǎng)子系統(tǒng)的多種配置，比如通過(guò)多路復(fù)用實(shí)現(xiàn)各種3x EtherCAT，2x EtherCAT+1x Ethernet或者3x Gigabit TSN等多種不同的以太網(wǎng)協(xié)議配置，并集成了集成TSN交換機(jī)和Beckhoff的EtherCAT IP，避免了互操作性問(wèn)題；內(nèi)置的千兆TSN（基于IEEE802.1Q開(kāi)發(fā)的一套協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)）交換機(jī)，并搭配內(nèi)置的千兆MAC，支持時(shí)間同步（802.1AS-2020，802.1AS-Rev）、數(shù)據(jù)調(diào)度和流量整形（Qbv）和幀搶占（Qbu/Qbr）等TSN協(xié)議族來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在同一網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)、確定性傳輸，保證對(duì)實(shí)時(shí)性要求高的不同應(yīng)用場(chǎng)景需求。

針對(duì)瑞薩發(fā)布PROFINET SDK軟件包，瑞薩電子將提供一站式的Profinet的解決方案：從芯片本身來(lái)看，RZ/T2M以及RZ/N2L均能支持西門(mén)子原生態(tài)的Profinet協(xié)議棧及Profidrive行規(guī)，相應(yīng)的參考板可以支持客戶快速評(píng)估Profinet的功能、性能指標(biāo)，加速原型機(jī)的開(kāi)發(fā)，減少開(kāi)發(fā)周期。從軟件層面，除了底層驅(qū)動(dòng)，瑞薩也將免費(fèi)提供通過(guò)一致性測(cè)試，并獲得Profinet協(xié)議棧的認(rèn)證證書(shū)。

瑞薩電子提出的PROFINET解決方案的概念是基于瑞薩電子和西門(mén)子公司間的子授權(quán)，并在西門(mén)子RPOFINET的原生態(tài)協(xié)議棧上進(jìn)行相關(guān)移植，實(shí)現(xiàn)硬件驅(qū)動(dòng)和堆棧之間的接口（EDDR），并提供PROFINET協(xié)議棧和低層級(jí)驅(qū)動(dòng)的源代碼、相應(yīng)的應(yīng)用程序示例代碼和軟件文檔。客戶可以從瑞薩獲得PROFINET協(xié)議棧的授權(quán)，使用該協(xié)議棧連同RZ/T2M或RZ/N2L產(chǎn)品進(jìn)行開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，幫助客戶快速構(gòu)建基于Profinet規(guī)范的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備。瑞薩Profinet SDK軟件包包括但不僅限于：

Application Class：RT&IRT

Conformance Class：CC-B&CC-C

Cycle time：min.250us

Netload Class：III

Conformance Test：CTT2.44

除此之外，瑞薩還在深圳辦公室搭建了完整的Profinet一致性預(yù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，凡是購(gòu)買了瑞薩電子RZ/T2M或者RZ/N2L并基于瑞薩提供的Profinet協(xié)議棧開(kāi)發(fā)的設(shè)備，均可以通過(guò)官方渠道免費(fèi)申請(qǐng)測(cè)試。