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瑞薩RZ T2M與RZ T2L微控制器的編碼器接口使用有何差異

瑞薩MCU小百科 ? 來(lái)源:瑞薩MCU小百科 ? 2025-04-09 17:14 ? 次閱讀

Author:Deane

背景

RZ T2M和RZ T2L是瑞薩推出的兩款適用于工業(yè)自動(dòng)化嵌入式控制應(yīng)用的微控制器,它們都支持電機(jī)控制所需用到的編碼器接口。但兩款芯片在編碼器接口的硬件實(shí)現(xiàn)上有所差異。不少客戶(hù)關(guān)注到這個(gè)差異之后,比較關(guān)心二者在編碼器接口使用上有什么差異和注意事項(xiàng)。本文就客戶(hù)的關(guān)注點(diǎn)展開(kāi)詳細(xì)的說(shuō)明,在此之前本文會(huì)就業(yè)界通用的編碼器接口類(lèi)型概括說(shuō)明一下。

編碼器接口類(lèi)型說(shuō)明:

這里主要說(shuō)明絕對(duì)值編碼器的接口和協(xié)議,增量編碼器相對(duì)簡(jiǎn)單不在本文解說(shuō)范圍內(nèi)。

絕對(duì)值編碼器通常通過(guò)具有特定協(xié)議的串行接口、網(wǎng)絡(luò)接口或并行接口連接。不同類(lèi)型的編碼器接口有其特點(diǎn),分為串行接口、網(wǎng)絡(luò)接口/現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)、并行接口三種主要類(lèi)別。以下是詳細(xì)解析:

1

串行接口(Serial Interface)

特點(diǎn)

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信通常用于設(shè)備之間直接的數(shù)據(jù)傳輸。

單向/雙向通信:比如RS422RS485 能夠?qū)崿F(xiàn)單向或雙向數(shù)據(jù)傳輸。

同步或異步通信:

同步通信:需要時(shí)鐘信號(hào)(Clock)。

異步通信:不需要時(shí)鐘信號(hào),傳輸機(jī)制相對(duì)簡(jiǎn)單。

適用場(chǎng)景

用于中距離的數(shù)據(jù)傳輸,適合環(huán)境簡(jiǎn)單的工業(yè)場(chǎng)合。

2

網(wǎng)絡(luò)接口/現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)

(Network Interface / Field Bus)

特點(diǎn)

支持多種工業(yè)總線(xiàn)協(xié)議,例如PROFIBUS和DeviceNet。

用于網(wǎng)絡(luò)化工業(yè)通信,適合多節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)

優(yōu)勢(shì)

提供設(shè)備間的靈活通信。

便于多設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的管理和監(jiān)控。

應(yīng)用場(chǎng)景

工廠(chǎng)自動(dòng)化、分布式控制系統(tǒng)等復(fù)雜應(yīng)用。

3

并行接口(Parallel Interface)

特點(diǎn)

最直接的編碼器輸出方法:尤其適用于單圈編碼器。

短距離、低分辨率:由于需要大量的布線(xiàn),適合短距離應(yīng)用,但分辨率較低。

Gray碼編碼:編碼輸出采用Gray碼方式,保證相鄰位置只改變一個(gè)比特位,從而減少傳輸誤差。

優(yōu)勢(shì)

實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,響應(yīng)速度快。

限制

需要大量信號(hào)線(xiàn),不適合長(zhǎng)距離或復(fù)雜場(chǎng)景。

業(yè)界過(guò)去已經(jīng)開(kāi)發(fā)了幾種絕對(duì)值編碼器協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),每種標(biāo)準(zhǔn)都有其優(yōu)缺點(diǎn)。它們是由不同的公司發(fā)明和驅(qū)動(dòng)的,也都有各自的優(yōu)勢(shì)。

尼康的A-Format

BiSS是iC-Haus于2002年推出的開(kāi)源標(biāo)準(zhǔn)。BiSS硬件與SSI(串行同步接口)編碼器兼容,但提供了額外的功能和選項(xiàng)。(您可復(fù)制下方鏈接至瀏覽器,或掃描二維碼查看)

來(lái)自海德漢的兩種不同版本的EnDat,EnDat2.2。

SICK AG的HIPERFACE DSL。DSL代表“數(shù)字伺服鏈路”

FA-coder來(lái)自Tamagawa Seiki Co.,Ltd

BiSS

https://biss-interface.com/about-biss/

協(xié)議 特點(diǎn) 優(yōu)勢(shì) 典型應(yīng)用
EnDat 雙向通信,
高精度,
多功能診斷
高精度,
高可靠性
高端機(jī)床、
精密制造設(shè)備
BiSS-C 開(kāi)放協(xié)議,
高速,
兼容性強(qiáng)
高速傳輸,
低成本
工業(yè)自動(dòng)化,多軸機(jī)器人
FA-CODER 專(zhuān)用于三菱
伺服系統(tǒng)
與三菱系統(tǒng)
深度集成
三菱設(shè)備的
運(yùn)動(dòng)控制
A-format 專(zhuān)用于安川
伺服系統(tǒng)
高度優(yōu)化
安川系統(tǒng)性能
安川伺服設(shè)備
HIPERFACE DSL 單電纜設(shè)計(jì),
高精度反饋
與診斷功能
簡(jiǎn)化布線(xiàn),
抗干擾能力強(qiáng)
伺服電機(jī),
協(xié)作機(jī)器人

下面解說(shuō)一下RZ T2M與RZ T2L的編碼器接口使用上的差異:

先說(shuō)一下相同點(diǎn)

兩個(gè)芯片都支持常用的編碼器協(xié)議:

RZ T2M和RZ T2L都支持EnDat,Biss-C,F(xiàn)A-CODER,A-format,HIPERFACE DSL-compliant。

以a-format為例,兩者的sample Program AN,基本上也是一樣的。

T2M與T2L編碼器接口使用上的差別,主要是如下幾點(diǎn):

硬件上的差異

RZ T2M是通過(guò)DRP(Dynamically Reconfigurable Processor)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。什么是DRP需要的讀者請(qǐng)移步下面的鏈接:(您可復(fù)制下方鏈接至瀏覽器,或掃描二維碼查看)

RZ T2L是把相應(yīng)的編碼器協(xié)議接口以外設(shè)的方式提供給用戶(hù),用戶(hù)只需要初始化對(duì)應(yīng)的外設(shè)模塊就可以使用相應(yīng)的編碼器接口。

Renesas DRP Dynamic Reconfigurable Processor | Renesas瑞薩電子

https://www.renesas.cn/zh/video/renesas-drp-dynamic-reconfigurable-processor

原理上所需要通過(guò)DRP把下圖所示的ENCIF0-ENCIF15,這16個(gè)引腳配置成需要實(shí)現(xiàn)的編碼器協(xié)議接口對(duì)應(yīng)的引腳。

1e9decf0-1500-11f0-9310-92fbcf53809c.png

比如a-format這個(gè)協(xié)議:

對(duì)于RZ T2M來(lái)說(shuō),如下圖所示,A-format協(xié)議所需要用到的左邊的腳引,可以通過(guò)DRP配置ENCIF0–ENCIF15這些接口實(shí)現(xiàn)。

1ea5ff30-1500-11f0-9310-92fbcf53809c.png

而RZ T2L因?yàn)橛芯幋a器接口子系統(tǒng),相當(dāng)于把主流的編碼器接口都固化在RZ T2L的外設(shè)中。使用不同的編碼器接口,就配置相應(yīng)的寄存器,走初始化流程就好。

1ec85a1c-1500-11f0-9310-92fbcf53809c.png

軟件上的差異

以A-format為例:

RZ T2M在軟件多了DRP所需要配置的庫(kù)文件,因?yàn)槭菐?kù)也看不到具體的實(shí)現(xiàn)。我想主要是上面提到的引腳配置,和協(xié)議接口的配置,這些內(nèi)容。具體用法請(qǐng)參考官網(wǎng)資料“RZ/T2M Group Encoder I/F Configuration Library”,如下面的第二張截圖所示。

1eeedc82-1500-11f0-9310-92fbcf53809c.png

1f14133a-1500-11f0-9310-92fbcf53809c.png

RZ T2L的sample code里面沒(méi)有這個(gè)庫(kù),因?yàn)榻涌谝呀?jīng)以外設(shè)的形式存在了。

1f31a3a0-1500-11f0-9310-92fbcf53809c.png

通過(guò)文檔的資料來(lái)看,RZ T2M和RZ T2L A-format編碼器協(xié)議的文檔的Release Note和sample program Application Note基本上都差不多。

RZ T2M多了一個(gè)編碼器接口描述文檔,如下面第一張截圖所示;RZ T2L沒(méi)有這個(gè)文檔是因?yàn)樵谟脩?hù)手冊(cè)里面已經(jīng)體現(xiàn)了這些內(nèi)容,如下面第二張截圖所示。

1f4db1b2-1500-11f0-9310-92fbcf53809c.png

1f6d116a-1500-11f0-9310-92fbcf53809c.png

需要注意的是:

對(duì)于fa-coder這個(gè)協(xié)議在T2l手冊(cè)上沒(méi)有具體的說(shuō)明,使用的是SCI接口,請(qǐng)具體參考官網(wǎng)的例程使用說(shuō)明。

總結(jié)來(lái)說(shuō)

二者在編碼器接口的硬件實(shí)現(xiàn)上來(lái)說(shuō),是有區(qū)別的。RZ T2M是通過(guò)DRP來(lái)實(shí)現(xiàn),RZ T2L是通過(guò)編碼器外設(shè)來(lái)實(shí)現(xiàn)。有關(guān)軟件實(shí)現(xiàn),RZ T2M通過(guò)DRP配置庫(kù)來(lái)現(xiàn)實(shí)用戶(hù)所需要的編碼器協(xié)議接口,在Driver層來(lái)說(shuō)T2M和T2L的驅(qū)動(dòng)接口是一樣的,所以從客戶(hù)應(yīng)用編程而言,2者基本沒(méi)有區(qū)別。

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原文標(biāo)題:探究RZ T2M與RZ T2L的編碼器接口使用有何差異

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