智能化工廠面臨諸多挑戰

隨著物聯網（IoT）和工業4.0的標準化，工業用設備需不斷增強網絡通信能力、拓展諸如視頻和圖形處理等多媒體功能。高速的工業網絡通信性能和高清晰度的人機界面HMI技術，包括多媒體、3D圖形+Linux已成為實時的智能工廠所必備的性能。同時，智能化工業控制需要更高的性能、可靠性、安全性和長期的軟件支持來保證工廠系統運行的安全、可靠和更低的成本。

工業應用對軟件Linux的要求非常特殊，一是要求產品生命周期比較長，十年到二十年之間。二是對可靠性、安全性、穩定性要求更高。當工業領域中引入新設備時，這些設備預計將會持續使用十多年。因此，系統開發人員需要一個可提供高可靠性、強大安全性和長期支持的OSS基礎層。通常的解決方案是采用開源的Linux，由于可以隨時修改，容易造成信息和數據的竊取，很難保證系統整個內核的穩定性和安全性。

瑞薩電子RZ/G2系列MPU為工業級Linux應用掃清障礙

針對上述種種挑戰，瑞薩電子根據工業控制的具體需求，推出RZ/G2系列微處理器(MPU)的第二代產品，該系列主要面向工業與樓宇自動化領域。為這些任務關鍵型應用和具有高質量要求的標準應用帶來更高的性能、可靠性、安全性和長期的軟件支持，是瑞薩電子設計人員考慮的關鍵所在。

高性能——RZ/G2系列集成64位ARMv8A，含有強大的圖形引擎和4K UHD視頻引擎，能夠提供比競爭對手的嵌入式64位MPU更高的性價比。

RZ/G2系列的CPU性能相較之前發布的RZ/G1產品組提升了約2.7倍，與市場上任何其它嵌入式64位MPU相比則提升了36%。而為了更好的滿足工業應用需要，RZ/G2系列不但在高端人機界面(HMI)應用方面支持片上3D圖形引擎、4K分辨率H.264和H.265編解碼器、HDMI、LVDS和MIPI-CSI2攝像機輸入接口，在外部存儲器高速協議和接口方面還可同時支持最高可達3200 MT/s的LPDDR4或DDR3L，以及USB 3.0、SATA和PCI-e高速接口，以及QSPI和eMMC千兆位接口的高速通信。

高可靠性——內置糾錯碼（ECC），對于高可靠性關鍵任務系統至關重要，能夠減少或消除軟件失效。

伴隨著半導體工藝節點尺寸的小型化，軟失效敏感性發生的概率大大增加。而錯誤檢查與糾正(ECC)保護機制由于能夠消除因內存中數據損壞而導致故障的風險，實現內部及外部存儲器錯誤的檢測與糾正，成為提高工業設備可靠性的首選應對措施。截至目前，RZ/G2系列MPU是唯一在產品組內全部器件的所有內外部儲存接口上提供ECC糾錯機制的嵌入式MPU，可與片上L1/L2高速緩存存儲器及外部DDR3L或LPDDR4存儲器配合使用。

超長期的軟件支持——瑞薩電子通過Civil Infrastructure Platform（CIP，民用基礎設施平臺）為Linux內核提供10年以上的支持。

軟件方面，相比同行產品只提供三年Linux內核支持的做法，瑞薩電子SLTS Linux內核則提供了超過10年的支持與安全防護，使用戶能夠大幅降低Linux維護成本，并輕松采用可靠的工業級Linux。數據顯示，僅此一項，用戶每年就可降低數十萬美元的維護成本，并顯著縮短工業設備的開發時間與Linux配置成本，而這正是影響開源代碼軟件采用的兩個主要障礙。

之所以能保持10年以上的技術支持，這得益于2017年2月瑞薩電子加入的民用基礎設施平臺項目。作為Linux基金會的合作項目，CIP于2016年4月推出，為民用基礎設施系統的工業級開源軟件提供基礎層。正是從RZ/G系列開始，瑞薩電子正式將合作項目中的工業級Linux操作系統引入工業應用的嵌入式平臺中。

瑞薩電子認為CIP項目不可或缺，因為它可提供一個基礎層以滿足不斷增長的客戶需求。同時該項目也支持瑞薩電子致力于推廣的“智能社會”。作為參與該項目的半導體供應商，瑞薩電子旨在大幅減輕系統開發人員在開發和維護方面的額外負擔，同時提高工業設備軟件的可靠性和實時響應能力。

RZ/G 驗證的Linux軟件包 (VLP)——使用瑞薩電子經過驗證的RZ/G MPU軟件，降低開發成本并縮短開發時間。

完整的VLP和驗證測試軟件則包含圖形用戶界面(GUI)框架，支持HTML5和Qt、3D圖形、H.264/H.265視頻、以及安全功能；VLP和測試軟件讓用戶可以輕松開發人機界面(HMI)及網絡功能，同時使制造商能夠將工業設備快速推向市場，并使其擁有類似移動設備上所實現的豐富圖形顯示功能。

而作為上述優點的集大成者，RZ/G Linux Platform將高性能處理器、經驗證且可獲長期支持的軟件、開發工具和參考板完美的結合在一起。目前，通過民用基礎設施平臺(CIP)活動的可交付成果，瑞薩電子RZ/G Linux平臺安全解決方案將使用戶能夠將獲得IEC 62443-4-2認證所需時間縮短達六個月。按照規劃，基于RZ/G Linux平臺、支持IEC62443-4-2國際安全標準認證的瑞薩安全解決方案將于2019年12月底正式推出。

展望未來，瑞薩電子將繼續致力于開發針對智能化工業的嵌入式解決方案，為推動工業領域的創新發展應用提供更先進的度身定制的軟硬件解決方案。