2025年瑞萨电子工业以太网技术日（上）-电子发烧友网

在工业控制系统和工厂或过程自动化设备当中，大量存在传统的现场总线通信设备，随着智能制造、工业4.0的发展，传统现场总线越发表现出其不足，如数据传输速率受限，难以满足高速数据的要求；其二，现场总线网络拓扑的灵活性不足，限制设备数量和连接方式；再者，现场总线的实时响应速度也因为技术瓶颈而受到限制；当然还有其他的一些问题。

为此，走向高速数据传输、支持灵活网络拓扑、较高的实时性、确定性和低延时网络应用成为主流和市场趋势。工业以太网（Industrial Ethernet）是基于IEEE 802.3（Ethernet）的强大的区域和单元网络，是专门针对工业控制系统和工厂或过程自动化设备设计的网络通信技术。它在技术上与商用以太网（即IEEE 802.3标准）兼容，但产品和应用有所不同。对比于传统的工业现场总线，工业以太网能够满足工业现场在材质选用、产品强度、适用性、实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性、本质安全性等方面的特殊需求。按照协议分类，工业以太网可以分为EtherCAT、PROFINET RT/IRT、EtherNet/IP、时间敏感网络（TSN）等。

为了聚焦工业4.0核心需求，探讨工业以太网技术演进方向，解析瑞萨电子在工业以太网领域的创新优势，推动产业合作与生态共建，瑞萨电子将于2025年3-4月在全国六大城市（深圳、广州、北京、苏州、西安、上海）巡回举办以《芯引擎——为工业以太网打造芯动力》为主题的，2025瑞萨工业以太网技术日，为工程师与企业决策者提供实时通信技术最佳解决方案，通过案例剖析、现场演示、动手实践，全方位解读瑞萨电子最新EtherCAT/PROFINET/EIP解决方案，洞察行业发展趋势，助力企业高效开发更具竞争力的工业以太网产品。

瑞萨电子在工厂或过程自动化上有着悠久且长远的战略部署。从系统的控制层，有瑞萨电子RZ/RA/RX MCU/MPU针对PLC，PLC IO、耦合器、工业网关等不同解决方案；在现场域层面，瑞萨电子也发布了集成高精度模拟前端和数字于一体的MCU，应用于工厂高精度传感器，如温度调节器、记录仪和压力表等传感器设备上，与此同时，基于IO-Link的数字、双向、串行传输标准的IO-Link Hub/主站等参考设计；还有广泛应用在机器人手臂、伺服电机驱动、变频器控制等应用领域，瑞萨电子有支持多工业以太网协议与电机驱动于一体、集成度高的MCU/MPU等。最后，随着边缘侧AI（人工智能）以及基于IEC61508标准的，符合TUV安全等级SIL3的功能安全的发展，如何与工业自动化应用融合也成为瑞萨电子深入探讨课题及重点部署。

回归到此次技术日，瑞萨电子主要讨论了工业以太网产品、解决方案等部署。截止目前为止，瑞萨电子的MCU/MPU已经可以覆盖了主流75%的工业以太网协议，如：EtherCAT、PROFINET RT/IRT、EtherNet/IP、Modbus TCP等。以上75%主流的工业以太网协议将由瑞萨电子原厂直接免费提供，客户可以快速的构建自己的工业以太网协议产品。其他的工业以太网协议，如CC-LINK，POWERLINK 等则可通过瑞萨合作伙伴扩展支持。

那么，为什么瑞萨会在工业以太网这块重点部署呢？瑞萨电子在这一块技术上的核心优势有哪些呢？

首先，瑞萨电子对主流的工业以太网协议（这里主要指：EtherCAT、PROFINET RT/IRT、EtherNet/IP）均通过了认证，并获得了一致性测试的认证证书；除此之外，对于EtherCAT、PROFINET RT/IRT、EtherNet/IP工业以太网协议，瑞萨电子也是免费提供的，客户无需另外付费评估或量产。针对于Profinet工业以太网协议，瑞萨电子也在2025年3月10日正式宣布面向其RZ/T和RZ/N系列工业网络系统微处理器（MPU）推出经认证的PROFINET IRT和PROFIdrive软件协议栈。初始软件版本适用于专为伺服电机控制应用设计的RZ/T2M MPU，同时适用于面向工业物联网网关应用（如远程IO或工业以太网设备）的RZ/N2L。使用搭载该软件协议栈的瑞萨产品，可以简化客户设备的认证过程。

如西门子Efrossini Tsouchnika，Vice President Control at Siemens Digital Industries评论：“工业客户现在可以在PROFINET生态系统中享受瑞萨电子提供的无缝集成选项，我们期待在瑞萨电子投资PROFINET技术的未来迭代时继续合作。”

其次，瑞萨电子全面支持TSN下一代千兆工业网络。目前，瑞萨电子的MCU/MPU产品线都支持以太网子系统的多种配置，比如通过多路复用实现各种3x EtherCAT，2x EtherCAT+1x Ethernet或者3x Gigabit TSN等多种不同的以太网协议配置，并集成了集成TSN交换机和Beckhoff的EtherCAT IP，避免了互操作性问题；内置的千兆TSN（基于IEEE802.1Q开发的一套协议标准）交换机，并搭配内置的千兆MAC，支持时间同步（802.1AS-2020，802.1AS-Rev）、数据调度和流量整形（Qbv）和帧抢占（Qbu/Qbr）等TSN协议族来实现数据在同一网络的实时、确定性传输，保证对实时性要求高的不同应用场景需求。

针对瑞萨发布PROFINET SDK软件包，瑞萨电子将提供一站式的Profinet的解决方案：从芯片本身来看，RZ/T2M以及RZ/N2L均能支持西门子原生态的Profinet协议栈及Profidrive行规，相应的参考板可以支持客户快速评估Profinet的功能、性能指标，加速原型机的开发，减少开发周期。从软件层面，除了底层驱动，瑞萨也将免费提供通过一致性测试，并获得Profinet协议栈的认证证书。

瑞萨电子提出的PROFINET解决方案的概念是基于瑞萨电子和西门子公司间的子授权，并在西门子RPOFINET的原生态协议栈上进行相关移植，实现硬件驱动和堆栈之间的接口（EDDR），并提供PROFINET协议栈和低层级驱动的源代码、相应的应用程序示例代码和软件文档。客户可以从瑞萨获得PROFINET协议栈的授权，使用该协议栈连同RZ/T2M或RZ/N2L产品进行开发和生产，帮助客户快速构建基于Profinet规范的工业自动化设备。瑞萨Profinet SDK软件包包括但不仅限于：

Application Class：RT&IRT

Conformance Class：CC-B&CC-C

Cycle time：min.250us

Netload Class：III

Conformance Test：CTT2.44