一、为什么RA6T2是数字电源与伺服的理想MCU

一、概述/目的

• 随着光伏、储能、电车、电力输送、机器人等应用普及，数字电源与伺服凸显重要性

• 简介RA6T2资料，数字电源与伺服需要mcu哪些特性

• 通过瑞萨RA6T2和STM32G4x4对比深刻理解mcu性能需求

• 通过RA6T2和STM32G4x4coremark深刻理解mcu性能影响

• 野火RA6T2目前只有几个例程，不利于初学者深入理解

• 注意

  ：数字电源与伺服包含了软硬件，并且是非常专业和深度的领域。本文只讨论数字电源与伺服的主控mcu特性需求，个人理解也比较有限，仅供交流讨论。

二、资料来源

• ra6t2:https://www.renesas.cn/zh/products/ra6t2

• stm32g4x4:https://www.st.com.cn/zh/microcontrollers-microprocessors/stm32g4x4.html

• 带图腾柱交错式 PFC 的数字电源

• 双向数字电源系统

• CN028-BIDIRDPSEVZ双向数字电源评估套件

• 南京芯干线 RA6T2 三相5KW ACDC无桥PFC数字电源

• 机器人四肢的伺服电机控制

• 微型 BLDC 伺服器

• ETHERCAT交流伺服

• 数字电源指南

• 三相磁场定向控制 (FOC)

• STDES-3KWTLCP 3 kW电信整流器参考设计，基于STM32G474RBT6数字电源MCU

• STEVAL-DPSG474 数字电源控制套件，基于STM32G474RE

• STEVAL-IPFC01V1 基于STNRGPF01数字控制器的3 kW三通道交错式PFC

• 工业电机控制

瑞萨RA系列通用的功能可参加：

• 野火瑞萨RA系列FSP库开发实战指南

• 公众号从0开始卷出一个新项目之瑞萨RA6M5系列

• 从0开始卷出一个新项目之瑞萨RA6M5 Gitee仓库

野火RA6T2开发板：

• 野火-瑞萨 启明电机系列开发板

• 野火-瑞萨 启明电机 Gitee仓库

三、数字电源与伺服需要mcu哪些特性

• 高性能

  µs 级别时间范围内执行的电流控制环路计算，需要高主频、高速内存/cache

• 高精度PWM产生和关断

  ns级甚至ps级的PWM发波要求，同时要有关断功能，比如过流或者过压直接关死等

• 快速ADC采样

  ADC采样完成的越快越好，ADC精度12-16位；比较器；DAC；放大器

• 算法高效执行

  浮点FPU、三角函数加速TFU、ARM DPS库、其硬件加速IIR滤波/ART/以及数学运算加速器

• 丰富接口

  CANFD、USB、ethercat等；大容量flash/ram

• 解决方案

  软硬件解决方面，便与评估，加速开发

四、RA6T2 vs STM32G474 详细对比

特性	瑞萨 RA6T2	STM32G474
内核	CM33 240MHz cache	CM4 170MHz cache
ADC	6.25 Msps 140ns 16-bit 156ps DAC12 s/h×6 (PGA) × 4	4M samples/s 0.19μs 12/16位 184ps DAC12 15M samples/s 比较器（17ns） 6 PGA
HRPWM	32-bit (GPT32) with High Resolution × 4 156 ps	6 x16-bit counters 184 ps resolution
硬件加速器	FPU DSP指令 三角函数单元(TFU) 二阶滤波器(IIR)	FPU DSP指令 CORDIC ART Accelerator
模拟集成	PGA, 比较器, 12位DAC	运算放大器, 比较器, 12位DAC
CoreMark	962	580
工作电压	2.7V to 3.6V	1.71V to 3.6V
Flash RAM	512KB/64KB	512KB/128KB
通信接口	CAN-FD, USB, SPI, I2C, UART	CAN-FD, USB, SPI, I2C, UART，IIS，SAI
硬件保护	POEG、ECC、SCE5、ELC	RNG、CRC、CCM
工作温度	-40°C to 105°C	-40°C to 125°C
封装选项	LQFP-100, LQFP-64	LQFP-64, LQFP-48, QFN-32
开发环境	灵活配置软件包(FSP), Motor WorkBench GUI	STM32Cube生态系统, 数字电源固件库
Roadmap	RZT2H RZT2M RA8T2 RA6T2 RA4T1 RA2T1	STM32H7 STM32H5 STM32G4 STM32G0 STM32F3 STM32F1

五、RA6T2 coremark

• RA6T2EEMBC Benchmark Score Viewer：https://www.eembc.org/viewer/?benchmark_seq=13480

• STM32G4的内核性能：https://shequ.stmicroelectronics.cn/thread-632287-1-1.html

特性	测试条件	coremark
STM32G474	Flash运行关闭ART	169.6
	Flash运行打开ART	547.1
	SRAM运行关闭ART	420.5
	CCM SRAM运行	580
特性	测试条件	coremark
RA6T2	gcc未开启cache	492
	iar未开启cache	492
	iar未开启cache	674
	iar开启cache	976

• gcc未开启cache：

  Toolchain ver:13.2.1 20231009
  2K performance run parameters for coremark.
  CoreMark Size : 666
  Total ticks : 12188
  Total time (secs): 12.188000
  Iterations/Sec : 492.287496
  Iterations : 6000
  Compiler version : GCC13.2.1 20231009
  Compiler flags : Please put compiler flags here (e.g. -ofast)
  Memory location : STACK
  seedcrc : 0xe9f5
  [0]crclist : 0xe714
  [0]crcmatrix : 0x1fd7
  [0]crcstate : 0x8e3a
  [0]crcfinal : 0xa14c
  Correct operation validated. See README.md for run and reporting rules.
  CoreMark 1.0 : 492.287496 / GCC13.2.1 20231009 Please put compiler flags here (e.g. -ofast) / STACK
  terminated coremain!
  running!

• iar未开启cache：

  Toolchain ver:IAR ANSI C/C++ Compiler V9.50.1.380/W64 for ARM
  2K performance run parameters for coremark.
  CoreMark Size : 666
  Total ticks : 11868
  Total time (secs): 11.868000
  Iterations/Sec : 674.081564
  Iterations : 8000
  Compiler version : Please put compiler version here (e.g. gcc 4.1)
  Compiler flags : Please put compiler flags here (e.g. -ofast)
  Memory location : STACK
  seedcrc : 0xe9f5
  [0]crclist : 0xe714
  [0]crcmatrix : 0x1fd7
  [0]crcstate : 0x8e3a
  [0]crcfinal : 0x5275
  Correct operation validated. See README.md for run and reporting rules.
  CoreMark 1.0 : 674.081564 / Please put compiler version here (e.g. gcc 4.1) Please put compiler flags here (e.g. -ofast) / STACK
  terminated coremain!
  running!

• iar开启cache：

  Toolchain ver:IAR ANSI C/C++ Compiler V9.50.1.380/W64 for ARM
  2K performance run parameters for coremark.
  CoreMark Size : 666
  Total ticks : 10245
  Total time (secs): 10.245000
  Iterations/Sec : 976.085896
  Iterations : 10000
  Compiler version : Please put compiler version here (e.g. gcc 4.1)
  Compiler flags : Please put compiler flags here (e.g. -ofast)
  Memory location : STACK
  seedcrc : 0xe9f5
  [0]crclist : 0xe714
  [0]crcmatrix : 0x1fd7
  [0]crcstate : 0x8e3a
  [0]crcfinal : 0x988c
  Correct operation validated. See README.md for run and reporting rules.
  CoreMark 1.0 : 976.085896 / Please put compiler version here (e.g. gcc 4.1) Please put compiler flags here (e.g. -ofast) / STACK
  terminated coremain!
  running!

六、总结

• CM33、Cache、高主频、FPU、TFU、DSP、IIR、ELC、ECC、HRPWM、12-16ADC、PGA、DAC等资源/特性，共同决定了RA6T2适用于中端电机和数字电源使用

• 本文通过RA6T2 vs STM32G474资源对比、coremark分析，尝试深入理解。