瑞萨IO-Link主站参考设计：集成TSN与多通道支持

随着工业4.0的深入发展，工厂自动化系统对通信效率、可扩展性和可靠性的要求日益提升。为应对传感器与执行器在复杂工业环境下的高效互联需求，瑞萨电子推出基于 RZ/N2L MPU 的工业以太网与 IO-Link 网络主机参考设计，助力开发者快速构建高性能、多协议融合的工业边缘节点。瑞萨电子代理商-中芯巨能为您介绍该参考方案优势及相关芯片。

核心架构与通信能力

该参考设计以 RZ/N2L 为核心，集成三端口千兆时间敏感网络（TSN）以太网交换机，支持主流工业以太网协议（如 EtherCAT、PROFINET、Ethernet/IP 等），实现低延迟、高确定性的实时通信。其内置的 Arm® Cortex®-R52 实时处理器确保控制任务的高效执行，适用于 PLC、远程 I/O 及工业网关等关键应用。

IO-Link 主站功能

系统支持最多 8 个 IO-Link 端口，通过瑞萨 CCE4510 或 CCE4511 IO-Link 主站收发器实现：

CCE4510：单芯片支持 8 通道 IO-Link，集成硬件帧处理引擎，显著降低主控 CPU 负载。

CCE4511：4 通道设计，支持级联扩展，适合模块化系统架构。

内置的硬件帧处理器可自动处理 IO-Link 协议帧，提升响应速度与系统实时性，同时支持热插拔与设备状态监测。

电源与系统保护

为保障高可靠性运行，设计采用多款智能电源管理器件：

SLG59H10xx 系列负载开关（如 SLG59H1008V、SLG59H1010V）：

支持 12V/24V 工业电压输入

13.3mΩ 低导通电阻

集成可编程过压保护（OVP）和模拟电流监测输出

实现每通道独立供电控制与故障诊断

ISL8033A / ISL8022：双路同步降压稳压器，提供高效、低静态电流的多轨电源，适用于核心与外设供电。

RAA211650：60V/5A 集成开关稳压器，支持宽电压输入，简化从工业总线取电的设计。

时钟与存储配置

5P35023：VersaClock® 3S 可编程时钟发生器，为以太网、MPU 和外设提供精确、低抖动时钟源。

AT25QF128A：128Mbit SPI Flash，支持 Dual/Quad I/O，用于固件与配置存储。

R1EX25002A：2kbit EEPROM，保存设备参数与运行日志，支持 SPI 接口。

系统优势总结

支持 TSN 与多协议工业以太网，满足实时通信需求

最多 8 路 IO-Link，降低布线复杂度，提升系统集成度

硬件帧处理引擎提升响应速度与 CPU 效率

全面的电源监控、过流/过压保护与温度管理

可选安全启动功能，增强系统安全性

模块化设计，便于二次开发与产品化

应用场景

适用于智能制造、工业网关、远程 I/O 模块、边缘控制器及支持 IO-Link 的传感器集线系统，为工业自动化客户提供高可靠性、高集成度的完整解决方案。

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