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RA2快速设计指南 [6] 寄存器写保护和I/O端口配置

RA2快速设计指南 [7] 模块停止功能,中断控制单元与低功耗

RA2快速设计指南 [8] 外部总线、SDADC24和OPAMP

16. 一般布线实践

16.1 数字域与模拟域

Renesas RA2微控制器产品主要有三种类型的引脚功能:电源、数字和模拟。

通常,电源引脚专门用于电压和参考输入,没有多种功能。电源引脚通常专门用于MCU内的特定部分或域。例如,MCU的主电源电压将为数字内核、许多数字外设功能和许多数字I/O引脚供电。可以将数字域定义为数字电路、数字I/O引脚以及相关的电源引脚。指定用于模拟功能的电源引脚(例如AVCC0和相关的AVSS0)在MCU内部提供特定的模拟电路,这类模拟电路与数字域电路分开。可以将模拟域定义为模拟电路、模拟I/O引脚以及相关的电源引脚。

数字信号通常是与周期性时钟相关联的重复切换模式。数字信号上的跳变往往是相对尖锐的边沿,同时跳变之间保持稳定的高电平或低电平。在指定的时间范围内,每个信号必须在可接受的电压大小下处于稳定状态,称为逻辑状态。通常使用时钟的边沿跳变以预定的时钟间隔对信号状态进行采样,以评估相关的数据信号。只要电平保持在指定范围内,数字信号电压值的小幅度变化通常是可以接受的。但是,如果数字信号受到可能会对其造成严重影响的较大外部作用,则可能会在对数据进行采样时引起错误的逻辑状态。

模拟信号通常截然不同。模拟信号可能是周期性的,但模拟信号的评估通常是在一定范围内而不是逻辑状态下测量电压。根据特定的触发事件对模拟信号的电压大小进行采样,然后使用MCU中的模拟电路处理得到的测量结果。模拟测量的精度与采样电压值的精度直接相关。任何可能会略微改变模拟输入信号电压值的非预期外部作用,都可能影响测量的准确性。

由于Renesas RA2 MCU产品的I/O引脚的高度复用特性,许多I/O引脚都可用于实现模拟或数字功能。这可能会导致数字和模拟功能发生重叠,并造成数据错误。

为了尽可能地减少数字信号域和模拟信号域之间的潜在问题,请考虑以下准则:

• 在分配I/O引脚功能时,选择的引脚功能应尽量使模拟引脚和数字引脚在物理上分开。

• 每个模拟信号应尽可能与所有其他信号分开。

• PCB布线应尽可能隔离每个模拟信号。避免在同一区域内连接其他任何信号走线,无论是模拟信号还是数字信号。

• 确保模拟电源电压和模拟参考电压包含适当的交流滤波器。可以采用在MCU电压引脚附近放置的形式

建议使用的电容,或使用适当的感应滤波器。此举旨在提供很少甚至没有电压纹波的电源电压和参考电压。

• 在PCB设计中使用专用电源层时,避免在模拟电压区域内连接数字信号走线,并避免在数字电压区域内连接模拟信号走线。

对于灵敏度较高的应用,强烈建议使用仿真工具评估特定的设计,以了解电路设计对性能的影响。例如,这可能包括诸如精密传感器设计或超高速数字总线接口之类的应用。有关每种外设功能的特定要求,请参见《硬件手册》中的“电气特性”一章。

16.2 高速信号设计注意事项

随着数字信号时钟速度的增加,外部刺激对这些信号的影响会变得更加明显。某些外设功能可以归类为“高速”数字信号。对于高速数字信号,还应考虑其他设计注意事项。

在发生串扰时,一个信号上的跳变会对附近的另一个信号产生感应影响。当这种串扰效应足够强时,第一个信号可能会导致第二个信号上发生错误。为了减少串扰的影响,请使用以下一般PCB布线准则:

• 为同一布线层上的已连线信号之间提供足够的空间。通常,在同一数字组的信号之间至少保留一倍走线宽度的空间,而在不同数字组的信号之间至少保留3-5倍走线宽度的空间。

• 为同一布线层上的时钟信号和数据信号之间提供额外的空间。通常,在时钟和任何其他数字信号之间至少要保留3-5倍走线宽度的空间。

• 避免在任何相邻的布线层上并行连接数字信号走线。如果必须在相邻的信号层上连接信号,请尽可能尝试仅使用正交叉走线。

如有可能,请在信号层之间使用电源层或接地层来分隔PCB信号层。电源层或接地层的单芯铜线可以用作数字信号的“屏蔽”。

每个标准化接口都有特定的要求。为确保PCB设计不会出现信号串扰问题,强烈建议设计每个接口时都参考相关标准。

16.3 信号组选择

某些引脚名称带有附加的 _A、_B、_C、_D、_E 或 _F 后缀来表示信号组。对RA2产品而言,在分配功能时可忽略这些后缀,为每个功能信号选择最方便的引脚分配。

请参见《硬件手册》中“I/O端口”一章的“每种产品的外设选择设置”和“PmnPFS寄存器设置的注意事项”部分。

17. 参考资料

在编写本《快速设计指南》时,参考了以下文档,您可点击此处进入瑞萨电子官网了解更多内容。 

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网站和支持

如需了解RA系列的关键元素、下载组件和相关文档以及获得支持,请访问以下链接:(如微信中无法打开,请复制网址后在浏览器中打开查看)

RA产品信息

https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/r...

RA产品支持论坛

https://community-ja.renesas.com/zh

RA灵活配置软件包

https://www.renesas.cn/cn/zh/software-tool/flexible-software-package-fsp

技术支持

瑞萨MCU中文支持社区

https://zh-support.renesas.com/dashboard

来源:瑞萨MCU小百科

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随着数字化和智能化的趋势不断加强,中国半导体行业在过去几年中取得了快速发展。作为半导体行业核心产品之一,MCU(微控制器)在中国市场的需求也随之不断增长。MCU 以其低功耗、通用性和灵活度高等优点,在智能家居、可穿戴设备、工业自动化等领域得到广泛应用。

作为中国MCU市场的头部供应商,瑞萨电子在2023 MCU全国巡回技术研讨会深圳站上,介绍了瑞萨电子在中国MCU业务的发展情况及产品未来布局,并强调将会继续积极推进瑞萨电子中国本土化策略。

一 、RA系列MCU创下惊人5倍增长

近几年瑞萨电子在中国市场的表现尤为强劲。会议上,瑞萨电子公布了最新数据,在2019-2022年间,瑞萨电子在中国市场的年均复合增长率高达33%,其中MCU(包含SoC)的年均复合增长率达到37%。

2022年,瑞萨电子来自中国市场的整体销售额达到32.63亿美元,其中MCU营收同比增长64%(汽车领域增长80%,非汽车领域增长39%)。值得注意的是,2022年间瑞萨电子Arm内核的RA系列MCU在中国的销售额增幅达到500%,其增长速度可见一斑。

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瑞萨电子物联网及基础设施事业本部MCU事业发展部副总裁Mohammed Dogar表示,在过去的两三年中,瑞萨电子在市场上的表现非常出色,相较于竞争对手,瑞萨电子获得了更多市场份额。

这主要得益于两个方面:一方面,瑞萨电子的供应链更加稳固,所以增长速度比其他公司更好;另一方面,得益于瑞萨电子的产品多样化、全球覆盖范围扩大、应用覆盖增加,包括直接客户覆盖和中国渠道覆盖。

二、产能扩大,灵活供应

自疫情后,全球半导体供需陷入失衡状态,各行业均出现不同程度的芯片短缺。如何保证产能的稳定供给,提供一条稳定的供应链,瑞萨电子中国总裁赖长青给出了答案:灵活供应。

在过去的几年里,全球市场发生了巨大变化。面对日益紧张的形势,瑞萨电子一直在扩大产能。瑞萨电子中国总裁赖长青透露,瑞萨电子扩产计划将持续到2025年。同时,瑞萨电子还将继续调整其自产和外包的产能结构。

在2018年至2022年期间,瑞萨电子的外包比例在前道芯片制造和后道封测方面持续上升。赖长青表示,根据市场需求调整产能结构中的外包和自产比例是瑞萨电子保证供应链稳定的核心之一。同时,这也为产品结合其他先进工艺,瑞萨电子在半导体市场更具竞争力提供了机会。

对于如何保证供应链的稳定及丰富产品组合,赖长青进行了补充:作为老牌的IDM模式公司,瑞萨电子自身具备很强的产品供应能力,在日本拥有4个晶圆厂,在中国北京、苏州和马来西亚等地还拥有7个封测厂。

自2017年起,瑞萨电子加快以fabless为主的收购步伐:2017年收购全球第五大的电源芯片公司Intersil,加强了信号链的电源管理领域。2019年收购著名模数混合芯片公司IDT,补充了传感器和连接等领域。2021年收购Dialog和Celeno,提高了模拟混合信号、连接产品组合等能力。2022年收购Reality AI和STERADIAN,加速在AI与雷达技术等领域的布局。

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通过利用被收购公司的相关优势,调整自身公司的产能结构,以达到产业链的稳定供应,并提高产品竞争优势。

三、让中国市场创新方案用于全球

经过一系列的收购与整合,瑞萨电子实现了多元化和全球化的飞跃。赖长青表示,不管外部环境如何变化,瑞萨电子一直根植全球化,立足中国,未来会积极推动中国本土化策略,深耕中国市场。

Mohammed Dogar表示瑞萨电子非常看重中国市场,他说:“我们知道中国市场是一个非常重要的地方,不仅是因为中国市场本身的重要性,还因为中国市场会开放很多的创新解决方案,这些创新方案又可以用于全球市场。”

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针对瑞萨电子中国本土化策略,赖长青介绍说,在研发方面,“我们在中国市场还会在研发上继续投入,研发产品既贴近中国市场,又能为全球服务。在源头研发的产品,更贴切中国市场需求及客户要求”。除了瑞萨自身的研发中心,瑞萨电子也在加大跟中国Design House合作。“这方面的合作也非常灵活,有具体的产品合作,共同研发也有,我们授权IP的方式的合作也有”。

在制造方面,瑞萨电子除了自身封测厂外,也与中国晶圆厂、封测厂进行合作;生态系统方面,瑞萨电子除了与合作伙伴协同发展,还和中国很多本土伙伴共同构建生态,确保客户有完整、良好的体验。

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过去几年,瑞萨电子在中国成长得很好。如果倒退4年,大部分客户知道的是瑞萨的MCU,但现在瑞萨综合电源、模拟、无线连接、雷达等多个领域,实现产品扩展,并与已有的MCU等产品产生协同作用,实现了汽车、工业、IoT、基础设施等行业多元化覆盖,让市场更宽广。

针对如何实现瑞萨电子在中国市场的增长目标,Mohammed Dogar在会议现场给出了解答:“我们知道市场上有一些领域是有下行的压力,有一些放缓,但这并不包括全部的应用。我们看好的一些应用,包括人工智能、绿色能源、工业场景等,这些应用场景比较具有稳健性,可能消费领域会有一些疲软,但我们相信,通过我们产品策略的多样化及更多解决方案的设计,多样化应用,能够实现我们的增长目标,当然没有人能够准确的预测未来。”

结语

中国半导体在近年来得到了快速发展,这离不开国内外各方的支持和合作。未来,我们可以看到更多的国内外企业会继续加大对中国半导体行业的投入和支持,共同努力推动行业的创新和发展,让中国的半导体产业实现更高水平的技术研发和市场应用。

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13. 外部总线

RA2产品有总线主控和总线受控接口。图27列出了总线主控和总线受控接口,图28给出了总线配置。

注:存储器空间必须采用小端法才能在Arm Cortex-M内核上执行代码。

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图27. RA2A1总线规格

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图28. RA2总线配置

13.1 总线错误的监视

总线错误监视系统监视每个单独的区域,当检测到错误发生时,会通过AHB-Lite错误响应协议将错误返回给发请求的主IP。

13.1.1 总线错误类型

每条总线上都可能发生以下类型的错误

• 非法地址访问

• 总线主MPU错误

• 总线从MPU错误

• 超时

13.1.2 发生总线错误时的处理

发生总线错误时,无法保证正常运行,并且会将错误返回到发出请求的主IP。每个主器件发生的总线错误均存储在BUSnERRADD和BUSnERRSTAT寄存器中。只能通过复位来清空这些寄存器。有关更多信息,请参见《硬件手册》的“总线错误地址寄存器(BUSnERRADD)”和“总线错误状态寄存器 (BUSnERRSTAT)”部分。

注:DTC不会收到总线错误,因此它们的运行不受总线错误的影响。

14. 24位Sigma-Delta A/D转换器(SDADC24)

RA2A1 MCU具有一个24位Sigma-Delta ADC。RA2A1为RA2产品中唯一一种包含SDADC的产品。图29与图30显示了SDADC24转换器的规格。具体请参照《RA2A1 MCU硬件手册》中“24位Sigma-Delta转换器(SDADC24)”章节的内容。

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图29. SDADC24的规格(1/2)

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图30. SDADC24的规格(2/2)

15. 可配置开关的运算放大器(OPAMP)

RA2A1产品具有运算放大器(OPAMP),可用于将较小的模拟输入电压放大并输出放大后的电压。它共有三个差分运算放大器单元,每个单元都有两个输入引脚和一个输出引脚。

运算放大器具有以下功能:

• OPAMP0和OPAMP1可用来将信号输入到低功耗模拟比较器(ACMPLP)和24位Sigma-Delta A/D转换器(SDADC24)中。

• 支持高速模式(大电流消耗)、中速模式(中电流消耗)、低功耗模式(慢速响应)。选择模式时需要权衡响应速度与电流消耗之间的关系。

• 可通过异步通用定时器(AGT)的触发器启动运行。

• 可通过16位A/D转换结束触发器来停止运行。

• 每个单元都有用来选择输入信号的开关。此外,OPAMP0还有一个可以选择输出引脚的开关。

• OPAMP的输出可以不通过开关而直接从AMP0O输出到AMP2O引脚。

• 所有OPAMP单元的I/O信号都可用于ADC16的输入信号。

• DAC8和DAC12的输出信号可作为每个OPAMP的正输入信号。

• 电压跟随电路可以通过连接一个OPAMP的输出信号到该OPAMP的负输入信号进行配置。

Renesas FSP具有用来设置OPAMP以及引脚连接等的运算放大器驱动器和驱动器配置器。在图31的示例中,通过设置OPAMP0实现了一个分别由P500、P501、P502作为正输入引脚、负输入引脚、输出引脚的电压跟随器。该示例还设置了正输入,在内部实现了DAC12的输出。

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图31. 使用Renesas FSP配置器设置RA2A1 OPAMP的示例

在Renesas FSP配置器中设置完OPAMP后,您可以使用OPAMP驱动程序的API(如R_OPAMP_Open、R_OPAMP_Start)来初始化并启动OPAMP的运行。请参考《RA2A1 MCU硬件手册》和《FSP用户手册》中的“运放(OPAMP)”章节了解更多内容。

下一章:一般布线实践与参考资料(完结篇)

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10. 模块停止功能

为了尽可能提高电源效率,RA2系列MCU允许通过对模块停止控制寄存器(MSTPCRi,i = A、B、C、D)执行写入操作来分别停止片上外设。模块停止后,将无法访问模块寄存器。

复位后,除DTC外,大多数模块都处于模块停止状态。有关详细信息,请参见《硬件手册》。

在访问外设的任何寄存器之前,必须通过向MSTPCRi寄存器中的相应位写入“0”以使其退出停止模式来使能该寄存器。

可以通过向MSTPCRi寄存器中的相应位写入“1”来停止外设。

Renesas FSP中的HAL驱动程序会自动处理模块的启动/停止功能。

11. 中断控制单元

中断控制器单元(ICU)控制将哪些事件信号链接到NVIC、DTC和DMAC模块。此外,ICU还控制不可屏蔽中断。图23给出了ICU规范的示例,图24给出了从I/O引脚引发IRQi事件的功能示例。有关每个RA2 MCU系列的详细信息,请参见《硬件手册》。

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图23. RA2A1 ICU规格 

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图24. RA2A1 ICU I/O引脚示例

图25是使用Renesas FSP配置器使能和配置Renesas FSP中断的示例。通过FSP将ICU和中断配置为HAL驱动程序配置的一部分。

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图25. 使能GTP0溢出中断并设置将由中断服务程序调用的用户回调函数

12. 低功耗

RA2产品具有多种用于降低功耗的功能。这包括设置时钟分频器、停止模块、在正常模式下选择电源控制模式以及转换为低功耗模式。有关更多详细信息,请参见《硬件手册》中的“低功耗模式”一章。

RA2 MCU支持三种不同类型的LPM,具体取决于MCU系列。这些类型包括:

• 休眠模式

• 软件待机模式

• SNOOZE模式

下表概述了可用于降低功耗的功能。

表11. 低功耗模式功能规范

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注:1. 有关详细信息,请参见《硬件手册》中“时钟生成电路”一章。

2. 仅RA2A1支持低电压模式。

RA2L1 MC可以在开关稳压器(DCDC)模式下运行。在DCDC模式下,仅支持标准模式和睡眠模式,且系统无法转换到软件待机模式或SNOOZE模式。

此外,RA2L1在LDO模式、低速模式和副时钟振荡器速度模式下,且无法转换到DCDC模式。在DCDC模式下,仅支持高速模式和中速模式。

下表列出了转换到低功耗模式的条件、CPU和外设模块的状态,以及取消每种模式的方法。

表12. 低功耗模式

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注:1. 有关更多详细信息,请参见《硬件手册》中的“每种低功耗模式的工作条件”表。

RA2产品包括允许MCU在正常模式和休眠模式下以较低功耗工作的寄存器设置。这些模式称为工作电源控制模式,由OPCCR寄存器控制。

下表总结了各种工作功耗控制模式,以及每种模式下允许使用的最大时钟和电压值。

表13. 每种工作功耗控制模式下可用的振荡器

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注:1. 仅RA2A1产品支持低电压模式。

4. RA2E2产品不支持。

虽然可以将OPCCR寄存器中的值设置为任何低功耗工作模式,但也必须设置相应的时钟和电压值来满足所需模式的要求。否则,OPCCR寄存器中的设置不会对降低功耗产生任何影响。

为了获得最低的功率值,应在时钟生成电路中使用可能的最大分频器。

可通过各种中断源取消低功耗模式,例如RES引脚复位、上电复位、电压监视器复位和外设中断。有关不同低功耗模式的中断源列表,请参见《硬件手册》中的“低功耗模式”部分。

从软件待机模式进入SNOOZE模式的SNOOZE请求仅触发SNOOZE模式。通过在待机控制寄存器(SBYCR)中执行具有适当设置的WFI指令,可以完成向其他低功耗模式的转换。

Renesas FSP提供了低功耗模式(LPM)驱动程序和驱动程序配置器,可用于设置低功耗模式、唤醒源/取消源等。

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图26. 使用Renesas FSP配置器设置低功耗模式

在通过FSP配置器设置了特定的LPM(低功耗模式)后,可以使用LPM驱动程序的API初始化LPM驱动程序并使MCU进入已配置的低功耗模式:

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8. 寄存器写保护

寄存器写保护功能可防止重要寄存器因软件错误而被覆盖。使用保护寄存器(PRCR)设置要保护的寄存器。表9列出了PRCR位与要保护的寄存器之间的关联。

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图18. PRCR寄存器 

表9. PRCR保护位 

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注:以上寄存器并非存在于所有的RA2产品。具体请参照各MCU硬件手册中“寄存器写操作”的章节。

Renesas FSP提供两个API(R_BSP_RegisterProtectEnable 和 R_BSP_RegisterProtectDisable),分别用于使能和禁用寄存器写保护。

9. I/O 端口配置(1)

《硬件手册》中的“I/O 端口”部分介绍了基于外设选择和其他寄存器设置的确切引脚配置。下面列出了一些一般信息。

务必注意的是,复位后,在应用配置之前,每个引脚都将处于其默认状态。就RA2产品而言,所有I/O引脚在复位后均为输入引脚。其中某些引脚可能会短暂地处于无法预期的状态。无论使用哪种配置方法,都会出现这种情况。用户应考虑这可能对每种应用产生的影响,包括这可能对其他系统功能造成哪些影响。

配置I/O端口时,可以直接写入寄存器,也可以通过FSP引脚配置功能进行配置。

9.1 多功能引脚选择设计策略

RA2系列MCU上的大多数端口都具有多种外设功能。Renesas提供了诸如FSP中的引脚配置器之类的工具,以帮助选择各RA2产品的端口。当需要多个外设功能时,请使用以下设计策略来帮助选择端口功能。

• 首先,仅通过一个端口选项分配外设功能。例如,调试功能中的每个跟踪数据信号只有一个端口选项。需要此功能时,先分配这些端口。

• 接下来,为外设功能分配有限的端口选项。例如,支持CLKOUT外设的产品的每个CLKOUT信号通常只有两个选项。

• 最后,为外设功能分配多个端口选项。一个示例是串行通信接口(SCI),该接口通常具有许多可用的端口选项。

• 从RA2系列MCU硬件手册“引脚列表”章节中可以看到一些端口的函数名称中带有后缀“_A”。为RA2

产品配置端口函数时,可以忽略此种类型的后缀。另请参见本系列文章后续的16.3节。

9.2 设置端口并将其用作GPIO

有两种方法可以设置端口并将其用作GPIO:一种是使用端口控制寄存器(PCNTR1),另一种是使用PmnPFS寄存器。

方法1:端口控制寄存器(PCNTR1)

• 通过向端口控制寄存器1(PCNTR1)的端口方向位 (PDRn) 写入“1”,选择一个引脚作为输出。

• 端口方向位 (PDRn) 是可读写的。将该值设置为“1”将选择该引脚作为输出。I/O端口的默认状态为“0”(输入)。可以在RA2 MCU上读取端口方向寄存器。

• 相应端口控制寄存器 (PCNTR1) 中的端口输出数据位 (PODRn) 是可读写的。读取PODR时,也会读取输出数据锁存器的状态(不是引脚电平)。

• 端口控制寄存器 2 (PCNTR2) 中的端口输入位 (PIDRn) 是只读的。读取PCNTR2寄存器中的 PIDRn 位以读取引脚状态。

方法2:端口mn引脚功能 选择 (PmnPFS) 寄存器

• 端口模式寄存器 (PMR) 是可读写的,用于指定各个引脚是用作GPIO还是用作外设引脚。复位后,所有PMR寄存器均置0,这会将所有引脚都设置为GPIO。如果PMR寄存器置1,则该对应的引脚将用于实现外设功能。外设功能由该引脚的MPC设置定义。

• 将引脚设置为输出时,建议先将所需的端口输出值写入数据锁存器,然后将方向寄存器设置为输出。尽管在所有系统中此操作都不太重要,但这可以防止在设置端口时出现意外的输出毛刺。

通常,使用PCNTR1配置端口有助于提高访问速度,但可用的配置功能较少。使用PmnPFS寄存器将获得更多可用的配置功能,但访问速度较慢。

Renesas FSP提供了引脚配置工具,以在复位后配置GPIO引脚,如图19所示。配置GPIO后,可以在FSP中使用HAL层API对该GPIO进行控制

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图19. 使用FSP配置器将P107配置为输出和低电平

9.2.1 内部上拉

• 端口0到9上的大多数引脚都可以选择使能上拉电阻。上拉由每个端口mn引脚功能选择 (PmnPFS) 寄存器中的上拉 (PCR) 位控制。每个PmnPFS寄存器中的PCR位用于控制端口上的相应引脚。

• 首先,必须通过PmnPFS寄存器中的相关位将该引脚设置为输入。将PCR位置“1”以使能上拉,将其置“0”以禁用上拉。

• 复位后,会将所有PCR寄存器清零,因此将禁用所有上拉电阻。

• 每当将某个引脚指定为外部总线引脚、GPIO输出或外设功能输出引脚时,上拉就会自动关闭。

9.2.2 漏极开路输出

• 配置为输出的引脚通常用作CMOS输出。

• 端口0到上的大多数引脚都可以选择配置为NMOS漏极开路输出。

• 每个端口9mn引脚功能选择 (PmnPFS) 寄存器中的N沟道漏极开路控制 (NCODR) 位控制哪些引脚以漏极开路模式工作。将每个寄存器中的适用位置“1”会使输出形式变为漏极开路。将每个寄存器中的适用位置“0”会将端口设置为CMOS输出。

9.2.3 驱动能力

RA2A1产品可以使能驱动能力输出,其驱动能力可设为低或中驱动能力输出。其他RA2产品无此功能。

• 驱动能力的切换由每个端口mn引脚功能选择 (PmnPFS) 寄存器中的驱动能力控制寄存器 (DSCR) 位控制。

• 复位后,会将所有DSCR寄存器清零,因此会将所有引脚设置为低驱动能力输出。设置“00”以外的值会更改所选引脚的输出的驱动能力。

• 引脚的最大总输出因产品及封装而异。具体请参见MCU硬件手册“电气特性”章节的内容。

• 驱动能力的差异如下所示。实际输出电流会因产品和引脚类型而有所不同。详细信息请参见MCU硬件手册。

表10. 引脚驱动能力 

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输出驱动能力可能会对电路板设计的整体性能造成重大影响。为每个输出选择驱动能力时,应考虑以下几点:

• 建议首先将所有引脚设置为低驱动能力(默认)并评估性能。

• 根据电路板布局的不同,驱动能力设置为中或高的引脚可能会产生较高的EMI辐射。

• 较长的走线可能需要更高的驱动能力,才能使信号正确传播到接收器。

9.3 设置和使用端口外设功能

端口mn引脚功能选择寄存器 (PmnPFS) 用于配置每个端口的特性。PSEL 位用于选择为每个端口选择的外设功能。

• 由于大多数引脚具有多种功能,因此RA2 MCU提供了引脚功能控制寄存器 (PmnPFS),可用于更改分配给引脚的功能。

• 每个引脚都有自己的PmnPFS寄存器。

• 每个PmnPFS寄存器都允许将引脚用于外设功能(PSEL位)、用作IRQ输入引脚(ISEL位)或用作模拟输入引脚(ASE位)。如果ASEL位置“1”(将引脚用作模拟输入引脚),则应将该引脚的PMR位置1以用于GPIO,并将该引脚的PDR位置1以用于输入。

• 请参见《硬件手册》中“I/O端口”一章的“每种产品的外设选择设置”部分。

• 为了确保外设引脚上没有非预期的边沿输入或输出,确保在修改引脚的PmnPFS寄存器之前将目标引脚的端口模式控制 (PMR) 位清零。

• 复位后,所有PmnPFS寄存器均受到写保护。为了对这些寄存器执行写入操作,必须首先使用写保护寄存器 (PWPR) 来使能写入。

• 设置PmnPFS寄存器时应格外小心,切勿将一个功能分配给多个引脚。用户不应这样做,但MCU允许上述操作。如果发生这种情况,则引脚上的功能将处于未定义状态。

• 图20为使用Renesas FSP的引脚配置器使能QSPI引脚的示例。 

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图20. 使用Renesas FSP中的引脚配置器使能QSPI引脚

9.4 设置和使用IRQ引脚

• 某些端口引脚可以用作硬件中断线(IRQ)。有关哪些引脚可用于您的MCU的信息,请参见《硬件手册》中“I/O端口”一章的“每种产品的外设选择设置”部分。

• 要将端口引脚设置为用作IRQ引脚,必须将其PFS寄存器中的中断输入功能选择位(ISEL)置“1”。

• 引脚可同时用于IRQ和外设功能。要使能此功能,需设置引脚的PFS寄存器的ISEL位和PSE位。

• 具有相同编号的IRQ功能必须在一个引脚上使能。

• IRQ引脚可以在检测到以下情况时触发中断:

⎯ 低电平

⎯ 下降沿

⎯ 上升沿

⎯ 上升沿和下降沿

使用IRQ控制寄存器(IRQCRi)选择要使用的触发器。

• 数字滤波可用于IRQ引脚。滤波器基于以四个可选时钟速率(PCLKB、PCLKB/8、PCLKB/32、PCLKB/64)之一进行的重复信号采样。它们可以滤除短脉冲:在特定滤波速率下,任何少于3个样本的高脉冲或低脉冲。滤波器可用于滤除这些线路中的振铃和噪声,但是由于速率过快而无法滤除诸如机械开关弹跳之类的长时间事件。使能滤波会给硬件IRQ线增加一小段响应延迟时间(滤波时间)。

• 可以针对每个IRQ引脚单独使能数字滤波。此过程通过设置每个IRQ的IRQCRi寄存器中的IRQ引脚数字滤波器使能(FLTEN)位来实现。

• 可为每个IRQ引脚单独配置数字滤波的时钟速率。此过程通过设置每个IRQ的IRQCRi寄存器中的IRQ引脚数字滤波器设置(FCLKSEL[1:0])位来实现。

• 图21和图22给出了使用Renesas FSP使能和配置IRQ引脚的示例。

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图21. 使用Renesas FSP配置器将P004配置为IRQ03

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图22. 使用Renesas FSP配置器配置IRQ03

9.5 未使用引脚的处理

注:某些引脚需要特定的端接:有关具体建议,请参见《硬件手册》中的“未使用引脚的处理”部分。

悬空的未使用引脚会消耗额外的功率,并使系统更容易受到噪声问题的影响。使用下面详述的方法之一对未使用的引脚进行处理:

1、第一种选择是将引脚设置为输入(复位后的默认状态),然后使用电阻将其连接至Vcc或Vss。不同的连接方法对MCU来说没有区别;但是,从系统噪声的角度来看,有的方法可能更具优势。Vss可能是最典型的选择。避免将引脚直接连接到Vcc或Vss,因为对端口的方向寄存器(用于将端口设置为输出)执行意外的写入操作可能会导致输出短路。

2、第二种方法是将引脚设置为输出。无论是将引脚电平设置为高还是低都无关紧要;但是,将引脚设置为输出并将输出设置为低电平会在内部将引脚连接至接地层。这可能有助于解决整个系统的噪声问题。将未使用的引脚设置为输出有一个缺点,即必须通过软件控制来完成端口配置。在将方向寄存器设置为输出前MCU一直保持在复位状态时,该引脚将为悬空输入,可能会消耗额外的电流。如果可以接受在此期间消耗额外的电流,则该方法可消除第一种方法所需的外部电阻。

3、将引脚保留为输入并使用外部电阻将它们处理的一种变化方式是使用MCU多个端口上的内部上拉电阻。这与将引脚设置为输出有相同的限制(需要程序来设置端口),但是由于产品不会驱动引脚,因此确实可以减少因引脚意外接地、短接到相邻引脚或Vcc而产生的影响。

9.6 不存在的引脚

每个RA2 MCU系列都有多种封装尺寸,总引脚数也各有不同。对于小于该MCU系列最大封装尺寸(通常为100引脚、64引脚、24引脚)的任何封装,需将PDR寄存器中不存在的端口的对应位置“1”(输出),并将PODR寄存器中不存在的端口的对应位置“0”。通过查看《硬件手册》中“I/O端口”部分的“I/O端口规范”表,用户可以查看每个MCU封装上可用的端口。例如,端口0上的P007和P008仅在100引脚封装中可用。请注意,不需要对不存在的引脚进行额外处理。

9.7 电气特性

常规GPIO端口通常需要CMOS电平输入(高电平≥ 0.8 * Vcc,低电平≤ 0.2 * Vcc)。某些GPIO端口具有施密特触发输入,在输入要求方面略有不同。有关更多信息,请参见《硬件手册》中的“电气特性”部分。

来源:瑞萨MCU小百科

https://mp.weixin.qq.com/s/FMxRvDbDi1R43nu9Hn8Nsg

https://mp.weixin.qq.com/s/Xknl8CQ0lbxm642YSRcpyA

https://mp.weixin.qq.com/s/oL7o1DdWw4QJat3hjPo4uA

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采用先进工艺节点,集成低功耗蓝牙®5.3的无线MCU

2023 年 4 月 11 日 - 全球半导体解决方案供应商瑞萨电子(TSE:6723)今日宣布推出基于22nm制程的首颗微控制器(MCU)。通过采用先进的工艺技术,瑞萨可以为用户提供卓越的性能,并通过降低内核电压来有效降低功耗。先进的工艺技术还提供了更丰富的集成度(比如RF等),能够在更小的裸片面积上实现相同的功能,从而实现了外设和存储的更高集成度。

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瑞萨电子推出首款采用先进22nm工艺技术微控制器

此次采用全新22nm工艺生产的首颗MCU,扩展了瑞萨广受欢迎的基于32位Arm® Cortex®-M内核的RA产品家族。该新型无线MCU支持低功耗蓝牙®5.3 (BLE),并集成了软件定义无线电(SDR)。它以构建长生命周期产品为目标,为用户提供了适用于未来应用的解决方案。无论是在开发过程中还是在部署之后,终端产品均可通过新的应用软件或新的蓝牙功能进行升级,以确保符合最新的规范版本。终端产品制造商可以充分利用之前发布的完整功能集BLE规范,对于采用基于蓝牙5.1到达角(AoA)/出发角(AoD)功能设计的用于测向应用的设备,或者通过蓝牙5.2同步通道来添加低功耗立体声的音频传输的产品,开发人员现在仅需一颗芯片即可支持所有这些功能。

瑞萨电子物联网及基础设施事业本部高级副总裁Roger Wendelken表示:“瑞萨电子MCU的优势立足于广泛的产品与制造工艺技术。我们很高兴地宣布开发出RA MCU产品家族的首颗22nm产品,这将为下一代MCU铺平道路,帮助客户在验证他们设计的同时确保产品的长期可用性。我们的产品将持续致力于为市场提供理想性能、易用性和最新的功能。这种进步仅仅只是一个开始。”

成功产品组合

瑞萨将全新22nm MCU和其产品组合中的其它兼容器件相结合,打造广泛的“成功产品组合”。“成功产品组合”作为经工程验证的系统架构,将相互兼容的瑞萨器件无缝组合,带来优化、低风险的设计,以加快客户产品上市速度。瑞萨现已基于其产品阵容中的各类产品,推出超过300款“成功产品组合”,使用户能够缩短设计进程,更快地将其产品推向市场。更多信息,请访问:renesas.com/win

供货信息

瑞萨现已向部分用户提供新器件样片,预计将于2023年第四季度全面上市。希望试用新器件的用户可联系当地瑞萨销售办事处。关于低功耗蓝牙5.3规范的更多信息,请参阅瑞萨相关博客文章:https://www.renesas.com/blogs/what-s-new-bluetooth-53-low-energy

瑞萨MCU优势

作为全球卓越的MCU产品供应商,瑞萨电子的MCU近年来的平均年出货量超35亿颗,其中约50%用于汽车领域,其余则用于工业、物联网以及数据中心和通信基础设施等领域。瑞萨电子拥有广泛的8位、16位和32位产品组合,是业界优秀的16位及32位MCU供应商,所提供的产品具有出色的质量和效率,且性能卓越。同时,作为一家值得信赖的供应商,瑞萨电子拥有数十年的MCU设计经验,并以双源生产模式、业界先进的MCU工艺技术,以及由200多家生态系统合作伙伴组成的庞大体系为后盾。关于瑞萨电子MCU的更多信息,请访问:www.renesas.com/MCUs

关于瑞萨电子

瑞萨电子(TSE: 6723) ,科技让生活更轻松,致力于打造更安全、更智能、可持续发展的未来。作为全球微控制器供应商,瑞萨电子融合了在嵌入式处理、模拟、电源及连接方面的专业知识,提供完整的半导体解决方案。成功产品组合加速汽车、工业、基础设施及物联网应用上市,赋能数十亿联网智能设备改善人们的工作和生活方式。更多信息,敬请访问renesas.com。关注瑞萨电子微信公众号,发现更多精彩内容。

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6. 复位要求和复位电路

Arm® Cortex®-M23产品共有12或13种类型的复位。

表11. Arm® Cortex®-M23 MCU复位

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注:RA2E1及RA2E2产品不支持。

6.1 引脚复位

当RES#引脚被拉低时,所有处理都将中止,MCU进入复位状态。要在运行中复位MCU,应在指定的复位脉冲宽度内将RES#保持为低电平。有关时序要求的更详细信息,请参见《硬件手册》中“电气特性”一章的“复位时序”部分。另请参见本系列文章的第2节“仿真器支持”,了解与调试支持相关的复位电路的详细信息。

无需在RES#线路上使用外部电容,因为POR电路在内部将其保持为低电平以实现良好的复位,并且需要最小的复位脉冲来启动此过程。

6.2 上电复位

有两种情况会产生上电复位(POR):

1. 如果RES#引脚在接通电源后处于高电平状态。

2. 如果RES#引脚在VCC低于VPOR时处于高电平状态。

在VCC超过上电复位电压(VPOR)并经过上电复位时间(tPOR)之后,芯片将从上电复位状态释放。上电复位时间是允许外部电源和MCU达到稳定状态的时间。有关电压大小和时序的详细信息,请参见《硬件手册》中“电气特性”一章的“POR和LVD特性”部分。

由于POR电路依赖于RES#与VCC同时为高电平,因此请勿在复位引脚上放置电容。这将减慢RES#相对于VCC的上升时间,从而妨碍POR电路正确识别上电条件。

当电源(VCC)降至不超过VPOR时,如果RES#引脚为高电平,则会产生上电复位。在VCC上升到VPOR以上并且经过tPOR之后,芯片将从上电状态释放。

上电复位后,RSTSR0中的PORF位置1。引脚复位后,PORF清零。

6.3 独立看门狗定时器复位

这是由独立看门狗定时器(IWDT)产生的内部复位。

当IWDT下溢时,可以选择产生独立看门狗定时器复位(可以改为产生NMI),并且RSTSR1中的IWDTRF位置1。短暂延迟后,将取消IWDT复位。详情请参照《硬件手册》。

6.4 看门狗定时器复位

这是看门狗定时器(WDT)产生的内部复位。

当WDT下溢时,可以选择产生看门狗定时器复位(可以改为产生NMI),并且RSTSR1中的WDTRF位置1。短暂延迟后,将取消WDT复位。详情请参照《硬件手册》。

6.5 电压监视复位

RA2系列包括允许MCU在欠压期间防止不安全操作的电路。板上比较器根据三个参考电压Vdet0、Vdet1和Vdet2检查电源电压。当电源下降到每个参考电压以下时,会产生中断或复位。检测电压Vdet0、Vdet1和Vdet2均可从3个不同大小的值中选择。

当Vcc随后上升到超过Vdet0、Vdet1或Vdet2时,经过稳定时间后,电压监视复位释放将继续。

上电复位后,将禁用低电压检测。可以通过使用选项功能寄存器OFS1来使能电压监视。有关更多详细信息,请参见《硬件手册》中的“低电压检测(LVD)”一章。

LVD复位后,RSTSR0中的LVDnRF(n = 0、1、2)位置1。

6.6 软件复位

这是通过SYSRESETREQ位写入Arm内核的AIRCR寄存器产生的内部复位。当SYSRESETREQ位设为1时,产生软件复位,再经过内部复位时间(tRESW2)后,将取消内部复位,CPU进行复位异常处理。详情请参照MCU硬件手册。

有关SYSRESETREQ位的详细信息,请参照Arm® Cortex®-M23的技术手册。

6.7 其他复位

MCU内的大多数外设功能都可以在特定的故障条件下产生复位。无需硬件配置即可使能这些复位。有关将为每个外设功能产生复位的条件的详细信息,请参见《硬件手册》中的相关章节。

6.8 冷/热启动的确定

借助RA2 MCU,用户可以确定发生复位过程的原因。RSTSR2中的CWSF标志指示是上电复位导致了复位过程(冷启动),还是操作期间输入的复位信号导致了复位过程(热启动)。

发生上电复位时,该标志置0。否则,该标志不会置0。通过软件向该标志写入1时会将其置1。即使在写入0时也不会将其置0。

6.9 确定复位源

借助RA2 MCU,用户可以确定复位信号产生源。读取RSTSR0和RSTSR1,以确定哪个复位是复位源。有关流程图,请参见《硬件手册》中的“复位产生源的确定”部分。

以下代码示例展示了如何使用Renesas FSP中基于CMSIS的寄存器结构确定复位是由软件复位、深度软件待机还是上电复位导致的。

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来源:瑞萨MCU小百科

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5. 时钟电路

RA2 MCU具有六个振荡源。其中有五个可以用作主系统时钟源。剩下的一个专用于独立看门狗定时器。在典型系统中,主时钟由外部晶体或时钟驱动。将此输入指向内部选择器和分频器,在此进一步指向主系统时钟(ICLK)、闪存时钟、CPU时钟和外设模块时钟。此外,时钟分配也包括ADC和USB的外设时钟。有关时钟生成电路框图的信息,请参见《硬件手册》中的“时钟生成电路”一章。

每个时钟都有特定的容差和时序值。有关频率和时钟时序规范的信息,请参见《硬件手册》中“电气特性”一章的“交流特性”部分。有关各种时钟频率之间关系的信息,请参见《硬件手册》中的“时钟生成电路”一章。

表5. RA2振荡源 

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注:1. 仅RA2A1产品支持SDADC时钟。

2. 仅RA2A1产品支持USB时钟。

3. RA2A1产品的闪存时钟(FCLK)是独立于MOSC存在的,也可以通过MOSC、SOSC、HOCO、MOCO或LOCO生成。

4. RA2E2产品不支持。

一些产品如RA2E2不支持选择外部振荡器或外部时钟。此种情况下,主时钟的振荡源仅限于片上振荡器。

5.1 复位条件

复位后,RA2 MCU开始以中速片上振荡器(MOCO)作为主时钟源运行。复位时,默认情况下主振荡器处于关闭状态。HOCO和IWDT可能处于打开或关闭状态,具体取决于选项设置存储器中的设置(请参见后文第4节)。

5.2 时钟频率要求

最小和最大频率如下表所示。有关详细信息,请参见《硬件手册》中“时钟生成电路”一章的“概述”部分,其中包括外部和内部时钟源规范。更多详细信息,请参见《硬件手册》中“电气特性”一章的“交流特性”部分。

表6. RA2 MCU内部时钟的频率范围

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注1. 仅限RA2A1产品。对ROM或数据闪存进行编程或擦除操作时,FCLK的运行频率必须至少为1 MHz。

2. 仅限支持USB外设功能的产品。

3. 仅限支持CAN外设功能的产品。

4. RA2E1、RA2E2 和 RA2L1对 ROM 或数据闪存进行编程或擦除操作时,ICLK 的运行频率必须至少为1 MHz。

5.2.1 USB通信要求

全速USB 2.0模块(USBFS)需要48 MHz 的 USB 时钟信号(UCLK)。

对于支持USBFS模块的RA2产品,HOCO为UCLK的时钟源。因此当使用USBFS模块时,HOCO必须配置为48 MHz。 

5.2.2 ROM或数据闪存的编程和擦除要求

RA2A1产品的FCLK必须至少为1 MHz才能在内部ROM和数据闪存上执行编程和擦除。

其他RA2产品的ICLK必须至少为1 MHz才能在内部ROM和数据闪存上执行编程和擦除。

5.3 降低时钟生成电路(CGC)的功耗

为了帮助节省功耗,请尽可能将所有未使用的时钟的分频器设置为最大可能值。另外,如果不使用时钟,请通过设置适当的寄存器来确保时钟已停止。下表显示了用于控制每个时钟源的寄存器。

表7. 时钟源配置寄存器

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注1:RA2E2产品不支持。 

5.4 写入系统时钟控制寄存器

写入系统时钟分频控制寄存器(SCKDIVCR)和系统时钟源控制寄存器(SCKSCR)中的各个位域时,应格外小心。

当外围模块时钟的时钟源更改为其他时钟源时,在时钟源切换期间,外围模块时钟周期会变长。详见图8。因此,必须在指令处理中增加延迟,以确保时钟在切换时钟源时仍保持稳定。 

为保证时钟频率改变后的处理准确无误,首先写入相关的时钟控制寄存器改变频率,再从寄存器中读取值,最后进行后续处理。 

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图8. 切换时钟源的时序

5.5 时钟设置示例

Renesas FSP为RA2A1 MCU提供了一个简单的可视化时钟配置工具,如下所示。此配置器可配置板级支持包中的代码,以根据用户的选择初始化时钟生成电路,并按照MCU硬件手册中的说明进行适当的配置。 

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图9. 使用 Renesas FSP配置器进行时钟设置

5.6 HOCO精度

RA2 MCU内部高速片上振荡器(HOCO)的运行频率为24 MHz、32 MHz、48 MHz,精度为+/-2%或更高。HOCO的精度规格适用于各种环境工作温度(Ta)范围。有关详细信息,请参见《硬件手册》中“电气特性”章节的内容。

HOCO可以用作时钟生成电路的输入。当以这种方式使用HOCO时,不需要外部振荡器。当因空间限制或其他限制而需要减少PCB设计中的元件数量时,这可能是一个优势。不过,此时会因时钟精确度问题而产生性能影响和限制,因此应针对您的应用进行评估。

RA2E2产品没有外部晶振和外部时钟输入,必须选择其内部时钟(HOCO、MOCO、LOCO)作为主系统时钟。

5.7 闪存接口时钟

RA2A1产品对内部闪存(ROM和DF)进行编程和擦除操作以及从数据闪存读取数据时,闪存接口时钟(FCLK)用作运行时钟。而其他RA2产品进行编程和擦除操作时,ICLK用作运行时钟。

因此,相关时钟的频率设置会直接影响从数据闪存读取数据所需的时间。如果用户的程序正在从数据闪存中读取数据,或者正在对内部闪存执行编程或擦除操作,则建议使用最大FCLK/ICLK频率。

当写入或擦除代码闪存(ROM)或数据闪存时,时钟必须以至少1 MHz的频率运行。请注意,时钟频率对从ROM读取数据或对RAM进行读写操作没有任何影响。

5.8 电路板设计

有关使用CGC的更多信息和电路板设计建议,请参见《硬件手册》中“时钟生成电路(CGC)”一章的“使用注意事项”部分。

通常,晶体谐振器及其负载电容应尽可能靠近MCU时钟引脚(XTAL/EXTAL、XCIN/XCOUT)放置。避免在晶体谐振器和MCU之间连接任何其他信号走线。尽量减少每条走线上使用的连接通孔数量。

5.9 外部晶体谐振器选择

大多数RA2产品的外部晶体谐振器可以用作主时钟源。外部晶体谐振器可跨MCU的EXTAL和XTAL引脚连接。外部晶体谐振器的频率必须处于主时钟振荡器的频率范围内。

晶体谐振器的选择在很大程度上取决于各个独特的电路板设计。由于适合与RA2 MCU产品配合使用的可用晶体谐振器的选择可能很多,因此请仔细评估所选晶体谐振器的电气特性,以确定具体的实现要求。

下图给出了典型的晶体谐振器连接示例。

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图10. 晶体谐振器连接示例

选择晶体谐振器和相关电容时,必须仔细评估。如果晶体谐振器制造商有相关建议,可以添加外部反馈电阻(Rf)和阻尼电阻(Rd)。

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图11. 晶体谐振器的等效电路

CL1和CL2的电容值选择会影响内部时钟的精确度。要了解CL1和CL2值的影响,应使用上图中晶体谐振器的等效电路来模拟该电路。为了获得更准确的结果,还应考虑与晶体谐振器元件之间的布线相关的杂散电容。

5.10 外部时钟输入

大多数RA2产品的数字时钟输入可以用作主时钟源。图12给出了连接外部时钟输入的示例。若使用外部时钟信号运行振荡器,请将MOMCR.MOSEL位设为1。XTAL引脚变为高阻抗。

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图12. 晶体谐振器的等效电路

注:外部时钟频率的输入操作只能在主时钟振荡器停止时运行。请不要在主时钟振荡器停止位(MOSCCR.MOSTP位)为0时更改外部时钟频率的输入。

来源:RA2快速设计指南 [3] 时钟电路(上)RA2快速设计指南 [4] 时钟电路(下)

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3. MCU工作模式

复位后,RA2 MCU系列可以进入以下两种模式之一:单芯片模式或SCI/USB引导模式。引导模式通过MD引脚来选择:

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表4. 复位时可用的工作模式

图4显示了通过模式设置(MD)引脚确定的工作模式转换。

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图4. 模式设置引脚电平和工作模式

注:USB引导模式仅限支持USB全速功能的产品(如RA2A1)使用,但32引脚的RA2A1产品没有此模式。

典型的MCU引导模式电路包括一个跳线和一对电阻器,允许选择将MD引脚连接到VCC或接地。 

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图5. MCU引导模式选项的典型电路

4. 选项设置存储器

选项设置存储器用于确定复位后MCU的状态。将该存储器分配给闪存的配置设置区域和程序闪存区域。这两个区域的可用设置方法不同。

有关寄存器的详细介绍,请参见《硬件手册》中的“选项设置存储器”一章。

闪存选项寄存器在代码闪存映射中占用一定空间。尽管寄存器位于RA MCU上保留闪存的一部分中,但是有些用户可能会无意中将数据存储在这些位置。用户必须进行检查,确保没有将多余数据写入这些位置,否则可能导致芯片发生意外行为。例如,闪存选项寄存器中的设置可能会在复位后立即使能独立看门狗定时器(IWDT)。如果存储在程序ROM中的数据无意中与选项设置存储器寄存器重叠,则有可能在不知情的情况下打开IWDT。这将导致调试器与电路板之间的通信出现问题。 

图6显示了包含选项功能选择寄存器的选项设置存储器。选项设置存储器可能会因产品的不同而有差异,详细情况请参照各MCU的用户手册。 

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图6. RA2A1的选项功能选择寄存器

4.1 选项设置存储器寄存器

以下是选项设置存储器寄存器的概述。在启动之前,请确保已对其进行正确配置。

• OFS0寄存器

⎯ 独立看门狗定时器(IWDT)自动启动

⎯ IWDT超时、频率、窗口操作、中断类型和低功耗模式行为

⎯ 看门狗定时器(WDT)自动启动

⎯ WDT超时、频率、窗口操作和中断类型

• OFS1寄存器

⎯ 复位后LVD0使能

⎯ 复位后HOCO启动

Renesas FSP配置器支持在BSP设置中设置选项存储器,如图7所示(以RA2A1 MCU为例)。通过FSP配置器进行的设置会反映在编译后的二进制文件中。

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图7. RA2A1 MCU在FSP配置中的选项存储器设置

来源:瑞萨MCU小百科

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瑞萨电子近日宣布,推出一款支持EtherCAT通信协议的全新工业用微处理器(MPU)——RZ/T2L,为工业系统实现高速、精确的实时控制。

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RZ/T2L MPU继承了其高端产品RZ/T2M的硬件架构,为快速增长的EtherCAT通信市场带来理想的解决方案。新型MPU提供了交流伺服驱动器、变频器、工业机器人、协作机器人等所需的高速和精确实时处理性能。同时,与RZ/T2M相比芯片尺寸减少了50%。该款新器件是工厂自动化(FA)以及医疗设备和楼宇自动化(BA)等广泛应用的理想选择。在这些场景中,EtherCAT正越来越多地被采用。

瑞萨电子工业自动化事业部副总裁白壁仁表示:“准确的实时控制对于提高工业系统的生产力和产品质量至关重要,我们的RZ/T2L可以使之成为现实。凭借对迅速扩大的EtherCAT市场的支持,这一产品将把性能提升至一个全新水平,并加速工厂和建筑以及医疗设备的自动化。”

领先的调试及跟踪工具供应商Lauterbach GmbH总经理Norbert Weiss表示:“几十年来,我们持续致力于为工程师提供针对瑞萨最新MCU和MPU的一流开发工具,以实现他们面向未来的嵌入式创新。得益于我们与瑞萨电子的良好合作关系,RZ/T2L MPU的工业用户也将从初始阶段就获得高度可靠的工具以及出色的支持。”

用于精确实时控制和EtherCAT通信的单芯片解决方案

RZ/T2L配备了最高工作频率为800 MHz的Arm® Cortex®-R52 CPU,以及由Beckhoff Automation为以太网通信设计且经过验证的EtherCAT从控制器。RZ/T2L的所有内部RAM都配备了工业应用所需的ECC(数据错误检查与纠正)功能。此外,直接与CPU相连的大容量内存(576 KB)降低了由高速缓存引起的执行时间不可预测性,实现了可靠、确定性的处理。RZ/T2L还提供用于角度传感器的多协议编码器接口、Sigma-Delta接口,和A/D转换器等外设功能。这些都被布置在直接与CPU相连的专用低延迟外设端口(LLPP)总线上,以获得快速、准确的实时控制能力。

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为广泛的终端系统提供可扩展的产品部署

RZ/T2L采用与瑞萨最高端电机控制MPU产品RZ/T2M相同的架构,包括CPU、外设功能和内部总线,以达成相同的性能水平。此外,瑞萨提供了与其它RZ产品家族MPU和RA产品家族MCU兼容的灵活配置软件包(FSP)及软件开发环境,使工程师能够保留其现有软件资产,由此减少了开发工作量和成本,促进了各种产品的可扩展开发。

工业设备的功能安全和安全功能支持

RZ/T2L可用作功能安全MPU,来满足日益增长的处理要求,实现工业设备的功能安全。瑞萨将在2023年第四季度发布自诊断软件和SIL3系统软件包,以使用户能够减少开发功能安全系统的工作量与成本。此外,RZ/T2L支持各种安全功能,如安全启动、安全固件更新、JTAG认证、唯一ID和加密加速器,以减少数据泄露和篡改用户程序的风险。瑞萨将于2023年5月推出安全软件包,并作为其安全解决方案的一部分。

RZ/T2L成功产品组合

瑞萨通过与其电源管理IC、光电耦合器、Sigma-Delta调制器和EEPROM等各类器件相结合,展示了RZ/T2L的能力与特性,以打造集成高精度电机控制和EtherCAT的优化交流伺服解决方案。该解决方案附带参考电路、Gerber文件和样例程序代码,可加速AC伺服系统、工业网关和远程I/O等应用的产品开发。瑞萨“成功产品组合”基于经工程验证的系统架构,融合相互兼容、可无缝操作的器件,以创建优化的低风险设计,从而缩短产品的上市速度。瑞萨现已基于其广泛产品阵容中的各类产品,推出超过300款“成功产品组合”。更多信息,您可复制下方网址到浏览器中访问查看:

https://www.renesas.cn/cn/zh/winning-combinations

供货信息

RZ/T2L现已上市。RZ/T2L作为瑞萨电子产品长期供货计划(PLP)所支持的产品之一,适用于需要长生命周期的工业设备。更多信息,请点击文末阅读原文访问查看产品页。

此外,该产品通过减少能源消耗和提升工厂自动化生产力,为改善环境做出卓越贡献。如您有其他需求,欢迎在文末或后台留言,我们将尽快回复。

(备注)Arm和Arm Cortex是Arm Limited在欧盟和其它国家/地区的注册商标。本新闻稿中提及的所有产品或服务名称均为其各自所有者的商标或注册商标。

来源:瑞萨电子

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