瑞萨

RISC-V MCU为开发人员带来低功耗、高性能的全新选择以及全面工具链支持

全球半导体解决方案供应商瑞萨电子(TSE:6723)今日宣布率先在业内推出基于内部自研CPU内核构建的通用32位RISC-V微控制器(MCU)——R9A02G021。尽管多家MCU供应商最近加入了投资联盟以推动RISC-V产品的开发,但瑞萨已独立设计并测试了一款全新RISC-V内核——该内核现已在商用产品中实现应用,并可在全球范围内销售。全新的R9A02G021 MCU产品群为嵌入式系统设计人员提供了一条清晰的路径,让他们能够基于开源指令集架构(ISA)开发各种功耗敏感及成本敏感型应用。

瑞萨MCU新产品采用自研RISC-V内核,加强RISC-V生态系统布局.jpg

虽然当今的RISC-V解决方案大多针对特定应用,而R9A02G021产品群MCU则面向多个终端市场而设计,包括物联网、消费电子产品、医疗设备、小家电和工业系统等。与现有通用MCU类似,设计人员可以充分利用瑞萨及其广泛工具链合作伙伴网络为R9A02G021搭建的全面开发环境,从而使他们能够显著降低成本、节省工程资源,并缩短开发时间。

Daryl Khoo, Vice President of Embedded Processing 1st Business Division at Renesas表示:“从我们的RISC-V专用ASSP到此款新型通用MCU,我们的目标是为客户提供商业上可行的产品,使其能够快速投入量产,同时展示RISC-V架构的优势。此外,客户经常面对复杂的设计挑战和权衡,如性能、功耗、内存或CPU架构的取舍。全新RISC-V MCU为希望采用开放式架构的客户,带来更多选择。”

作为早期采用RISC-V的供应商,瑞萨拥有丰富的RISC-V特定应用产品,包括32位语音控制和电机控制ASSP产品,以及基于Andes Technology CPU内核的RZ/Five 64位通用微处理器(MPU)。R9A02G021产品群作为基于瑞萨自研RISC-V内核的第一代通用MCU,将在未来几年内陆续推出。

Yole Group半导体、存储器和计算部门首席分析师Tom Hackenberg表示:“到目前为止,作为RISC-V的一个关键潜在市场,MCU一直缺乏领先供应商的强大商业设计,占MCU市场85%左右。随着瑞萨在其多样化的MCU产品组合中引入RISC-V多市场MCU的完全商业可用性,以及公认的行业标准工具供应商急需的支持,RISC-V市场最终有望开始加速增长。随着其他优秀供应商效仿瑞萨,到2029年底RISC-V应能具备接近整个MCU市场的10%甚至超出(注)的巨大增长潜力。”

平衡性能与功耗

R9A02G021 RISC-V产品群实现卓越性能,时钟速度高达48MHz,待机功耗极低,仅为0.3µA。可提供128KB快速闪存、16KB SRAM存储器,和4KB闪存用于数据存储。该系列MCU专为承受恶劣条件而设计,可在-40°C至125°C的环境温度下可靠运行。产品还具有标准串行通信接口以及数模转换器(DAC)和模数转换器(ADC)功能,便于与传感器、显示器及其它外部模块进行高速、安全的连接。1.6V至5.5V的宽输入电压范围可实现低电压、低电流工作,并具有抗噪能力,使R9A02G021成为电池供电设备的理想之选。

R9A02G021 MCU产品群的关键特性

  • CPU:RISC-V内核,48MHz,3.27 Coremark/MHz

  • 存储器:128KB代码闪存、16KB SRAM(12KB和ECC SRAM 4KB),及4KB数据闪存

  • 功耗:162µA/MHz(运行状态功率)、0.3µA(SW待机)、4µs(待机唤醒)

  • 串行通信接口:UART、SPI、I2C、SAU

  • 模拟外设:12位ADC和8位DAC

  • 温度范围:-40°C至125°C(Ta)

  • 工作电压范围:1.6至5.5V

  • 封装:16 WLCSP、24/32/48 QFN封装(QFP可选)

R9A02G021 RISC-V MCU得到瑞萨e² studio集成开发环境(IDE)的全方位支持,客户可免费使用。这套完整的工具链涵盖了代码配置器、LLVM编译器以及快速原型板(FPB)。瑞萨电子的合作伙伴IAR(带有Embedded Workbench IDE和I-jet调试器)和SEGGER(带有Embedded Studio IDE、J-Link 调试器和Flasher生产编程器)也可提供完整的开发环境。相关支持文档包括FPB用户手册、入门指南、原理图、物料清单(BOM)和Gerber文件。

成功产品组合

瑞萨开发的“多功能智能高压锅”将R9A02G021与其产品组合中的众多兼容产品相结合,如RAA211412 DC/DC转换器、ZSSC3224/3240信号调节器、RV1S9231A IGBT驱动器、RJH60T04DPQ IGBT和DA16200 Wi-Fi SoC。这些产品的组合,为现代互联电器提供了一种成本效益高、紧凑、模块化的解决方案。此类“成功产品组合”基于相互兼容且可无缝协作的器件,具备经技术验证的系统架构,带来优化的低风险设计,以加快产品上市速度。瑞萨现已基于其产品阵容中的各类产品,推出超过400款“成功产品组合”,使客户能够加速设计过程,更快地将产品推向市场。更多信息,请访问:renesas.com/win

供货信息

R9A02G021 RISC-V MCU,以及FPB、软件和开发工具即日起可通过瑞萨的全球分销商购买。更多信息,请访问:https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/risc-v/r9a02g021-ultra-low-power-48mhz-mcu-renesas-risc-v-cpu-core。浏览有关全新RISC-V产品的博客文章,请访问:https://www.renesas.cn/cn/zh/blogs/risc-v-unleashes-your-imagination

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:renesas.com/MCUs

(注)来源:《微控制器市场监测》,2024年第一季度版,Yole Intelligence。

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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前文提要:

一、段码式液晶显示屏LCD结构和显示原理

二、瑞萨MCU内置的LCD控制器/驱动器

1、LCD控制器/驱动器框图

2、LCD控制器/驱动器的驱动波形

3、LCD控制器/驱动器的驱动电压

LCD驱动电压VL1、VL2、VL3、VL4的提供,分为内部升压、电容分割和外部电阻分割。

内部升压

如R7F0C001G/L、R7F0C002G/L内置用于LCD驱动电源的内部升压电路。通过外接内部升压电路的电容器(0.47μF ±30%),生成LCD驱动电压。内部升压方式只能使用1/3偏压法或者1/4偏压法。内部升压方式的LCD驱动电压和器件本身不是同一个电源,因此与VDD的变化无关,能提供固定的电压。能通过设定LCD升压控制寄存器(VLCD)来调整对比度。

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电容分割

如R7F0C001G/L、R7F0C002G/L内置用于驱动电源的电容分割电路。通过外接电容分割电路的电容器(0.47μF ±30%),生成LCD驱动电压。电容分割方式只能使用1/3偏压法。和外部电阻分割方式不同,电容分割方式没有电流流过,因此能减小消费电流。

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外部电阻分割方式

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4、LCD控制器/驱动器时钟控制

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5、LCD控制器/驱动器的数据驱动显示

能从升压电路运行时生成的16种基准电压(调整对比度)中选择。

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6、LCD控制器/驱动器的数据驱动显示

当用于静态、2个时间片、3个时间片或者4个时间片时,如R7F0C001G/L、R7F0C002G/L能通过设定BLON位和LCDSEL位,从以下3种选择LCD显示数据寄存器:

  • A图形区(LCD显示数据寄存器的低4位)的数据显示

  • B图形区(LCD显示数据寄存器的高4位)的数据显示

  • 交替显示A图形区和B图形区的数据(实时计数器(RTC)的固定周期中断时序对应的闪烁显示)

注意在使用8个时间片时,不能选择LCD显示数据寄存器(A图形、B图形或者闪烁显示)。

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闪烁显示(A图形区和B图形区的数据的交替显示)R7F0C001G/L,R7F0C002G/L例子。

当BLON位为“1”时,对应实时计数器(RTC)的固定周期中断(INTRTC)时序,进行A图形区和B图形区的数据交替显示。当LCD闪烁显示时,必须给与A图形区的位对应的B图形区的位设定反相值(ex. 将F0400H的bit0置“1”,在闪烁显示时将F0400H的bit4置“0”);当LCD不闪烁显示时,必须设定相同值(ex. 将F0402H的bit2置“1”,在点灯显示时将F0402H的bit6置“1”)。

显示的切换时序如下所示。

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三、瑞萨MCU内置LCD控制器/驱动器的驱动工作模式待机功耗实测

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四、瑞萨内置LCD控制器/驱动器的MCU系列

可以点击下方链接下载数据手册,了解更详细的规格说明:

R7F0C001G/L、R7F0C002G/L用户手册硬件篇、RL78/L12、RL78/L13、RL78/L1A、RL78/L1C、RA4M1:https://www.renesas.cn/cn/zh

五、瑞萨内置LCD控制器/驱动器的MCU系列评估板

点击链接:https://www.renesas.cn/cn/zh

相关阅读:瑞萨MCU内置LCD控制器/驱动器漫谈(上)

来源:瑞萨嵌入式小百科(作者:Leo Liao

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前 言

在很多应用场景下可能需要使用段码式液晶显示屏LCD,如:家用电器、工业设备、仪器仪表、楼宇自动化设备、医用仪器、穿戴设备等等。这不仅是因为段码式液晶显示屏LCD具有显示美观、成本优势、功耗低等优点,而且现在很多MCU都集成了LCD驱动模块,使得开发变得更容易。根据不同电压、段位数、A/B驱动波形等广泛应用的需求,瑞萨集成了LCD驱动模块,不同系列的MCU可使用该模块从而匹配其应用。

一、段码式液晶显示屏LCD结构和显示原理

段码式液晶显示屏LCD内部晶体在静电场的功效下,晶体的排列方向会发生偏转,因而改变其透光性,从而可以看到显示的内容。LCD有一个偏转阀值,当LCD两端的电压高于该阀值时,则显示内容;而低于该阀值时,则不显示。

一般段码式液晶显示屏LCD有三个主要参数:工作中电压、Duty(相匹配COM数)和BIAS(偏压,相匹配阀值),例如,3.0V、1/4Duty、1/3BIAS表明LCD的工作中电压为3.0V,有4个COM,阀值大概是1.1V(3.0/3=1.0)。

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当加在某段LCD两端的电压大于1.0V时显示,反之,不显示。但是,LCD对于驱动电压的反应不是很明显,例如加1.0V电压的时候,可能会微弱显示,这就是通常说的“鬼影”。因此,要保证驱动LCD显示的时候,加在LCD两端的电压要比阀值电压大得比较多,而不显示的时候,则要比阀值电压小得比较多。

需要注意的是,LCD的两端是不能加直流电压的,否则时间稍长会危害段码式液晶显示屏LCD晶体分子结构的电化学特点,造成显示实际效果模糊不清,使用期限降低的不良影响,其毁灭性不能修复,这就要求保证加在LCD两端的驱动电压的平均电压为0。所以,LCD使用分割扫描法,在任何时候只有一个COM扫描有效,其余的COM处于无效状态。

一个好的段码式液晶显示屏LCD控制器/驱动器,应该满足:

  • 能提供不同数量的COM、Duty(相匹配COM数)和BIAS(偏压,相匹配阀值),满足不同规格LCD屏的驱动

  • 能够提供多种分压方式,提供内部分压,减少外围电路分压的元器件

  • 能够提供内部Boost升压,满足一些电池供电,电池电压下降时,亮度还可以保持

  • 能够提供内部基准电压稳压,避免分压不准导致显示出现“鬼影”

  • 能够提供多个不同的基准电压选择,可以调整对比度

  • 能够提供多种不同分割扫描法、驱动波形,满足灵活选择

  • 能够不同的时钟源和不同分割扫描帧率的选择,满足不同应用低功耗的要求

瑞萨MCU内置的LCD控制器/驱动器不但满足上面的规格,而且还提供其他优点功能:

  • 提供不同的时钟源选择,可选择外部副时钟32.768KHz,也可选择MCU内部低速或高速时钟

  • 提供显示数据寄存器,能通过自动读取显示数据寄存器进行段信号SEG和公共信号COM的自动输出

  • 提供时间间隔闪烁功能,方便易用

二、瑞萨MCU内置的LCD控制器/驱动器

1、LCD控制器/驱动器框图

图1为集成到瑞萨自有16bits RL78系列核MCU中的LCD控制器/驱动器,图2集成瑞萨32bits RA4M1系列Arm核MCU中的LCD控制器/驱动器,两者主要区别是LCD控制器/驱动器的工作时钟选择不同,RA4M1系列还可支持选择内部高速时钟。

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图1 R7F0C001/R7F0C002/L12/L13/L1A/L1C LCD控制器/驱动器

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图2 RA4M1 LCD控制器/驱动器

①外围允许寄存器0(PER0):在将副系统时钟(fSUB)用于LCD控制器/驱动器时设定。

②LCD模式寄存器0(LCDM0):LCD驱动电压生成电路、显示波形(A/B)和显示的时间片DUTY的选择。

③LCD模式寄存器1(LCDM1):此寄存器允许或者禁止显示运行,允许或者停止升压电路和电容分割电路的运行以及设定显示数据区和低电压模式。

④运行速度模式控制寄存器(OSMC):通过停止不需要的时钟功能来降低功耗。

⑤LCD时钟控制寄存器0(LCDC0):设定LCD源时钟和LCD时钟的寄存器,通过LCD时钟和时间片决定帧频。

⑥记忆性液晶控制寄存器(MLCD):控制记忆性液晶波形。

⑦LCD升压电平控制寄存器(VLCD):能从升压电路运行时生成的16种基准电压(调整对比度)中选择。

⑧LCD输入切换控制寄存器(ISCLCD):设定CAPL/P126、CAPH/P127、VL3/P125引脚作为LCD功能运行的期间防止贯通电流的流入。

2、LCD控制器/驱动器的驱动波形

驱动波形包括COM端口波形、SEG端口波形、COM和SEG之间电压差波形,当各画素对应的COM和SEG的电位差高于一定电压(LCD驱动电压VLCD,也就是阀值电压)时,LCD显示屏的各画素就点灯。如果电位差低于VLCD,各画素就熄灯。

COM端口波形

根据设定的时间片,如表所示的顺序为公共信号的选择时序,并且以其为一个周期进行重复运行。在静态模式的情况下,COM0~COM3输出相同的信号。

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SEG端口波形

SEG信号对应LCD显示数据寄存器,在8个时间片方式的情况下,各显示数据寄存器的bit0~bit7对应COM0~COM7。与公共信号输出的各时序同步,读数据存储器的数据。如果各位的内容为“1”,就在转换为选择电压后输出到段引脚(SEG4~SEG38)。如果各位的内容为“0”,就在转换为非选择电压后输出到段引脚(SEG4~SEG38)。

在不是8个时间片方式的情况下,在A图形区中各显示数据寄存器的bit0~bit3对应COM0~COM3,在B图形区中各显示数据寄存器的bit4~bit7对应COM0~COM3。与公共信号输出的各时序同步,读数据存储器的数据。如果各位的内容为“1”,就在转换为选择电压后输出到段引脚(SEG0~SEG38)。如果各位的内容为“0”,就在转换为非选择电压后输出到段引脚(SEG0~SEG38)。

因此,必须先确认LCD显示数据寄存器使用的LCD显示屏的前面电极(对应SEG信号)和背面电极(对应COM信号)是如何组合形成显示图形的,然后给显示数据寄存器写与显示图形一一对应的位数据。

COM信号和SEG信号的输出波形

公共信号COM和段信号SEG输出的电压如表(a)-(d)所示。只有在公共信号COM和段信号SEG都为选择电压时才为±VLCD的点灯电压(选择),在其他组合时为熄灯电压(非选择)。
静态显示模式时,公共信号COM的输出波形,在LCD时钟属于的1个周期T(选择或非选择),前T/2输出VL4分压电平,后T/2输出Vss电平;段信号SEG的输出波形,在LCD时钟属于选择时的1个周期T,前T/2输出Vss分压电平,后T/2输出VL4电平,属于非选择时的1个周期T,前T/2输出VL4分压电平,后T/2输出Vss电平。

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1/2偏压时,公共信号COM的输出波形,在LCD时钟属于选择时的1个周期T,前T/2输出VL4分压电平,后T/2输出Vss电平,属于非选择时的1个周期T,输出VL2电平;段信号SEG的输出波形,在LCD时钟属于选择时的1个周期T,前T/2输出Vss分压电平,后T/2输出VL4电平,属于非选择时的1个周期T,前T/2输出VL4分压电平,后T/2输出Vss电平。

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1/3偏压时,公共信号COM的输出A波形,在LCD时钟属于选择时的1个周期T,前T/2输出VL4分压电平,后T/2输出Vss电平,属于非选择时的1个周期T,前T/2输出VL1分压电平,后T/2输出VL2电平;段信号SEG的输出A波形,在LCD时钟属于选择时的1个周期T,前T/2输出Vss分压电平,后T/2输出VL4电平,属于非选择时的1个周期T,前T/2输出VL2分压电平,后T/2输出VL1电平。

1/3偏压时,公共信号COM的输出B波形,在LCD时钟属于选择时的1个周期T,前T/2(在前半帧Tf/2)输出VL4分压电平,后T/2(在后半帧Tf/2)输出Vss电平,属于非选择时的1个周期T,前T/2(在前半帧Tf/2)输出VL1分压电平,后T/2(在后半帧Tf/2)输出VL2电平;段信号SEG的输出B波形,在LCD时钟属于选择时的1个周期T,前T/2(在前半帧Tf/2)输出Vss分压电平,后T/2(在后半帧Tf/2)输出VL4电平,属于非选择时的1个周期T,前T/2(在前半帧Tf/2)出VL2分压电平,后T/2(在后半帧Tf/2)输出VL1电平。

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1/4偏压时,公共信号COM的输出A波形,在LCD时钟属于选择时的1个周期T,前T/2输出VL4分压电平,后T/2输出Vss电平,属于非选择时的1个周期T,前T/2输出VL1分压电平,后T/2输出VL2电平;段信号SEG的输出A波形,在LCD时钟属于选择时的1个周期T,前T/2输出Vss分压电平,后T/2输出VL4电平,属于非选择时的1个周期T,前T/2输出VL2分压电平,后T/2输出VL2电平。

1/4偏压时,公共信号COM的输出B波形,在LCD时钟属于选择时的1个周期T,前T/2(在前半帧Tf/2)输出VL4分压电平,后T/2(在后半帧Tf/2)输出Vss电平,属于非选择时的1个周期T,前T/2(在前半帧Tf/2)输出VL1分压电平,后T/2(在后半帧Tf/2)输出VL3电平;段信号SEG的输出B波形,在LCD时钟属于选择时的1个周期T,前T/2(在前半帧Tf/2)输出Vss分压电平,后T/2(在后半帧Tf/2)输出VL4电平,属于非选择时的1个周期T,前T/2(在前半帧Tf/2)输出VL2分压电平,后T/2(在后半帧Tf/2)输出VL2电平。

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COM信号和SEG信号的输出波形实例

在此例子,以第7位的9.png进行说明。需要根据显示图形并且通过COM0~COM3的各公共信号的时序,将表所示的选择电压和非选择电压输出到SEG12引脚和SEG13引脚。
10.png

因此,给SEG12对应的显示数据寄存器(地址F040CH)准备“1101”即可。SEG12和各公共信号之间的LCD驱动波形例子如下图所示。在选择COM0时SEG12为选择电压,就知道LCD点灯电平+VLCD/–VLCD的交流矩形波的产生。

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SEG12和各公共信号之间的4个时间片的LCD驱动A波形例子(1/3偏压法)

12.pngSEG12和各公共信号之间的4个时间片的LCD驱动B波形例子(1/3偏压法)

作者:Leo Liao

来源:瑞萨嵌入式小百科

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摘要

从延长便携式设备电池寿命,到提高处理效率和响应能力,瑞萨的40纳米MCU技术正在重新定义嵌入式系统的可能性。

Markus Vomfelde

Director

瑞萨以其卓越的40纳米工艺技术彻底改变了微控制器技术的格局,致力于开发新一代微控制器。凭借对高集成度、能效、性能和可扩展性的高度重视,瑞萨的40纳米MCU已成为行业的新标杆。这些MCU利用较小的晶体管尺寸和优化的电路设计,为各种应用提供了无与伦比的能力。从延长便携式设备电池寿命,到提高处理效率和响应能力,瑞萨的40纳米MCU技术正在重新定义嵌入式系统的可能性。让我们深入探讨这些MCU所具有的变革性特质和优势,使其位列创新前沿。

探索瑞萨40纳米制程技术的主要特性和亮点

瑞萨的微控制器单元(MCU)工艺技术一直在迅猛发展,以满足半导体行业的需求。高性能和高集成度的MCU犹如敏捷的大师在演奏先进技术的交响乐,将各行各业的生产力和创新推向新的高度。借助我们闪电般的执行速度、无缝连接和处理大量数据的能力,这些MCU已成为现代工业系统的支柱,实现实时控制、智能自动化和数据驱动的决策。瑞萨正在积极缩小工艺节点的尺寸,其中最受欢迎的是40纳米技术。瑞萨早在2013年就率先推出了基于40纳米的MCU,随后不断发展这一技术,以提供高性能和高集成度,以满足各种苛刻的应用需求。瑞萨的40纳米制程技术旨在集成高速连接、高级安全功能以及对人工智能和机器学习等高级功能的支持。

借助40纳米技术的先进工艺,瑞萨的MCU集成了具有更高分辨率、更高采样率和更高线性度的模数转换器(ADC)。此外,分辨率更高的数模转换器(DAC)能够产生高质量的模拟输出信号。通过推动工艺技术的发展,瑞萨不断提升其MCU的性能和功能,为工程师提供满足各种应用所需强大模拟功能的创新设计解决方案。瑞萨MCU工艺技术发展的趋势包括缩小工艺节点、集成高级功能、注重能效和提高处理能力。随着这些趋势的不断发展,瑞萨已做好了准备来满足半导体行业不断变化的需求。

瑞萨的40纳米工艺MCU功能和支持应用

瑞萨的40纳米MCU采用了一种被称为40纳米节点的工艺技术。基于这一技术,瑞萨的MCU提供了领先的功能和终极集成,具体如下表所示。

高端40纳米MCU特性

性能:多核并拥有更高的计算频率

功耗更低:降低50%的功耗

集成:大容量闪存

可靠性:长达20年的数据保留能力

这种工艺技术指的是制造MCU时使用的晶体管和互连的尺寸。瑞萨在其汽车微控制器单元(MCU)中采用了分栅金属-氧化物-氮化硅-氧化物-单晶硅(SG-MONOS)技术,这使得其在行业中脱颖而出并带来了众多的优势。作为拥有30多年的电荷俘获型非易失性存储器(NVM)生产经验的瑞萨,已成为提供卓越功能和可靠性解决方案的领导者。瑞萨利用电荷俘获型非易失性存储器(NVM)技术实现更快的性能,并在其MCU中集成大容量闪存。这项技术能够实现高效的数据存储和检索,从而缩短访问时间并提高系统性能。瑞萨还将大容量闪存集成到其MCU中,减少了对外部存储设备的需求,增强了MCU的功能。

40纳米制程技术的一个突出优势是其世界级的高速随机读取性能,这使得瑞萨成为这方面的行业前沿。快速高效地访问数据的能力在许多应用中至关重要,而瑞萨的40纳米MCU在这方面提供了无与伦比的性能。此外,瑞萨的40纳米制程技术,还提供了最快的闪存访问速度,无需等待的状态,这意味着可以快速读取和写入数据,从而提高系统响应能力并减少延迟。这一优势在实时应用中尤为显著,因为快速数据访问对于无缝操作至关重要。

瑞萨的40纳米工艺技术还采用了基于电荷俘获机制的离散存储节点架构。这种设计确保了高可靠性和可扩展性,使MCU能够承受苛刻的工作条件,并适应不断发展的行业要求。此外,集成氮化薄膜存储(SiN)技术实现了薄型单元设计,使MCU与先进的逻辑工艺兼容。

通过分栅源端热电子注入(SSI)编程的实施,瑞萨的MCU实现了低功率编程操作。这有助于提高能效,降低功耗,并延长便携式设备的电池寿命。为了进一步提高性能和能效,瑞萨采用了低电压字线驱动,并消除了读取访问路径中的高电压。这些优化措施实现了超过400MHz的高速随机读取操作,同时保持较小的区域尺寸。高性能、低功耗和紧凑尺寸的结合使瑞萨的40纳米MCU成为各种应用的理想选择。

瑞萨的40纳米技术为各种工业、消费和汽车应用带来了显著的优势。其中,一些领先优势包括电荷捕获NVM产品、世界一流的高速随机读取性能、最快的闪存访问、高可靠性、可扩展性和优化的电路设计。瑞萨持续推动MCU技术的发展,这些进步使工程师能够为性能、功效和尺寸至关重要的各种行业的设计创新提供高效的解决方案。

瑞萨MCU为当前技术带来的附加值

瑞萨的40纳米工艺技术已经开发出一系列具有先进特性和功能的MCU和MPU。以下是一些采用瑞萨40纳米制程技术的MCU产品示例,以及它们的功能和应用支持介绍:

RX72N系列

这组MCU是为工业自动化和控制应用而设计的。它具有高性能32位RXv3 CPU内核、高达4MB的闪存和高达640KB的随机存储器(RAM)。RX72N系列还支持以太网、CAN和USB通信接口,适合机器人、电机控制和工厂自动化等应用。

有关RX72N产品的更多信息,您可点击下方链接查看:

RX72N

https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/rx-32-bit-performance-efficiency-mcus/rx72n-rx-family-flagship-32-bit-microcontroller-highest-performance 

RA6M5系列

RA6M5组MCU专为高性能物联网应用而设计。它具有200MHz Arm® Cortex®-M33 CPU内核、高达2MB的闪存和高达512KB的RAM。RA6M5系列还支持以太网、USB和CAN FD通信接口,以及AES和SHA加密等安全特性。这使得它非常适合所有互联应用以及智能家居、楼宇自动化和远程监控。

有关RA6M5产品的更多信息,您可点击下方链接查看:

RA6M5

https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m-mcus/ra6m5-200mhz-arm-cortex-m33-trustzone-highest-integration-ethernet-and-can-fd 

RX66T系列

RX66T是瑞萨的微控制器单元(MCU),专为工业自动化系统和机器人领域的高性能电机控制应用而设计。它拥有一个32位RXv3 CPU内核、专用外设、多种存储器选项,以及UART、SPI、I2C和CAN等通信接口。RX66T还包含高级安全功能,如内置自测功能和内存保护单元。它的工作电压范围广泛,通常为2.7V至5.5V,并提供全面的开发生态系统,包括软件开发工具、中间件和库。RX66T MCU非常适用于对精密电机控制要求较高的应用,如工业机器人、电机驱动设备和自动化系统。

有关RX66T产品的更多信息,您可点击下方链接查看:

RX66T

https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/rx-32-bit-performance-efficiency-mcus/rx66t-32-bit-microcontrollers-optimal-motor-control-industrial-home-appliance-and-robotics-applications 

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瑞萨先进的40纳米微控制器设备

瑞萨的40纳米制程技术,拥有高集成度、高能效、高性能和可扩展性,彻底改变了微控制器技术的格局。这些先进的MCU为工程师提供了高效的解决方案,包括延长电池寿命,增强处理能力和响应能力。而高速闪存、优化的电路设计和高级安全功能等特性帮您轻松设计出创新产品!毋庸置疑,瑞萨的40纳米MCU树立了行业新标准,让您的设计更有竞争力!不论是工业自动化和控制,还是物联网应用和电机控制,这些MCU将助您实现更高水平的生产力和创新!

瑞萨将持续推动MCU技术的发展,提供满足半导体行业不断发展需求的增值解决方案,欢迎使用我们的产品,期待与您一同开创未来!

来源:瑞萨电子

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RX72M是瑞萨电子适用于工业网络解决方案的高性能32位微控制器,高达240MHz主频和1396CoreMark的性能,带双精度浮点运算,专门针对马达控制的三角函数加速器,可实现sin、cos、反三角函数以及开方函数运算,支持6通道的Delta-sigma调制器接口,支持电流环反馈信号。RX72M除了常用的外设接口外,还集成了专用于EtherCAT的ESC接口,可以用于开发EtherCAT IO模组、EtherCAT网关、EtherCAT步进、伺服驱动器,是一款性价比高的EtherCAT从站硬件,本文将为您介绍瑞萨MCU RX72M在开发EtherCAT应用中的Q&A。

有关RX72M产品的更多介绍,您可识别下方二维码或复制链接到浏览器中打开查看:

RX72M

https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/rx-32-bit-performance-efficiency-mcus/rx72m-high-performance-32-bit-microcontroller-industrial-network-solutions 

什么是EtherCAT jitter?为什么EtherCAT是low Jitter communication?

EtherCAT jitter分主站jitter和从站网络jitter;

主站jitter指的是master cycle time jitter,主站EtherCAT通讯周期抖动,同时该参数也是反映了主站发送EtherCAT报文帧抖动情况,主站发送报文帧的抖动情况通常可以通过特殊工具数据抓包来测试,反映的是主站的性能/稳定性,如下图是两个主站在master cycle time为500us时的抖动情况,图1有正负几十us抖动,图2是1个us抖动以内,明显抖动小于图1。

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图1

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图2

从站网络jitter,指的是从站网络的同步抖动,指的是从站网络中第一个DC从站和最后一个DC从站的SYNC信号的时间偏差,反映的是从站网络的同步性能(如图4两个SYNC信号时间偏差小于10ns)。

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图3

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图4

Master如何映射各个slaves?

从站网络中每个站点由于ESC的存在,物理地址和逻辑地址是对应的,当主站扫描后,所有的TxPDO数据和RxPDO数据就已经在整个报文帧中分配好了位置,报文帧会遍历所有站点去做数据交换(类似高铁到站上下车)。

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图5

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图6

SSC工具创建的代码后,如何修改PDO-Map,增加新的变量?

可以通过手动方式修改代码以及ESI文件,或者SSC工具创建新应用,编辑excel表格自动生成新文件。

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图7

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图8

Wireshark捕获ECAT数据正确方法?

通过专用的抓包工具接入网络中作为一个侦听器(硬件延时ns级别,可忽略不计),获取到的报文在PC端的wireshark上处理,参考:

https://www.ethercat.org.cn/memberarea/en/knowledge_base_E3DFFB9A73A146D...

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图9

RX72M的ESC接口与PHY连接模式是MII还是RMII?

RX72M的ESC只支持MII模式(部分其他厂商的ESC也仅支持MII)。

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图10

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图11

RX72M EtherCAT同步功能如何使用,如何测试这个功能确实开启了,以及一些指标?

同步功能的使用,需要在主站端配置选择同步模式如图12,可以通过抓取数据包分析,如有周期性的ARMW的指令,就说明DC功能已经使能上了。

关于同步的指标,通常是测试从站网络的抖动,即使用示波器测试每个从站产生的同步信号SYNC,比较时间差,网络中第一个从站的SYNC和最后一个从站的SYNC的时间差及为最大的同步抖动。

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图12

卡片式IO应用时,RX72M是否支持EBUS背板总线技术?

不支持,EBUS是德国倍福定义的数据传输标准,是基于LVDS(Low Voltage Differential Signal,低压差分信号)技术,属于倍福的专利技术,不过基于RX72M的卡片式IO之间也可以是EtherCAT的连接方式,通过PHY直连(不需要变压器)的方式连接。

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图13

RX72M作为EtherCAT从站在通讯时,当断开线缆后重新连线,是否能重新进入op,自动恢复通讯?

具体取决于主站的功能和从站应用逻辑,下图是twincat主站和RX72M硬件板子数据收发测试,是可以恢复建立通讯。

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图14

RX72M支持的最快的Master EtherCAT cycle time是多少?

EtherCAT数据帧经过RX72M的ESC接口是小于300ns,所以理论上评估值65us是ok的,但实际测试也取决于主站的性能,要求主站在极限测试条件下能够保持master cycle time稳定,如果主站周期抖动大,会影响实际测试效果。

RX72M上EtherCAT的DC同步机制是如何实现的?首先在硬件接口上是否能实现,是否需要Sync0/Sync1接口?目前我们的方案都没有接这两个管脚。其次在软件上我们现有的协议上是否已经能实现了?还需要增加什么内容吗?

RX72M硬件板子以及配套的开源的ECAT软件代码是支持DC功能的,DC功能的使用需要在主站端去使能DC配置;RX72M是MCU+ESC集成于一体的单芯片方案,不是MCU+单独ESC芯片方式,因此SYNC信号引脚不需要单独引出接MCU作为外部中断;软件中已支持sync0和sync0中断服务函数,只需要在主站中做DC配置,然后在sync中断服务函数中去做应用处理,比如数据更新发送等即可。

RX72M上DC同步应用中,不同厂商的应用算法不同导致时间开销也不同,比如不同厂商不同的电机算法时间,如何保证多轴同步运动?

EtherCAT同步机制可以使得从站网络不同节点产生SYNC信号时间偏差是ns级别,该SYNC信号作为MCU的中断信号,保证中断信号的同步,同时EtherCAT也支持通过设置调整SM中断和SYNC信号的间隔时间(the time between SM and the starting of SYNC)来保证留有足够时间,在SYNC信号产生之前,已处理完应用算法。

RX72M开发板上对EEPROM芯片大小和型号要求是什么?

EEPROM size和XML文件的大小密切相关,取决于ESI文件的内容多少。对于RX72M来说,仅关系到寄存器ESCMR的PROMSIZE位设定为0还是1(0:最大到16-Kbit,1:32-Kbit到4-Mbit)。在Smart Configurator中对应了r_ecat_rx Property > Configurations > EEPROM size的值,跟硬件匹配即可。

EEPROM推荐型号包括:R1EX24016 (16Kbit),R1EX24032 (32Kbit),M24C32 (32Kbit),没有任何限定,因EEPROM IIC通信都是通用协议,size符合应用需求即可。

RX72M硬件板上,PHY晶振选用独立的,还是用RX72M输出的25M信号?

选用独立的晶振或者RX72M输出25M都可以,瑞萨PHY型号为KSZ8081的硬件板开发板,使用的是RX72M输出的25MHz的时钟。

您可点击下方链接进入瑞萨技术论坛:

https://community-ja.renesas.com/zh/forums-groups/mcu-mpu/ 

来源:瑞萨嵌入式小百科

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应用与开发篇

在上一篇文章中,我们介绍了高性能RA8T1 MCU的整体概况和性能配置解析。最后我们进入到开发人员最为关心的部分,关于目标应用及开发支持。

RA8T1目标应用

RA8T1系列适用于广泛市场领域的驱动应用

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RA8T1用于三相逆变器控制的示例

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关键组成部分

● 计算性能

采用Helium技术的Cortex-M85内核

高达480MHz的运行

● 三相逆变器控制

三相互补PWM输出的GPT

● 处理三相电流测量

同步3ch采样和保持

12位ADC

● 安全输出保护

检测过电流的比较器

强制关闭PWM输出的POE

● 通信

以太网MAC

CAN FD

USBFS

I2C等

RA8T1拥有强大的处理能力和先进的核心配置,可满足工业自动化、楼宇自动化、智能家居、消费类产品及医疗健康等应用中常见的电机、电源和其它产品的实时控制要求。

开发环境概述

RA家族的开发环境非常灵活,支持不同的片上调试器、IDE和编译器。与其他RA家族产品一样,RA8T1可使用瑞萨e2 studio、IAR Embedded Workbench和Keil MDK开发环境,开发人员可以根据自己的喜好进行选择。

所有工具均可使用RA智能配置器进行FSP驱动程序和中间件的选择与配置,以及引脚映射和时钟树配置。

除此之外,瑞萨e2 studio IDE还特别支持专门的电机开发支持工具,包括QE for Motor、Renesas motor Workbench和Embedded Target。

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FSP灵活软件包

FSP是一个增强型软件包,旨在为使用Renesas RA家族的嵌入式系统设计提供易于使用、可扩展、高质量的软件。

FSP包括一流的HAL驱动,具有高性能和低内存占用的优点。包括与Azure RTOS和FreeRTOS集成的中间件堆栈,以简化通信和安全等复杂模块的实现。e² studio IDE通过直观的配置程序和智能代码生成器提供支持,使编程和调试更加简单快捷。

RA8T1从v.5.1开始正式支持FSP。可通过GitHub获取完整的源代码。

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配套开发板及套件

这是RA8T1电机控制套件的概述。

我们提供MCK-RA8T1和MCB-RA8T1作为电机控制的开发评估平台。

MCB-RA8T1是CPU板,可将RA8T1器件作为目标MCU安装。可通过连接一个或两个逆变器板和通信板进行电机控制评估,也可通过单板进行MCU评估。除逆变器板连接器外,MCB-RA8T1拥有两个PMOD、USBFS、以太网连接器和SD微型插槽。

MCK-RA8T1是MCB-RA8T1和逆变器板与通信板的组合套件,可在开箱后立即开始电机控制评估。

电机控制评估套件

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我们为包括RA8T1在内的电机MCU提供了各种类型的电机控制样例程序和应用手册,包括1分流或3分流的无传感器矢量控制、带编码器的矢量控制和120度传导控制方法等。开发人员可以在瑞萨官网RA8T1产品页面进行免费下载。

长按二维码进入RA8T1官网页面

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解决方案支持

RA8T1强大的能力可以保障在常规的电机控制之外,还可以实现更多的智能化方案。我们基于RA8T1开发了电机控制预测性维护的嵌入式人工智能解决方案。

通过256 FFT转换分析电机电流,并使用TensorFlow Lite作为推理引擎,利用Helium技术进行加速,推理时间与Cortex-M7相比快了5.3倍。

由此可见Helium技术对于此类AI运算的强大作用。

在使用Helium的Cortex-M85上进行AI演示电机控制故障检测

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总结

最后,我们来做一下RA8T1的总结。

RA8T1 MCU是RA家族中的高端电机控制产品。弥合了MCU和MPU之间的差距,并将MPU的高性能与MCU的低功耗和易用性相结合。

采用Arm® Cortex-M85®内核,提供6.39 CM/MHz高性能,并利用Helium(Arm M-Profile矢量扩展),可加速DSP/ML处理。

Armv8.1-M架构还引入PACBTI和TrustZone以提高安全性。

RA8T1提供了一整套软件、工具和评估套件提供支持,可简化开发过程。

我们现已完成RA8T1 MCU的MP状态,已于2024年1月30日正式发布。有兴趣的小伙伴欢迎垂询哦!

欢迎观看RA8T1产品介绍视频:https://www.renesas.cn/cn/zh/video/ra8t1-480-mhz-arm-cortex-m85-core-based-mcu-helium-and-trustzone-motor-control 

https://community-ja.renesas.com/zh/forums-groups/mcu-mpu/ 

相关阅读:瑞萨RA8T1高性能电机控制新品解读(上)产品详解篇

来源:瑞萨嵌入式小百科

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RA高性能电机控制MCU - RA8T1

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基于Arm Cortex-M85处理器的RA8T1高性能MCU产品群 针对电机控制和逆变器应用进行优化

产品详解篇

瑞萨的RA家族基于Arm® Cortex®-M内核打造,自2019年10月份正式诞生,短短四年多时间已经快速发展成广泛的产品阵容,众多型号用以满足各式各样的用户需求。

其中,专门面向电机/逆变器控制应用的RA-T系列产品,完美结合了Arm生态和瑞萨先进的外设功能,得到广大客户的高度评价。本次瑞萨推出高性能的电机控制RA8T1 MCU,将瑞萨RA家族扩充到4个系列(RA2/RA4/RA6/RA8)、25个产品群、319个产品型号。

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在此,我们先来简单回顾一下瑞萨RA-T电机控制MCU产品线。

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瑞萨RA-T电机控制MCU路线图

● 从低端到高端的广泛电机控制MCU系列,具有最佳功能设定;

● 保持CPU和外设的可扩展性,实现独特的硬件IP;

● 支持电机控制评估套件、工具和软件。

RA4T1和RA6T3凭借其高性价比、小封装和优化的外设功能,非常适用于单电机控制的紧凑型系统,比如变频家电、电动工具和小型机器人等。

RA6T1和RA6T2具备较高性能、丰富的功能外设,适用于双电机控制系统,具备高分辨率PWM输出功能更可以拓展到数字电源等应用。特别是RA6T2搭载了强大的硬件加速器,包括一个三角函数单元(TFU)和一个无限脉冲响应滤波器(IIR),用以大幅减少在电机控制中复杂的矢量运算、电流环、速度环等处理时间,降低CPU负荷以扩展更多附加功能。RA6T2还内置了两个高速ADC单元,支持12位和16位分辨率,最高0.16微秒的高速转换。

随着电机应用的快速发展,对MCU提出了越来越高的要求。比如在高端电机应用中,除了精确的电机控制外,系统还需要兼顾其他应用程序、丰富的通信功能、高安全性以及智能化应用等等。RA8T1正是为此而生,帮助设计人员满足这些要求。

RA8T1 MCU基于Arm® Cortex®-M85内核构建,工作频率高达480MHz,提供高达2MB闪存和1MB SRAM(包括 TCM)的大内存选项、支持互补PWM输出的16位/32位定时器、12位ADC(包括3通道采样和保持)、以及用于电机控制的高速模拟比较器。连接功能包括以太网MAC、CAN FD、USB 2.0全速模块、SD/MMC主机接口和I3C。此外,Armv8.1-M架构支持Helium技术,可显著提高AI/ML计算性能,并支持Pointer AuthentiCation和Branch Target Identification(PACBTI)和TrustZone®以增强安全性。

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RA8T1产品规格

产品特性:RA8T1产品的主要特性

1、极致性能

A) 搭载超高性能的Arm® Cortex®-M85内核,性能高达3068 CoreMark@480MHz。

B) 结合Helium先进技术,能够在数字信号处理器(DSP)和机器学习(ML)方面获得相比Cortex-M7内核高4倍的性能提升。

C) 在实现高效电机控制的同时,便于拓展功能安全、嵌入式人工智能等附加功能。

2、丰富的电机/逆变控制外设单元

A) 高达2MB的双区闪存和1MB SRAM(包括TCM),100至224引脚的广泛产品阵容。

B) 通用32位增强型PWM定时器,支持三相互补PWM输出、死区控制等多种功能,可轻松实现各种类型电机控制

C) 两个12位ADC单元,支持3通道同步采样保持电路。以及DAC(2通道)、高速比较器、温度传感器等。

D) 丰富连接功能,支持以太网MAC/DMA、USB全速、CAN FD、I3C/I2C、SCI、SPI和SD/MMC接口。

3、安全配置

A) 支持AES、TRNG、RSA 4K/ECC、SHA-2、用于FSBL的不可变存储、防篡改DPA/SPA侧信道保护等最新安全特性。

B) 端口输出保护单元POE,在发生异常状况下强制关断PWM输出,及时保护电机和逆变器电路。

4、轻松开发,缩短开发周期

A) 集成式电机控制评估硬件套件

B)灵活软件包(FSP)

C)提供各种电机控制示例程序

D)用于实时调试的GUI工具:Renesas Motor Workbench, QE for Motor

接下来我们来聊一聊RA8T1的优异性能和核心配置。

RA8T1是瑞萨基于Arm Cortex-M85 内核的第三个MCU产品组,精确定位于电机控制应用。Cortex-M85是Arm推出的迄今为止性能最强的Cortex-M处理器,借助其6.39 CoreMark/MHz 的超高处理能力,RA8T1达到了3068 CoreMark@480MHz的业界领先性能。同时搭载了Armv8.1-M架构支持的Helium技术,与现有的Cortex-M7产品相比,Armv8.1-M架构支持的Helium技术可以将数字信号处理器(DSP)或机器学习(ML)性能提高4倍,与同样支持Helium的处理器Cortex-M55相比,它还带来了约20%的矢量处理性能提升。

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Arm Cortex-M85 - 高性能M-Class内核

这里可能有很多小伙伴对于Helium技术还比较陌生。Helium是在Arm 8.1M架构中引入的面向DSP和机器学习ML应用的M型矢量扩展(MVE)技术。2019年首次在Cortex-M55内核上推出,类似于Arm A系列处理器上的“Neon”。它的出现,使小型低功耗嵌入式系统能够满足音频处理、无人机导航和控制、AR/VR应用、传感器集中器、图像处理和汽车等各种应用中的计算需求。

凭借其极致的性能,RA8T1实现了对电机系统的更精确控制,可满足工业、楼宇自动化,以及智能家居等应用中常见的电机、电源和其它产品的实时控制要求,并将有助于用户打造高效率系统。

除了高性能内核外,RA8T1还具有丰富的集成功能,它还能够为用户应用带来附加价值,如AI/ML功能、网络连接、功能安全等。

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产品选型

RA8T1产品群共八种器件,支持100引脚LQFP、144引脚LQFP、176引脚LQFP和224引脚BGA四种封装,以及1MB和2MB两类闪存大小。

虽然所有器件均支持-40至125摄氏度的结温范围,但请注意,不同封装类型的最大运行频率是不同的。追求极致性能的小伙伴,请选择224 BGA封装哦!

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RA8T1产品选型

我们相信,RA8T1独特的特性非常适合许多对于功能和性能有极致要求的客户。

欢迎观看RA8T1产品介绍视频:https://community-ja.renesas.com/zh/forums-groups/mcu-mpu/ 

来源:瑞萨嵌入式小百科(作者:刘涛)

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基于Arm® Cortex®-M85处理器的RA8T1 MCU产品群,为工业、楼宇和家庭自动化应用提供低功耗操作和专用模拟功能

2024 1 30  - 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Arm® Cortex®-M85处理器的RA8T1微控制器(MCU)产品群,可满足工业、楼宇自动化,以及智能家居等应用中常见的电机、电源和其它产品的实时控制要求。

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基于Arm Cortex-M85处理器的RA8T1高性能MCU产品群,针对电机控制和逆变器应用进行优化

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瑞萨RA家族MCU产品阵容

RA8T1产品群是瑞萨RA8系列的第三款产品。所有RA8系列产品均具备6.39 CoreMark/MHz(注)的突破性性能,并采用高性能Arm Cortex-M85处理器和Arm的Helium™技术,能够在数字信号处理器(DSP)和机器学习(ML)方面获得相比Cortex-M7内核高4倍的性能提升。这一性能提升可用于拓展电机预测性维护等AI功能,从而减少代价高昂的停机时间。

针对电机控制优化的功能

全新RA8T1产品具有先进的PWM定时功能,如三相互补输出、0%和100%占空比输出功能、双缓冲比较匹配寄存器,和五种相位计数模式。其模拟功能包括12位ADC、12位DAC,以及用于电压和电流测量及过流保护的高速比较器。RA8T1 MCU还带来多种通信功能,包括SCI、SPI、I2C/I3C、CAN/CAN-FD、以太网和USB-FS。当检测到异常时,RA8T1 MCU提供端口输出关断功能,这对于电机控制来说,是一项重要的安全功能。这些功能与先进的定时器和瑞萨的电源管理专业技术相结合,使客户能够构建全面的低功耗电机控制解决方案。

瑞萨在电机控制嵌入式处理领域的卓越地位

瑞萨持续推出电机控制专用MCU,已拥有超过10年的历史。公司每年向全球数千家客户交付超过2.3亿颗电机控制嵌入式处理器。除丰富的RA MCU家族外,瑞萨还在其32位RX产品家族、16位RL78 MCU,和64位RZ MPU产品线中提供电机控制专用器件。此外,瑞萨还发布了业界首款基于RISC-V的电机控制专用ASSP

Daryl Khoo, Vice President of the Embedded Processing 1st Division at Renesas表示:“瑞萨已经成为电机控制领域的市场佼佼者,为智能家居、楼宇和工厂自动化系统带来非常广泛的MCU产品组合。这些MCU的性能在需要精密算法和应用软件以可靠、安全、稳定方式运行的高速电机控制中至关重要。RA8T1 MCU带来前所未有的CPU动力以及Helium技术的产品组合,使我们的客户能够在不需要额外硬件的情况下,更加灵活地实现智能(AI/ML)解决方案。”

所有RA8产品还提供先进的安全性,包括Arm TrustZone® 技术、瑞萨安全IP (RSIP-E51A)、在不可变存储中采用第一级引导加载程序的安全启动,以及指针验证和分支目标识别(PACBTI)安全扩展。

RA8T1产品群MCU的关键特性

  • 内核:480 MHz Arm Cortex-M85,包含Helium和TrustZone技术

  • 存储:集成2MB/1MB双区闪存和1MB SRAM(包括128KB TCM,512KB ECC保护)

  • 模拟外设:先进的18通道PWM定时器、12位ADC、12位DAC、高速比较器

  • 通信外设:以太网MAC、USB-FS、CAN-FD、I2C/I3C、SPI、SD和MMC存储卡接口

  • 高阶安全性:优化加密算法、TrustZone、安全启动、不可变存储、带DPA/SPA攻击保护的防篡改功能、安全调试、安全工厂编程和生命周期管理支持

  • 封装:100引脚、144引脚和176引脚LQFP,224引脚BGA

新型RA8T1产品群MCU由瑞萨灵活配置软件包(FSP)提供支持。FSP带来所需的所有基础架构软件,包括多个RTOS、BSP、外设驱动程序、中间件、连接、网络和安全堆栈,以及用于构建复杂AI、电机控制和云解决方案的参考软件,从而加快应用开发速度。它允许客户将自己的既有代码和所选的RTOS与FSP集成,为应用开发打造充分的灵活性。借助FSP,可轻松将现有设计迁移至新的RA8系列产品。

成功产品组合

瑞萨将全新RA8T1产品群MCU与其产品组合中的众多兼容器件相结合,创建了广泛的“成功产品组合”,包括20KW三相PFC逆变器。这些“成功产品组合”基于相互兼容且可无缝协作的产品,具备经技术验证的系统架构,带来优化的低风险设计,以加快产品上市速度。瑞萨现已基于其产品阵容中的各类产品,推出超过400款“成功产品组合”,使客户能够加速设计过程,更快地将产品推向市场。更多信息,请访问:renesas.com/win

供货信息

RA8T1产品群MCU和FSP软件现已上市。此款全新MCU由瑞萨的灵活电机控制开发套件(Flexible Motor Control development kit)及瑞萨电机工作台开发工具(Renesas Motor Workbench development tool)提供支持。其中,前者可轻松评估采用永磁同步电机(无刷直流电机)的电机控制,并构建了一个涵盖瑞萨RA和RX产品家族众多电机控制MCU的通用设计平台,从而实现IP在多款产品间的迁移。以上产品更多相关信息,请访问:renesas.com/RA8T1。样品和套件可在瑞萨网站或通过分销商订购。

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:renesas.com/MCUs

(注)EEMBC的CoreMark®基准,用于测量嵌入式系统中使用的MCU和CPU性能

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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作为全球微控制器(MCU)供应商,对于MCU在多样化汽车平台上的设计,瑞萨电子拥有举足轻重的影响力。近期,我们发布了新一代车载数字产品家族,包括新型MCU与片上系统(SoC)解决方案路线图,再次扩大了我们的业务范围。

我们将在未来几年内陆续推出基于瑞萨第5代R-Car产品家族的一系列产品,助力客户轻松应对不断演进的设计挑战与市场趋势。众所周知,整体的汽车电子电气(E/E)架构正在发生重大转变,从基于域的方式转变为更加集中的区域布局。这一转变,对一系列目标的实现十分必要,包括简化处理架构、减轻电线束重量、提高能源效率,以及支持新兴的软件定义汽车平台。

如今的汽车包含着大量基于MCU的电子控制单元(ECU),可处理各种数据和软件任务及配置。预计在未来,ECU将通过在千兆级以太网上运行的车载信息娱乐系统(IVI),来进行汽车边缘的实时数据处理。与此同时,联网车辆安全性能的提升,将推动基于云的数据管理和空中IVI软件更新的采用,从而提高车辆操作软件性能,改善用户体验。

与当前的汽车相比,下一阶段的汽车设计,如果转向集中式架构,将仅需四个区域便可控制车辆的所有功能,这将显著提高实时计算能力,以处理快速增长的数据量。同时会减少ECU的数量,并相应降低材料成本。

为今日设计,为未来准备

第5代R-Car产品家族均围绕基于Arm内核的计算引擎构建,包括高性能64位SoC、32位跨界MCU、和比同类性能更佳的16位MCU,能使客户的设计获得更高的灵活性、适应性和集成度。全新产品家族可在所有车型、性能等级和应用中实现纵向与横向扩展,并且在设计时非常注重软件的可复用性,支持跨越多种类、多代汽车产品兼容。

第5代R-Car产品家族的路线图还包括未来对Chiplet技术的支持。Chiplet作为一种新兴的封装选项,可将拥有不同工艺和电压等级的多个产品组合在一起,为客户实现更多的灵活性与软件复用性,同时降低开发成本,缩短上市时间。

64位第5代R-Car SoC采用开放式架构,鼓励OEM进行差异化设计。这些SoC配备了处理未来软件定义汽车所需的内存密集型计算应用功能,采用支持高性能边缘AI计算和云端强大连接的尖端工艺技术制造,并可与模拟、电源等瑞萨广泛的产品组合轻松结合。

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第5代R-Car的产品阵容将扩展至64位SoC之外——我们将带来更多基于Arm内核的32位MCU,具备GHz级实时吞吐量、快速启动性能,和嵌入式非易失性存储器,可管理用于域和区域控制应用的电子控制模块。此外,这些产品还包括一个扩展的“跨界”选项,可填补 SoC与传统32位MCU间的性能差距。

总而言之,通过推出瑞萨第5代R-Car产品组合,我们为客户提供了从低端控制类MCU、中等复杂的区域MCU及更复杂的跨界MCU,到高端SoC产品系列的完整可扩展性。

我们将同客户以及设计合作伙伴携手,大幅提高产品所需的计算能力,以应对汽车行业日益多样化的细分市场与产品类别,其中将包括对AI加速器的支持、灵活的Chiplet封装和软件等, 使我们的客户能够在其所有系统解决方案中采用、集成并且加速开发具备前瞻性的产品。

来源:瑞萨电子

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瑞萨基于Arm® Cortex®-M85处理器的产品在优化图形显示功能的同时,为楼宇自动化、智能家居、消费及医疗应用带来超高性能和领先的安全性

全球半导体解决方案供应商瑞萨电子(TSE:6723)今日宣布推出RA8D1微控制器(MCU)产品群。RA8D1产品群作为瑞萨RA8系列的第二款产品,RA8是基于Arm® Cortex®-M85处理器的首款MCU。RA8D1 MCU具有超过6.39 CoreMark/MHz(注)的突破性性能,结合充足的内存和经过优化图形与外设功能,可满足楼宇自动化、家用电器、智能家居、消费及医疗等广泛应用的各类图形显示和语音/视觉多模态AI要求。

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高性能MCU支持图形显示和语音/视觉多模态AI应用

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瑞萨RA家族MCU产品阵容

所有RA8系列MCU均利用Arm Cortex-M85处理器和Arm的Helium™技术所带来的高性能,结合矢量/SIMD指令集扩展,能够在数字信号处理器(DSP)和机器学习(ML)的实施方面获得相比Cortex-M7内核高4倍的性能提升。这一性能提升非常适合图形和神经网络处理,可以在某些应用中消除对单独硬件加速器的需求。它们还实现先进的安全性,包括Arm TrustZone®技术、瑞萨安全IP(RSIP-E51A)、在不可变存储中带有第一级引导加载程序的安全启动功能、带有即时解密(DOTF)的八线SPI接口,以及指针验证和分支目标识别(PACBTI)安全扩展。

针对图形显示解决方案和视觉/语音AI优化的功能集

全新RA8D1产品包括一个高分辨率图形LCD控制器,带有连接LCD显示面板的并行RGB和MIPI-DSI 接口、一个2D图形绘制引擎、一个16位摄像头接口(CEU)、多个用于存储帧缓冲和图形资源的外部存储器接口,以及176和224引脚封装。该功能集与SEGGER emWin和微软GUIX的专业品质图形用户界面软件解决方案相结合,完全集成至瑞萨灵活配置软件包(FSP)中。瑞萨还支持开源的轻量级多功能图形库(LVGL),以及强大的图形和AI生态系统合作伙伴网络。具有LCD面板和相机模块的全功能图形评估套件完善了该解决方案,并为工业HMI、视频门铃、病人监护仪、图形计算器、安全面板、打印机显示面板和家电显示器等图形应用搭建了强大的开发平台。

Daryl Khoo, Vice President of the IoT Platform Division at Renesas表示:“为改善用户体验,市场对高品质显示的需求日渐提升。RA8D1 MCU的推出,展示了瑞萨作为微控制器领域全球卓越供应商的设计能力与市场洞察。全新发布的产品利用Cortex-M85内核和Helium技术前所未有的性能优势,满足客户对更佳显示和飞速发展的视觉AI实现(如人员和物体检测、人脸识别、图像分类及姿态估计)日益增长的需求。”

Roeland Nusselder, CEO of Plumerai表示:“Plumerai面向开发智能家居摄像头和物联网设备的客户授权高精度AI解决方案。我们已将Plumerai People Detection AI软件移植到全新RA8D1 MCU上。这一MCU包含功能强大的Arm Cortex-M85 CPU和Helium矢量扩展;与使用Arm CMSIS-NN内核的Arm Cortex-M7相比,RA8D1将我们的软件速度提高了6.5倍。家庭安防、智能楼宇、家用电器和零售业对我们的AI解决方案有很大需求,借助瑞萨的RA8 MCU,我们现在可以充分满足这一需求。”

RA8D1系列MCU的关键特性

  • 内核:480 MHz Arm Cortex-M85,包含Helium和TrustZone技术

  • 存储:集成2MB/1MB闪存和1MB SRAM(包括TCM,512KB ECC保护)

  • 图形外设:图形LCD控制器支持高达WXGA的分辨率(1280x800),并行RGB和MIPI-DSI接口连接外部LCD和/或TFT显示器,强大的2D绘图引擎,16位CEU摄像头接口,32位外部SDRAM接口

  • 其它外设:以太网、带XIP和DOTF的XSPI(八线SPI)、SPI、I2C/I3C、SDHI、USBFS/HS、CAN-FD、SSI、12位ADC和DAC、比较器、温度传感器、定时器

  • 高阶安全性:领先加密算法、TrustZone、安全启动、不可变存储、带DPA/SPA攻击保护的防篡改功能、安全调试、安全工厂编程和生命周期管理支持

  • 封装:176引脚LQFP、224引脚BGA

新型RA8D1产品群MCU由瑞萨灵活配置软件包(FSP)提供支持。FSP带来所需的所有基础架构软件,包括多个RTOS、BSP、外设驱动程序、中间件、连接、网络和安全堆栈,以及用于构建复杂AI、电机控制和云解决方案的参考软件,从而加快应用开发速度。它允许客户将自己的既有代码和所选的RTOS与FSP集成,为应用开发打造充分的灵活性;借助FSP,可轻松将现有设计迁移至新的RA8系列产品。

成功产品组合

瑞萨将全新RA8D1产品群MCU与其产品组合中的众多兼容器件相结合,创建了广泛的“成功产品组合”,包括越野GPS导航系统高效7KW+智能热泵。这些“成功产品组合”基于相互兼容且可无缝协作的产品,具备经技术验证的系统架构,带来优化的低风险设计,以加快产品上市速度。瑞萨现已基于其产品阵容中的各类产品,推出超过400款“成功产品组合”,使客户能够加速设计过程,更快地将产品推向市场。更多信息,请访问:renesas.com/win

供货信息

RA8D1产品群MCU和FSP软件现已上市。瑞萨还推出RA8D1产品群评估套件,其中包括针对图形应用的示例项目。多个Renesas Ready合作伙伴也为RA8D1 MCU带来量产级解决方案。瑞萨期待更多合作伙伴移植其软件解决方案,以充分利用Cortex-M85内核和Helium技术。更多产品相关信息,请访问:renesas.com/RA8D1。样品和套件可在瑞萨网站或通过分销商订购。

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:renesas.com/MCUs

(注)EEMBC的CoreMark®基准,用于测量嵌入式系统中使用的MCU和CPU性能。

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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