MCU是Microcontroller Unit（微控制器单元）的缩写，它是一种集成了中央处理器（CPU）、存储器（ROM、RAM）、输入/输出端口（I/O）、定时器（Timer）、串行通信接口（UART、SPI、I2C等）和其他外围设备控制器的单个芯片。MCU通常用于嵌入式系统中，用于控制各种电子设备和系统。
由于其集成度高、体积小、功耗低以及成本相对较低等特点，MCU被广泛应用于各种嵌入式系统中，例如智能家居设备、医疗设备、汽车电子系统、工业自动化等。MCU的选择通常基于应用的需求，如处理性能、功耗、外设接口等因素。
概述新的RA0系列Arm MCU，这系列MCU在入门级MCU中具有无与伦比的性能和灵活性。
Masashi Takemura
Sr. Staff Product Marketing Specialist
随着RA MCU系列向入门MCU市场的进一步扩展，新的RA0系列将瑞萨电子产品组合的创新、安全性和可靠性带到了更广泛的通用应用中。RA0E1是该系列的第一款产品，具有出色的成本效益和超低功耗，并使用Arm® Cortex®-M23内核提供高达32MHz的CPU性能。
但是，这款新的MCU如何脱颖而出呢？以下是RA系列最新成员的主要特性和优势：
RA0系列主要特点
环保，节能运行
业界领先的超低功耗
工作电流仅为84.3μA/MHz，待机电流低至200nA
灵活的电源架构可实现从待机模式快速唤醒
有效且经济，可在不超出预算的情况下增强您的产品
与8/16位MCU价格相当
提供更低的BOM成本和更小的内存占用
受灵活软件包（FSP）和HAL驱动程序支持
高效集成和简化的开发流程
极大降低了从8/16位MCU系统进入32位MCU的准入门槛
简化和优化的功能、多个内存大小选项和紧凑的封装选择
Arm生态系统支持以及瑞萨电子独创开发工具
提供适用于各种应用的参考设计解决方案
瑞萨成功产品组合网页
https://www.renesas.cn/cn/zh/applications
适合您设计的解决方案优势
优化的功能集
RA0E1为成本敏感型入门MCU应用提供了优化的功能和特性。现有的MCU具有丰富的定时器、模拟、触摸和安全功能，满足您各类设计需要。RA0E1具有专门针对成本敏感型应用进行优化的功能集。我们还在RA2系列和RA0系列之间提供了出色的硬件和软件可扩展性升级路径，因此基于RA0E1构建的设计可以在以后轻松升级以提供更高性能的系统。两者都集成了Arm M23 CPU内核，并且引脚对引脚兼容。外设功能和寄存器兼容，HAL驱动程序可直接在RA系列器件之间移植。当然，也可以使用相同的开发工具。
Optimized functions of the RA0E1 MCU
低功耗运行
RA0E1在运行和软件待机模式下提供更低的功耗。运行NOP指令时，正常工作模式的功耗低至84.3μA/MHZ，这意味着CPU可以在活动模式下以非常低的功耗空闲等待中断。即使是完全激活的运行模式，也可以通过调低CPU时钟速度来提供多种低功耗选项。软件待机模式可以停用MCU的片上功能，将功耗降低到尽可能低的水平。RA0E1的典型软件待机电流为200nA。此外，RA0E1从待机模式唤醒时间为1.6μs，比竞争产品快 7 倍以上。这样可以最大限度地减少电池供电应用间歇运行期间的电力浪费，从而最大限度地延长应用的正常运行时间。
RA0E1具有三种电源模式，这些灵活的系统设置使设计人员能够最大限度地延长终端应用所有功能的电池寿命。
Power saving features of the RA0E1 MCU
易用性
RA0E1开发环境旨在为新老RA用户提供易于使用和尽可能灵活的开发环境。如您所知，瑞萨电子为无缝开发提供全面支持，确保强大的生态系统取得成功。主要功能包括带有HAL驱动程序的灵活软件包（FSP）、开发工具（IDE、调试器、编译器）和具有成本效益的快速原型设计评估板。RA系列由三种不同的集成开发环境提供支持：瑞萨电子基于Eclipse的e² studio 、广受欢迎的Keil MDK和IAR的嵌入式工作台。为了快速启动开发，我们构建了FPB-RA0E1快速原型板，该板可从瑞萨电子和我们的分销合作伙伴处广泛获得。该评估板使设计人员能够快速开始开发，并更快地将新产品推向市场，从而帮助确保业务成功。
RA MCUs have a robust development ecosystem
总结
超低功耗RA0E1实现了针对入门MCU市场降低BOM成本和易于设计的优化外设。借助这新款MCU，可以让您简化设计，比以往更快地进入市场。
来源：瑞萨电子
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在庞大和繁复的工业应用中，设备和系统的需要执行复杂的操作和精密的协同，这对控制系统的时间控制精准度提出了更高的要求。尤其是在分布式运动控制系统中，仅仅几毫秒的误差可能导致执行乱序，两个机械臂甚至会因为抢夺资源而“打起来”。因此，为了满足工业级大型应用设备的需求，IEEE1588 应运而生——
1、详解IEEE1588 同步原理
IEEE1588是2002年推出的一种精确时间协议，又称为Precision Time Protocol，PTP，在2008年发布IEEE1588-2008版本，同步精度从亚毫秒提升到亚微秒级别。IEEE 1588已经广泛应用于航空航天、工业控制、电力系统等领域。
在IEEE1588系统中，一般包含一个主时钟和多个从时钟。主时钟充当时间发布者的角色，有着最好的稳定性、精确性，是整个网络的时钟源。从时钟则为接收者，获取主时钟的时间信息来调节自己的时间。
IEEE1588 同步原理如图1所示，PTP主设备和从设备交互的时钟报文有四种类型：Sync、Follow_Up、Delay_Req和Delay_Resp。在t1时刻，主机发出Sync报文，从机在t2时刻收到Sync报文。由于时钟戳都是硬件自动在MII接口层加盖的，故在Sync报文上是无法携带t1时间值，这时需要主机发送Follow_Up报文将t1时间告知从机。在t3时刻，从机发出Delay_Req报文，主机在t4时间收到Delay_Req报文，随后发送Delay_Resp报文将t4时间告知从机。至此，从机可以得到t1、t2、t3、t4共4个时间点。
图1 PTP报文
假设主机到从机的报文延时等于从机到主机的延时t-ms=t-sm=delay，从机和主机的时间偏差为offset。根据时间关系，可以列出以下两条公式：
t2=t1+offset+delay
t4=t3-offset+delay
将上述两条公式进行合并，可以得到：
delay=（（t2-t1）+（t4-t3））/2
offset=（（t2-t1）-（t4-t3））/2
由此可见，从机可以通过PTP报文来算出与主机时间的偏差和报文传播延时。
在IEEE1588系统中，主机周期性发送Sync报文，从机根据计算结果调节自己的时钟，缩小与主时钟的偏差offset，最终可达到亚微秒级别误差。
2、匠芯创M6800系列PTP使用介绍
匠芯创M系列芯片配置一个百兆 MAC，支持IEEE1588-2002(V1)和IEEE1588-2008(V2)版本，最高可以实现达到亚微秒的同步精度，配合其丰富外设，广泛应用于工业控制、电力系统等领域。匠芯创M6800系列芯片时钟支持粗调和细调两种方式。
粗调方式：
将计算得到的offset值写入时间更新寄存器UPDT_TIME_SEC和UPDT_TIME_NANO_SEC。
将时钟戳控制寄存器TMSTMP_CLT的bit3置1，当从机时间加或者减去更新寄存器的值后该位自动清零，完成时间调节。
细调方式：
根据从时钟相对主时钟的快慢计算一个新的频率比值填入ADDEND寄存器，该值可以加快或者减慢从机时钟。
将时钟戳控制寄存器TMSTMP_CLT的bit5置1。
等待从时钟的时间达到预期值。根据第1步中对从时钟的调节，可以计算出一个目标时间。当到达目标时间时，表明从时钟的时间已经赶上或减缓到与主时钟时间一致。
根据计算值配置TRGT_TIME_SEC和TRGT_TIME_NANO_SEC。
清除TMSMP_INT中断状态并将时钟戳控制寄存器TMSTMP_CLT的bit4置1，使能目标时间到达中断。
等待目标时间中断触发后，清除中断状态。
将ADDEND寄存器配置回旧值，完成时间调节。
Q & A 重点解答
Q：可能会有同学好奇，为什么有两种调节方式，哪种更好？
A：粗调可以更快的使从机时间与主机时间同步，但会导致从机的系统时间发生一个跳变。细调是一种线性的变化过程，花费更多的时间使从机时钟加快很减缓以达到和主机时钟同步。没有最好的调节方式，根据系统选择最合适的方式即可。
3、ADDEND值的计算
在细调方式中， ADDEND值的大小是最为关键的。为了达到20纳秒的分辨率，PTP更新时钟为50MHz， SUB_SEC_INCR寄存器配置Constant value值为20。
图2 细调过程
如图2所示，假设PTP的参考时钟为100MHz，在系统时间与主机时间一致情况下（不需要调节），此时的频率比值为100/50=2，则Addend =232/2=0x7FFFFFFF。此配置下每两个参考时钟周期触发一次“Sub-second register”累加，相当于50MHz的累加速度，每次累加步长20纳秒，系统时间按正常速度增加。
如果PTP参考时钟变慢到99MHz，此时的频率比值为99/50=1.98，则Addend =232/1.98=0x814AFD69。因为参考时钟变慢，需增大Addend值，使“Sub-second register”累加变快，等效累加步长为20.2纳秒。如果PTP参考时钟变快到101MHz，此时的频率比值为101/50=2.02，则Addend =232/2.02=0x7EBB9079。因为参考时钟变快，需减小Addend值，使“Sub-second register”累加变慢，等效累加步长为19.8纳秒。
从以上举例可以发现，调节Addend值可以加快或者减慢从机的时间，使从机时间与目标时间达到一致。
4、细调实验及结果
实验环境由两块M系列评估板组成，通过一根网线连接在一起，两块板上运行PTP示例程序。当评估板上电启动后，协议栈会自动选举出最优时钟作为主时钟，其它设备则为从时钟。从下面的数据可以看出，在开始时从机相对于主机的时间是偏快的，传播延时为6819纳秒。随着时间的推移，从机根据偏差调节时钟drift，时间偏差也不断变小，如图3所示。
图3 实验数据
D 41.010906490) updateclock:observed drift:-980
D 41.225402135) updateclock: one-way delay averaged (E2E): 0 sec 6819 nsec
D 41.226762227) updateclock:offset from master: 0 sec 11920 nsec
D 41.227989864) updateclock:observed drift:-929
D 41,438319153) updateclock:one-way delay averaged (E2E): 0 sec 6819 nsec
D 41.439679164) updateclock:offset from master: 0 sec 11901 nsec
D 41,440906861) updateclock:observed drift:-878
D 41,651236110) updateclock:one-wak delay averaged (E2E): 0 sec 6819 nsec
D 41,652596162) updateclock:offset from master: 0 sec 11881 nsec
D 41.653823859) updateclock:observed drift:-827
D 41,868319383) updateclock:one-way delay averaged (E2E): 0 sec 6819 nsec
D 41.869679575) updateclock:offset from master: 0 sec 11831 nsec
D 41.870907272) updateclock:observed drift:-776
D 42,081236260) updateclock: one-way delay averaged (E2E): 0 sec 6819 nsec
D 42.082596472) updateclock:offset from master: 0 sec 11786 nsec
D 42.083824149) updateclock:observed drift:-725
D 42.294153077) updateclock: one-way delay averaged (E2E): 0 sec 6819 nsec
D 42.295513149) updateclock:offset from master: 0sec 11724 nsec
D 42.296740866) updateclock:observed drift:-675
D 42,507069935) updateclock: one-way delay averaged (E2E): 0 sec 6819 nsec
D 42,508429946) updateclock:offset from master: 0 sec 11673 nsec
D 42.509657623) updateclock:observed drift:-625
D 42,723319913) updateclock: one-way delay averaged (E2E): 0 sec 6819 nsec
D 42.724679985) updateclock:offset from master: 0 sec 11587 nsec
D 42.725907722) updateclock:observed drift:-575
D 42.936236750) updateclock: one-way delay averaged (E2E): 0 sec 6819 nsec
D 42,937596782) updateclock: offset from master: 0 sec 11494 nsec
IEEE1588精确时间协议占用带宽小，对CPU和内存没有特别的要求，很好的解决了多设备的高精度时间同步问题。匠芯创M系列高性能MCU的百兆MAC支持IEEE1588V1和V2版本，结合其丰富的外设可满足各种专业应用场景。
参考文献：
"IEEE Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems," in IEEE Std 1588-2008 (Revision of IEEE Std 1588-2002) , vol., no., pp.1-269, 24 July 2008, doi: 10.1109/IEEESTD.2008.4579760.
来源：匠芯创科技
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现在在MCU上实现固件升级（OTA）功能变得越来越普遍，我们就来探讨一下MCU固件升级（OTA）的几种闪存（Flash）划分方式：
01、独立型
所谓独立型就是专门划出一部分闪存（Flash）空间用来存储引导程序（BootLoader）。
如下图，Firmware A区用来固定执行用户程序。当引导程序（BootLoader）将接收到的新固件存入到Firmware B区，并校验成功后，Firmware A区中的用户程序将被擦除，然后Firmware B区的新固件将写入到Firmware A区中。
02、嵌入型
嵌入型就是将引导程序（BootLoader）嵌入到用户程序中去。
当引导程序（BootLoader）将接收到的新固件存储到Firmware B区，在校验成功后，引导程序（BootLoader）将跳到Firmware B区去执行用户程序。
03、外挂型
外挂型就是外挂flash或EEPROM用来存储新固件。
当MCU内置flash较小时，可以选择外挂存储芯片用来存储新固件。引导程序（BootLoader）将新固件存储到外挂存储芯片中，当校验成功后，Firmware A中的用户程序将被擦除，并被写入外挂存储芯片中的新固件。
是不是根据需要，我们可以随意划分MCU的Flash空间呢？
当然不是，由于MCU的内置flash是以块（Block）或者页（Page）为最小擦除单位，我们划分MCU内置flash空间时必须考虑到实际MCU的块（Block）或者页（Page）的大小。
现在我们用东芝TXZ系列MCU TMPM3H6FWFG来举例说明“独立型”的flash划分方式。从以下规格书中的信息可知，这颗MCU的内置Flash大小为128KB，最小的擦除页（Page）为4KB，最小的擦除块（Block）为32KB。
根据以上信息，我们可以对这颗MCU的内置Flash进行如下划分：
以上只是对固件升级（OTA）中MCU的flash空间划分简单探讨一下，实际哪种方式更适合，还需要用户自己去评估。
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作为MCU运行的基础，时钟是MCU各个模块工作时序的最小时间单位，推动MCU的各指令执行，是MCU选型的一个重要指标。CKS32F107xx系列MCU具有众多的外设，但并非所有的外设均需要系统时钟的高频率，并且高时钟频率将导致功耗增加、抗电磁干扰能力变弱，因此，CKS32F107xx系列MCU内部具备多个时钟源。本文将对CKS32F107xx系列时钟组成进行介绍，以帮助让用户对系统时钟了解。
CKS32F107系列时钟介绍
CKS32F107系列时钟树
在CKS32F107xx系列MCU中，有HSI、HSE、LSI、LSE、PLL五个重要的时钟源。从时钟频率来分可以分为高速时钟源（HSI、HSE、PLL）和低速时钟源（LSI、LSE）；从来源可分为外部时钟源（HSE、LSE）和内部时钟源（HSI、LSI、PLL）；从功能应用配置划分可分为系统时钟（SYSCLK）、时钟安全系统(CSS)、独立看门狗时钟、RTC时钟。下图为CKS32F107xx系列MCU时钟树时钟树：
图1 CKS32F107系列MCU时钟树
HSE时钟
高速外部时钟信号(HSE)由以下两种时钟源产生：
●HSE外部晶体/陶瓷谐振器
●HSE用户外部时钟
为了减少时钟输出的失真和缩短启动稳定时间，晶体/陶瓷谐振器和负载电容器必须尽可能地靠近振荡器引脚。负载电容值必须根据所选择的振荡器来调整。
图2 HSE时钟源
外部晶体/陶瓷谐振器（HSE晶振）：
4~16Mz外部振荡器可为系统提供更为精确的时钟。相关的硬件配置可参考图1，在时钟控制寄存器RCC_CR中的HSERDY位用来指示高速外部振荡器是否稳定。直到这该位被硬件置’1’，才能使用HSECLK。如果在时钟中断寄存器RCC_CIR中允许产生中断，将会产生相应中断。
HSE晶振可以通过设置时钟控制寄存器里RCC_CR中的HSEON位被启动和关闭。
HSE用户外部时钟（HSE旁路）：
在这个模式里，必须提供外部时钟。它的频率最高可达25MHz。用户可通过设置在时钟控制寄存器中的HSEBYP和HSEON位来选择这一模式。外部时钟信号(50%占空比的方波、正弦波或三角波)必须连到OSC_IN引脚，同时保证OSC_OUT引脚悬空。见图1。
HSI时钟
HSI时钟信号由内部8MHz的RC振荡器产生，可直接作为系统时钟，也可在不分频或2分频后作为PLL输入源。HIS RC振荡器能够在不需要任何外部器件的条件下提供系统时钟。它的启动时间比HSE晶体振荡器短。但是，即使在校准之后它的时钟频率精度仍较HSE晶振差。
PLL
主PLL以下述时钟源之一为输入，产生倍频的输出：
●HSI时钟
●HSI的二分频时钟
●HSE通过一个可配置分频器提供的时钟
●PLL2通过一个可配置分频器提供的时钟
PLL2和PLL3由HSE通过一个可配置的分频器提供时钟。必须在使能每个PLL之前完成PLL的配置(选择时钟源、预分频系数和倍频系数等)，同时应该在它们的输入时钟稳定(就绪位)后才能使能。一旦使能了PLL，这些参数将不能再被改变。当改变主PLL的输入时钟源时，必须在选中了新的时钟源(通过时钟配置寄存器(RCC_CFGR)的PLLSRC位)之后才能关闭原来的时钟源。时钟中断寄存器(RCC_CIR)，可以在PLL就绪时产生一个中断。
LSE时钟
LSE晶振是一个32.768kHz的低速外部晶体或陶瓷谐振器。它为实时时钟或者其他定时功能提供一个低功耗且精确的时钟源。
(1)外部晶体/陶瓷谐振器(LSE晶振)
LSE晶振通过在备份域控制寄存器(RCC_BDCR)里的LSEON位启动和关闭。在备份域控制寄存器(RCC_BDCR)里的LSERDY指示LSE晶体振荡是否稳定。在启动阶段，直到这个位被硬件置’1’后，LSE时钟信号才能被使用。如果在时钟中断寄存器里被允许，可产生中断请求。
(2)外部时钟源(LSE旁路)
在这个模式里必须提供一个32.768kHz频率的外部时钟源。可以通过设置在备份域控制寄存器(RCC_BDCR)里的LSEBYP和LSEON位来选择这个模式。具有50%占空比的外部时钟信号(方波、正弦波或三角波)必须连到OSC32_IN引脚，同时保证OSC32_OUT引脚悬空。
LSI时钟
LSI RC担当一个低功耗时钟源的角色，它可以在停机和待机模式下保持运行，为独立看门狗和RTC提供时钟。LSI时钟频率大约40kHz(在30kHz和60kHz之间)。进一步信息请参考数据手册中有关电气特性部分。
LSI RC可以通过控制/状态寄存器(RCC_CSR)里的LSION位来启动或关闭。在控制/状态寄存器(RCC_CSR)里的LSIRDY位指示低速内部振荡器是否稳定。在启动阶段，直到这个位被硬件设置为’1’后，该时钟才能使用。如果在时钟中断寄存器(RCC_CIR)里被允许，将产生LSI中断请求。
系统时钟（SYSCLK）选择
系统复位后，HSI振荡器被选为系统时钟。当时钟源被直接或通过PLL间接作为系统时钟时，它将不能被停止。当系统时钟从一个时钟源到另一个时钟源切换时，只有当目标时钟源准备就绪(经过启动稳定阶段的延迟或PLL稳定)，才能进行切换，否则，系统时钟的切换不允许发生。在时钟控制寄存器(RCC_CR)的状态位会指示哪个时钟已经准备好了，哪个时钟目前被用作系统时钟。
时钟安全系统（CSS）
时钟安全系统可以通过软件被激活。一旦其被激活，时钟监测器将在HSE振荡器启动稳定后被使能，并在HSE时钟关闭后关闭。
如果HSE时钟发生故障，HSE振荡器被自动关闭，时钟失效事件将被送到高级定时器(TIM1的刹车输入端，并产生时钟安全中断CSSI，允许软件完成营救操作。此CSSI中断连接到内核的NMI中断(不可屏蔽中断)。
需要强调的是一旦CSS被激活，并且HSE时钟出现故障，CSS中断就产生，并且NMI（不可屏蔽的中断）也自动产生。NMI将被不断执行，直到CSS中断挂起位被清除。因此，在NMI（不可屏蔽的中断）的处理程序中必须通过设置时钟中断寄存器(RCC_CIR)里的CSSC位来清除CSS中断。
如果HSE振荡器被直接或间接地作为系统时钟，(间接的意思是：它被作为PLL输入时钟，并且PLL时钟被作为系统时钟)，时钟故障将导致系统时钟自动切换到HSI振荡器，同时外部HSE振荡器被关闭。在时钟失效时，如果HSE振荡器时钟(被分频或未被分频)是用作系统时钟的PLL的输入时钟，PLL也将被关闭。
独立看门狗时钟
如果独立看门狗已经由硬件选项或软件启动，LSI振荡器将被强制在打开状态，并且不能被关闭。在LSI振荡器稳定后，时钟供应给IWDG模块。
RTC时钟
通过设置备份域控制寄存器(RCC_BDCR)里的RTCSEL[1:0]位，RTCCLK时钟源可以由HSE/128、LSE或LSI时钟提供。除非备份域复位，此选择不能被改变。
LSE时钟在备份域里，但HSE和LSI时钟不在备份域。因此：
（1）如果LSE被选为RTC时钟：只要VBAT维持供电，即使VDD供电被切断，RTC仍能工作。
（2）如果LSI被选为RTC时钟：如果VDD供电被切断，RTC不能工作。
（3）如果HSE时钟128分频后作为RTC时钟：如果VDD供电被切断或内部电压调压器被关闭(1.5V域的供电被切断)，则RTC状态不确定。
时钟输出（MCO）
微控制器允许输出时钟信号到外部MCO引脚。相应的GPIO端口寄存器必须被配置为相应功能。以下8个时钟信号可被选作MCO时钟：
●SYSCLK
●HSI
●HSE
●PLL时钟的二分频
●PLL2时钟
●PLL3时钟的二分频
●XT13-25MHz外部晶振时钟（用于以太网）
●PLL3时钟(用于以太网)
时钟配置寄存器(RCC_CFGR)中的MCO[3:0]位控制。
以上就是CKS32F107xx系列MCU的介绍，在实际应用中，可根据使用外设情况，进行相关配置。
来源：中科芯MCU
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Daryl Khoo
Vice President of Embedded Processing 1st Business Division
RISC-V ISA对许多MCU设计者越来越有吸引力。应对这一趋势，瑞萨先行一步。
近期，瑞萨隆重推出基于RISC-V架构的通用型32位微控制器，标志着公司首款采用自研RISC-V CPU内核的商用MCU产品落地。这一重大突破使得瑞萨成为业内唯一一家同时拥有开源RISC-V自研内核、Arm® Cortex®-M，以及自研RX CPU内核MCU产品的企业，奠定了公司在MCU领域的重要地位。
欲深入了解这款全新32位RISC-V R9A02G021 MCU系列的技术亮点，点击此处进入产品页了解详情。
自今年3月发布以来，我深感微控制器行业正在朝着令人振奋的方向发展，它们能够为设计师提供更多满足性能和功耗要求的选择。与上世纪90年代x86（CISC）和PowerPC（RISC）CPU架构优劣的经典争论不同，当前MCU市场展现出一种竞争与互补并存的独特局面，为多样化的处理器内核提供了共存的空间。在客户日益重视设计的便捷性以及能否获得全面工具链支持的背景下，我们的核心思考在于如何以更优质的服务满足客户需求。
RISC-V：未来的方向
尽管RISC-V在很多方面仍处于起步阶段，但我们已将推动RISC-V从学术研究走向商业实践视为己任。这一转变的背后需要历经考验的嵌入式处理器供应商以及强大的软件生态系统的支持。事实上，具备相应的资源与良好业绩，并能做出如此承诺的制造商，寥寥无几。
通过与RISC-V国际开放标准组织的紧密合作，瑞萨确信我们的RISC-V MCU能够助力客户在消费电子、医疗保健、工业和物联网等应用中赢得新的市场。这一举措不仅促使了传统8位、16位MCU向32位MCU的性能跃升，同时也推动了向开源指令集架构的过渡。对于大型企业而言，这意味着一条更加顺畅的市场化路径。对于小型企业和初创公司，瑞萨提供的基于e² studio IDE的免费开发系统，以及诸如SEGGER Embedded Studio for RISC-V和IAR Embedded Workbench for RISC-V等商业级开发环境，能够高效地完成代码编译、分析和调试，从而帮助它们降低投资风险。
哪种MCU架构最适合您？
从历史经验来看，瑞萨专有的RL78 16位MCU凭借其庞大的产品组合和广泛的封装选项，在低功耗、低成本应用市场中一直备受青睐。而对于那些追求更高性能的客户，32位RX系列无疑是一个更为理想的选择，该系列融合了瑞萨在存储、处理器和总线互连等方面的自主IP，因此在操作性能和代码效率等层面均实现了最大程度的优化。
而RA系列的32位Arm Cortex-M内核MCU则为切入成熟Arm生态系统提供了直接通道，其不仅有助于加速计算密集型物联网应用的开发进程，同时也能确保在工业和楼宇自动化、医疗保健以及家用电器等领域的数据安全。
对于那些对非专有CPU内核架构感兴趣，且想要以低成本升级原有系统的客户而言，RISC-V将是一个极具吸引力的选择。凭借架构优势，能够嵌入多种采用不同软件栈的主处理器、图形处理器、子系统控制器和音频DSP等原本不兼容的处理器，展现出简化和统一当前碎片化SoC架构的潜力。此外，鉴于RISC-V不受单一供应商的控制，它还有助于保护客户未来的软件投资，并开启新的商业模式。
对于瑞萨自有的产品系列来说，这些MCU的设计确保了其存储、特性、性能、封装以及工作温度等组合与现有MCU产品阵容中的其它衍生产品不会发生重叠，从而进一步实现了差异化与清晰化的市场定位。
RISC-V的引入，为瑞萨的产品线增添了开源架构的选项，满足了设计人员的多样化需求。同时，作为行业领先企业之一，瑞萨将继续为市场提供专业级的工具、技术支持与高品质产品。为推动RISC-V技术的应用，我们将持续投入大量资源研发，并助力构建一个围绕该技术的生态系统。
在此过程中，我们的客户将是最终的获益者。我们坚信，提供更多样化的选择将为公司的客户和合作伙伴带来更多创新机遇，同时我们也满怀期待地盼望这些成果到来。
来源：瑞萨电子
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近日，雅特力AT32 MCU安全库顺利通过IEC 60730功能安全认证，为家电产品提供安全质量保证。国际公认的测试、检验和认证机构SGS为雅特力科技颁发了IEC 60730认证证书，彰显了雅特力科技在家电控制领域的卓越品质和技术实力，也为其在全球范围内的广泛应用奠定了坚实基础。
▲SGS为雅特力科技颁发IEC 60730认证证书
▲IEC 60730颁证合影
在我们的生活环境中，家电及电子产品功能安全的重要性不容忽视，为避免系统故障时产生危害人身安全的风险，在家电和电子产品上市前都严格要求通过安规认证，确保使用操作上的安全性。雅特力AT32F4、AT32A4、AT32M4、AT32WB4通用和专用系列产品均通过了IEC 60730家电安全认证，可提供符合Class B标准完整的功能安全库，协助客户实现产品功能安全设计。
▲IEC 60730 B类功能安全证书及测试报告
IEC 60730作为国际电工委员会制定的家电产品安全标准，AT32 MCU获得此认证不仅证明了其在家电领域的领先实力，更为消费者提供了安全无忧的使用体验，家电厂商可以将认证过的AT32 MCU安全库，快速嵌入家电和电子产品软件系统中进行自检，进而申请最终产品的IEC 60730功能安全标准相关认证，减少开发时间和成本，加速产品上市时程。
IEC 60730标准涵盖了电器设备的机械、电气、电子、EMC和异常操作，其中为电子控制器软件定义了三种类别：
A类软件：软件仅实现产品的功能，不涉及产品的安全控制。B类软件：软件的设计要防止电子设备的不安全操作。C类软件：软件的设计为了避免某些特殊的危险。AT32 MCU安全库在家电及电子设备功能安全设计上经过不断的测试、维护，确保符合IEC 60730 Class B认证标准，其测试内容包含：启动时测试和运行时间测试。
启动时测试内容
CPU检测
看门狗检测系统时钟检测Flash完整性检测RAM功能检测
控制流检测
运行时周期检测包括
局部CPU核心缓存器侦测系统时钟运转检测Flash CRC分段检测堆栈边界溢位检测控制流检测局部RAM自检(在中断服务程序中进行）看门狗喂狗
AT32 MCU全系列产品在开发设计初期便已考虑到电子设备功能安全重要性，提供相关的硬件外设、使用文件及函数库，支持开发者在产品开发设计上符合安规，顺利通过安全标准认证，加速产品上市时程。
▲AT32 MCU安全库使用手册
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根据 Fortune Business Insight 数据统计，2022年全球电动汽车充电桩市场规模已达120亿美元，其中以中国为主的亚太地区占有73.2亿美元份额。电动汽车销量与普及率的高速增长将推动全球充电桩市场的快速发展，预计该市场年复合增长率可达36.0%，于2030年增长至1410.8亿美元规模。
面向EV交流充电桩市场需求，极海采用基于Cortex-M4F内核的高适配型APM32F411系列MCU实现应用。该芯片具有高速运算能力，可满足系统精确的电源管理与充电控制需求；具备多种工作模式，实现灵活的充电桩运行控制；拥有丰富的高精度外设资源，以实现对系统参数的高精度监控，并简化系统设计。凭借APM32F411系列MCU优秀的产品特性，可满足市场对充电桩应用在功耗、性能、性价比等方面的综合需求。
APM32F411 EV交流充电桩方案特点
该方案主要应用于6.6KW交流智能家桩/小区共享桩/商业停车场/企事业单位停车/汽车租赁/运营商停车等场合，主要特点：
高效可靠充电管理
■ 交流充电功能，支持单枪充电（可扩展到双充14KW），最大6.6KW充电
■ 过流、短路、过压、欠压、漏电、防雷击、充电、联机中断保护功能，板载隔离器件、保险丝、漏电保护器，保障器件安全及系统稳定性
■ 采用专用AC/DC辅助电源模块，实现稳定供电
■ 设有故障紧急停充功能
高精准测量监控
■ 内置温度传感器，可实时监控环境温度
■ 外接低功耗RTC芯片，保证充电时间准确性
■ 控制多路LED，实现充电状态指示
■ 采用IC型温度传感器与互感器结合，实现高效准确电流采样
■ 外挂专用计量IC，实现准确电量测量
■ 采用4G通讯模块，支持后台实时监控管理
■ 外挂EEPROM，实时保存数据/状态信息及通用设置等信息
■ 通过QSPI接口，可外挂Nor Flash，保存长时间充电信息记录及状态信息
多样化通讯交互
■ 内置NFC芯片/BLE/WIFI模块，支持IC卡/NFC/蓝牙支付，可拓展PLC/Ethernet通讯；与充电枪可选择CAN通讯，也可通过CP/PP信号来实现互动
■ 外接语音芯片，可语音提示功能
■ 支持TFT触摸屏显示及人机交互功能（选配）
■ USB通讯接口，可实现连接打印模块功能（选配）
APM32F411 MCU性能优势
■ 采用Cortex-M4F内核，120MHz高主频可同步实现多任务处理
■ 512K Flash，128KB SRAM，支持FOTA远程升级及各种协议转换应用
■ 6路U(S)ART，可外接WIFI/BLE模块/NFC的多种通讯模块
■ I2S可扩展语音解码IC
■ 内置QSPI接口，可以实现外挂64M Nor Flash实现大容量信息存储
■ FS USB(OTG）接口，可以实现外接打印设备或者U盘读取信息等功能
■ 5路SPI,3路I2C，最高通讯速率可达50Mbit/s，可实现IC卡支付/外接RTC芯片/TFT/LCD显示屏连接等功能，也可实现与计量IC通讯
■ 支持2路CAN通讯，除了可与充电枪通讯，也可方便扩展其他通讯设备连接
■ 采用APM32F411RET6 (LQFP64)，需要更多资源及功能，可以拓展到APM32F411VET6 (LQFP100)，更灵活满足设计需求
完善的开发支持
极海拥有灵活易用，丰富多样的软硬件开发工具与生态开发平台，无缝支持APM32F4系列产品。提供开发板、仿真与量产工具，支持Keil、IAR等软件开发工具，配套文档、SDK、移植指南等一应俱全，支持标准库和DAL库开发，助力用户缩短产品设计时间、降低开发成本，实现性能最优化。
APM32F411系列工业级高性能高适配MCU，凭借高性价比、高稳定性、强抗干扰性、高一致性、供货周期稳定等优势，已在电力设备、电机应用、3D打印、机器人、无人机等市场得到广泛应用。
电动汽车充电站的建设对于推动电动汽车普及和清洁能源交通发展发挥着关键作用。极海致力于为新能源汽车产业提供先进、可靠且具性价比的芯片+方案一站式服务。希望通过与上下游友商的紧密合作，共同推动清洁能源交通的可持续发展，为实现节能减排目标贡献一份助力。
来源：Geehy极海半导体
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Helium指令集
这里介绍的是Helium的汇编语言指令集，虽然大部分程序员不会直接使用这些指令，而是通过C语言或者高级语言编程实现，但是了解汇编语言指令集，可以有如下收获：
在优化C代码时，为了确定其是否被充分地矢量化，能够审视编译器的输出以及熟悉指令集是非常有帮助的。
当调试不能正常工作的代码时，通过阅读反汇编代码去理解每一行发生了什么，对于寻找代码的问题是非常有用的。
了解指令集可能有助于编写高效的代码，甚至节省功耗，尤其是在使用原语函数的情况下。
Helium指令结构和其他Cortex-M处理器中的VFP（浮点）指令结构是相似的。
Helium指令格式如下：
Helium指令都是以字母V开始的，然后跟着如下符号，符合中的{}是可选的，<>是必须出现的：
mod：指令修饰符，可能没有，也可能是Q（saturating）饱和，H（halving）减半，D（doubling）加倍，R（rounding）四舍五入中的一个。
op：具体操作，例如ADD（相加），SUB（相减），CMP（比较）等。
shape：有些指令中，可以选择性的指定L（long）或N（narrow），这是 “形态” 相关的修饰符。
- L：Long表示输入元素在操作前会被扩宽。1个8位的元素可能会被扩宽为16位或32位，或者1个16位元素被扩宽为32位。
- N：Narrow表示输入元素在操作前会被压缩。
extra：有些指令中的特定修饰符，可能是T（top），B（bottom），A（accumulate），X（exchange）或者V（across）中的一个。
cond：此处指定的条件仅适用于VPT（Predication）模块。可能是T（Then）或者E（Else）。
.dt：数据类型，可能是F（float）浮点，I（integer）整数，S（signed）有符号，U（unsigned）无符号。
dst：目标寄存器，可以是通用寄存器（R）或者矢量寄存器（Q）。
src：源寄存器，可以是通用寄存器（R）或者矢量寄存器（Q）。
rot：旋转，用于一些操作复数的指令。
下面给出一条指令示例展示：
VLDRW.U32 Q0, [R0]
该指令中的首字母是V，表示这是一条Helium（或是Neon，或者浮点）指令，LDR表示寄存器从内存加载内容，W表示按字大小操作，<mod>，<shape>，<extra>都为空，数据类型是U32，无符号32位整数。加载的目标是128位寄存器Q0（矢量寄存器），源是标量寄存器R0指向的内存地址。该指令表示将从R0存储的地址中加载4个32位宽的数据到Q0寄存器中。
Helium指令分类如下：
Helium编程方式
Helium编程方式目前来说，一共4种。
矢量库
自动矢量化
原语函数（intrinsics）编程
汇编指令编程
矢量库
目前，ARM CMSIS DSP和NN是已经对Helium优化好的Helium矢量库。使用矢量库来进行Helium编程，是最简单的方法。
CMSIS DSP是数字信号处理函数库，具有针对8位整数，16位整数，32位整数和32位浮点数的不同函数，提供了丰富的函数，包括基本数学函数，复数数学函数，滤波器函数，变换函数，矩阵操作函数，电机控制函数，插值函数，统计函数等。该库包含了这些函数的Helium优化版本，并不断更新迭代中。
CMSIS NN是神经网络函数库，以最小的内存开销针对Cortex-M处理器优化的软件内核，同样地，这些函数也可以利用Helium得到最优性能。
CMSIS矢量库中的函数代码有3个C预处理器定义来选择Helium版本。
#define ARM_MATH_HELIUM #define ARM_MATH_MVEI //支持整型Helium #define ARM_MATH_MVEF //支持浮点型Helium
比如CMSIS DSP中的 arm_clip_f32函数，可以看到该函数已经使用了Helium原语函数。
比如CMSIS NN中的arm_nn_lstm_update_cell_state_s16函数，可以看到该函数使用了Helium原语函数。
当使用矢量库的时候，不同编译器中的MVE设置
Keil MDK 5（5.38以上版本）
在图标“Options for target”中选择“Target”页面中的“Vector Extensions”,通过下拉列表选择
“Not Used”（不使用helium，即宏ARM_MATH_HELIUM没有被定义，使用标量相关函数）。
“Integer”（宏ARM_MATH_HELIUM和ARM_MATH_MVEI被定义，使用整型Helium）。
“Integer + Floating Point” （宏ARM_MATH_HELIUM，ARM_MATH_MVEI和ARM_MATH_MVEF被定义，使用整型和浮点型Helium）。
IAR EWARM（v9.40.1以上版本）
通过右键选择项目名称后，在 “Options”中的“General Options”页面下的“32-bit”中的“Advanced SIMD(NEON/HELIUM)”。
勾选（即选中，ARM_MATH_HELIUM，ARM_MATH_MVEI和ARM_MATH_MVEF被定义，使用整型和浮点型Helium）。
不勾选（即不选中），编译的时候会报“MVE support not enable”错误。
e2 studio
e2 studio中可以使用LLVM或者GCC工具链，在使用矢量库的时候，不需要设置，默认是启用的。如果通过设置编译参数来禁用，编译的时候会报“MVE support not enable”错误。
自动矢量化
自动矢量化就是编译器在C/C++代码中自动检测到可以使用Helium指令并执行优化的过程。优化后的代码在速度和尺寸方面可能与手工优化的汇编代码或包含原语函数的C代码一样高效，这只需要很少的时间去编写和调试代码，而且无须对目标微架构有详细了解。C代码也更有可移植性。
如下面的代码，这是一种很常见的普通写法，一个for循环里面做一些逻辑判断处理。
通过使用自动矢量化后的反汇编代码如下，红色框部分的代码里面已经出现了Helium的汇编指令。
自动矢量化和编译器的优化等级设置有关，当Arm Complier 6和LLVM编译器的优化等级为-O2或者更高时，自动矢量化默认使能，在MDK Arm Complier 6中可以使用“-fno-vectorize”选项可以禁止自动矢量化。当优化等级为-O1时，自动矢量化默认禁止，使用“-fvectorize”选项可以使能自动矢量化，当优化等级为-O0时，自动矢量化总是被禁止。其他编译器的行为可能不同，具体可以查阅对应的文档。
原语函数（intrinsics）编程
原语函数是允许利用Helium而不必直接编写汇编代码的一组C/C++函数。ACLE文档中包括Helium原语规范。目前最新的文档为mve-2021Q4。原语函数的实现包含在arm_mve.h文件中。函数包含简短的汇编语言部分，它们被内联到调用的代码中。
ACLE文档
https://github.com/ARM-software/acle/releases/tag/r2023Q2
使用原语函数有如下优点：
程序员能够直接访问Helium指令集，这允许编写充分优化的代码，利用所有Helium特性。
C/C++可用于大多数代码，只有当需要优化而矢量化C编译器无法执行优化时，才会使用Helium原语。这就意味着只有在必要时才使用底层代码。
相比于采用汇编语言编写的代码，含有Helium原语的C和C++代码可以移植到一个新的平台，仅需要少量修改，甚至无须修改。
使用原语避免了很多与直接使用汇编语言编码相关的难点。
完整的指令列表详见：
https://developer.arm.com/architectures/instruction-sets/intrinsics/
原语函数中，Helium矢量数据类型名字模式如下所示，这在“arm_mve.h”中有详细定义和描述。
<type><size>x<number_of_lanes>_t
type：元素类型，可能是int整形，uint无符号整形，float浮点。
size：元素大小，可能是8位，16位，32位。
number_of_lanes：通道总数。可以是16通道，8通道，或者4通道。
如：
uint8x16_t是一个描述16个无符号8位的矢量。
int16x8_t是一个描述8个16位的矢量。
float16x8_t是一个描述4个16位浮点数（半精度）的矢量。
float32x4_t是一个描述4个32位浮点数（单精度）的矢量。
注：Helium是128位寄存器，它的元素大小和通道总数相乘的结果只能是128，不能是64，也就是说，不支持int8x8_t/uint8x8_t/int16x4_t/uint16x4_t/float16x4_t/float32x2_t数据类型。这点和Neon是不同的。Neno可以支持64和128。
Helium矢量数组结构体类型如下：
<type><size>x<numbe_of_lanes>x<length_of_array>_t
可以发现，矢量数组结构体名字只比单个矢量数据类型多了一个length_of_array。它表示一共有几个helium寄存器组成，即helium寄存器的数量。在该结构体中，包含一个名为val的元素，此结构体类型映射Helium加载和存储操作访问的寄存器，Helium可以用一条指令加载/存储多达4个寄存器。结构定义示例如下：
struct int16x8x2_t
{
int16x8_t val[2];
};
此结构类型仅由加载、存储、转置、交织和去交织指令使用；要对实际数据执行操作，请从各个寄存器中选择元素。如：<var_name>.val[0] 和<var_name>.val[1]。
下图代码片段是使用原语函数进行矢量相乘的例子。
原语编程里面还涉及原语预测，原语尾部处理等知识，本处不在展开说明，详细信息可以访问arm官网查阅相关文档了解和学习。
汇编语言编程
在汇编代码中直接编写Helium指令是很没有必要的，通常只会在特殊的场景下才会这样做。即当编程人员可以比编译器更好地分配寄存器时，比如有太多重写变量和输入输出变量。
下图所示为复数矢量点积的汇编语言代码。
相关链接：RA8 Cortex-M85 Helium入门指南（1）
来源：瑞萨嵌入式小百科
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5月15日至17日，第十一届中国广州国际汽车技术展览会（AUTO TECH 2024）在广州保利世贸博览馆隆重举办。开展首日，现场人头攒动、热烈非凡，超5000多位专业观众摩肩接踵，显示了汽车行业的蓬勃生机。芯海科技（股票代码：688595）携旗下“模拟信号链+MCU”系列车规产品全芯亮相，全面展现了公司在汽车电子领域的最新技术成果和研发实力。
此次展会以“绿色发展 科技创新”为活动主题，汇聚了比亚迪、广汽研究院、华为技术、一汽大众佛山公司、广汽丰田、小鹏汽车、东风日产、北汽广州公司、小米汽车、英博尔、汇川技术、广州电装、赛力斯、广汽本田、东风柳汽、一汽红旗、博世等全球400多家参展商，共同展示当前汽车技术的前沿产品。
芯海科技的展馆位于B159 ，展示了包括车规级压力触控SoC芯片CSA37F62、32位通用车规微控制器CS32F036Q、车规USB Type-C控制器CS32G020Q等一系列通过AEC-Q100车规认证产品。
同时，还重点推出了近期在北京车展上全新发布的内置高精度基准和温度传感器的双通道低功耗18/16/12位汽车级Sigma-Delta ADC，以及16/12/8/4通道的1MSPS单端低功耗12位汽车级SAR ADC等高精度模拟信号链车规产品。
车规ADC产品全线亮相
芯海科技CS1x1x系列Sigma-Delta ADC采用低功耗设计，集成可编程增益放大器(PGA)、电压基准和高精度温度传感器等，支持2V到5.5V的宽电压供电范围。其可编程增益放大器(PGA)的输入范围灵活多变，可从±102.4mV调整到±6.144 V，实现对大小信号的高分辨率测量。
此外，该系列产品还提供连续转换和单次转换两种模式，单次转换完成后可自动关机，显著降低功耗，非常适合功率和空间受限的传感器测量应用。目前，该系列ADC能够广泛应用于汽车BMS、ADAS、动力系统、OBC等核心部件，现已实现品牌客户的规模量产。
另一备受关注的产品是CS1795x系列SAR ADC，其采样速率高达1MHz，支持16/12/8/4通道，并配备自动/手动模式切换功能。该系列产品的多通道和高集成特性，使其在BMS电池总压和绝缘检测、ADAS域控、电源系统监测等多路数据采集场景中有着广泛应用，为汽车电子系统的数据采集提供了有力支持。
CS1795x特别适用于工商业大型储能及汽车动力BMS系统。这些系统的工作电压较高，因此安全检测至关重要。CS1795x凭借出色的稳定性和多通道设计，非常适合BMS系统中的电压、电流、温湿度、压力等安全检测项目。同时，在工业自动化和医疗设备领域，CS1795x也因其低功耗和卓越的ESD防护能力而备受推崇。特别是CS1795xA型号，内置高精度基准，为用户节省外置基准的成本；而CS1795xP型号则支持ADC扩展到14位差分或13位单端，提高了应用的灵活性和精确性。
更多AEC-Q100 车规产品参展
除了前述产品外，芯海科技展呈了多款创新产品，包括车规级压力触控SOC芯片CSA37F62、32位通用车规微控制器CS32F036Q，以及车规级USB Type-C控制器CS32G020Q等，这些产品都已通过AEC-Q100车规认证。
展会现场，公司展示了丰富的应用案例。包括CSA37F62芯片在汽车方向盘上的压力触控技术演示、CS32G020Q芯片的车载快充与投屏功能展示，以及CS32F036Q芯片的汽车尾灯应用方案等。
尤其是独特而炫酷的汽车车灯设计方案，实现依次点亮、依次熄灭，演绎流水灯效果，炫酷且富有创意。这些应用案例充分展现了芯海车规产品的卓越性能和广泛应用场景，吸引了大量汽车工程师和业界专家的关注和赞誉。
展望未来
历经20多年持续创新，芯海科技凭借自身“模拟信号链+MCU”双平台技术优势，已成功构建出系列化、平台化的汽车电子产品生态。目前，公司已通过ISO 26262 ASIL-D功能安全管理体系认证，并推出多款经过AEC-Q100权威认证的模拟信号链及MCU产品，与众多顶尖Tier1厂商保持紧密合作。相关产品和解决方案可广泛应用于智能座舱、人机交互、车载PD快充、电池管理、车身控制、驾驶安全等关键领域。
未来，公司将紧抓汽车“新四化”（电动化、智能化、网联化、共享化）的产业变革及国产替代的机遇，将持续聚焦汽车功能安全MCU产品的研发和创新。同时，公司将进一步丰富产品线，加快包括汽车级SAR ADC、Sigma-Delta ADC、多串BMS AFE以及ASIL-B和ASIL-D MCU等系列产品的市场推广步伐，持续完善质量体系建设，积极拓展汽车电子业务版图，为推动国产汽车产业链的安全稳定发展，为行业技术创新和产业升级贡献更多力量。
来源：芯海科技
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