32-Bit Mikrocontroller mit 90% verringertem Verbrauch

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Dauerläufer in batteriebetriebenen Applikationen

32-Bit Mikrocontroller mit 90% verringertem Verbrauch
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RENESAS RX630 – Jetzt mit ca. 90 Prozent verringertem Verbrauch im Standby Modus.
Archiv | 01.03.2011 | RENESAS präsentiert zwei neue Produktgruppen aus der RX600-Serie von 32-Bit Mikrocontrollern. Alle arbeiten mit einer niedrigen Betriebsspannung von nur 2,0V für die RTC. Der Strombedarf im Standby Modus wurde um ca. 90% reduziert.

Die RX630-Produktgruppe ist für Unterhaltungselektronik, Büroautomatisierung und Industrieelektronik und die RX63N/RX631-Produktgruppen für Netzwerktechnik.

Auf der MCU integriert sind Kommunikations- und TFT-Displayfunktionen für eine bessere Benutzerfreundlichkeit und geringere Kosten:
  • USB 2.0 (Full-Speed) Device
  • 4x I²C-Bus
  • 3x CAN
Flash mit 100.000 Read/Write Zyklen: Dem Entwickler steht eine umfangreiche Palette an Speicher-, Gehäuse- und anderen Varianten für unterschiedlichste Anwendungen zur Auswahl. MCUs der RX63x-Produktgruppe umfassen 18 Produkte mit bis zu 2 MB integriertem Flash-Speicher für Ihre Applikation.

Ausgangsbasis

Die früheren, bereits im März 2010 vorgestellten MCU-Gruppen RX62N, RX621 und RX62T waren für eine breite Palette an Anwendungen konzipiert und enthalten eine umfassende Auswahl an integrierten Funktionen in unterschiedlichen Kombinationen. Diese Bausteine bieten Ethernet, USB 2.0 Host/Device/OTG (On-The-Go), CAN, eine Schnittstelle zu Farb-TFT LCDs sowie komplexe Analog-Signalerfassungsfunktionen. Diese erfüllten damit die Anforderungen von Gebäudeautomatisierung, Sicherheits-/Feuer-/Alarmsystemen, Fabrikautomatisierung, Haushaltsgeräten sowie Motorsteuerung, Power Management und Patienten-Überwachungsanwendungen. Alle MCU-Bausteine der RX62x Produktlinie werden bis Ende 2010 den Serienfertigungs-Status erreicht haben. Bereits heute können Entwickler eine breite Auswahl an unterstützenden Produkten nutzen, mit denen sie ihre bestehenden Embedded-MCU Designs schnell evaluieren und aufrüsten können.

Bei diesen Anwendungen gibt es eine ständig wachsende Nachfrage für erweiterte MCU-Funktionen und -Angebote. RENESAS Electronics präsentiert daher jetzt die Produktgruppen RX63N/RX631/RX630 mit etlichen Erweiterungen beim Speicherumfang, der Gehäuseauswahl sowie einigen neuen Funktionen. Während die außerordentliche Leistung und Geschwindigkeit der RX-CPU mit 165 DMIPS (Dhrystone Version 2.1) bei 100 MHz unverändert bleiben, reicht der Speicherumfang der neuen MCU-Gruppen jetzt von 256 kB bis 2 MB an integriertem Zero Wait-State Flashspeicher sowie von 16 kB bis 128 kB SRAM. Zusätzlich gibt es auch eine erweiterte Auswahl an Gehäuseformen mit 64 bis 176 Pins und Abmessungen ab 5 x 5 mm. Zur Senkung von Systemkosten und Stromverbrauch sowie zur Erweiterung der Systemfähigkeiten kamen eine Reihe von Funktionserweiterungen hinzu: z.B. ein Pin zum Anschluss an eine alternative Spannungsquelle (Knopfzelle oder Haltekondensator) für eine automatische Versorgung die RTCs (Real Time Clock) mit einem typischen Leistung von nur 0,6 µW im Deep Standby Modus (~90% weniger als bei den MCUs der RX62x-Serie mit RTC). Die neuen Bausteine enthalten außerdem ein System zur Erkennung von Manipulationen, wobei der RTC Hacking Ereignisse aus drei unabhängigen Quellen mit einem Zeitstempel versieht. Zusätzliche Erweiterungen sind ein integrierter Temperatursensor, ein integrierter 50 MHz Oszillator, mit dem sich das System besonders schnell hochfahren lässt sowie integrierte Spannungsreferenzen für die A/D-Wandler. Dazu kommen weitere serielle Kommunikationskanäle, verbesserte Kenndaten für den integrierten Data Flash mit bis zu 100.000 Löschzyklen und mit feineren Schreib/Lösch-Bereichen von nur 2 Bytes für das Schreiben und 32 Bytes für das Löschen, so dass keine externen EEPROM-Bausteine mehr benötigt werden.

Die RX63N/RX631-Serien bieten zusätzlich Ethernet, USB 2.0 Host/Device/OTG und CAN Schnittstellen; die RX630 Serie verfügt über die gleichen Anschlüsse jedoch nur mit USB Device. Anders als die RX62x Serie bietet die RX630 Produktgruppe zusätzlich CAN- (bis zu drei), I2C- und serielle Kanäle.

Hauptmerkmale der RX63x MCUs

1) Alle neuen Produktgruppen arbeiten mit einer niedrigen Betriebsspannung von nur 2,0V für die RTC

Die RX63x-Produktgruppe enthält ein VBATT-Pin für einen separaten RTC-Stromversorgungskreis, der automatisch von Vcc auf VBATT umschaltet, sobald Vcc kleiner als VBATT wird. Der VBATT Stromversorgungskreis enthält zudem eine Einheit zur Erkennung von Manipulationen, die Manipulationsereignisse können bis zu drei Eingangspins erfasst und mit einem Zeitstempel versehen werden. Dadurch können zum Beispiel Alarmsysteme im Wohnbereich sowie Strom-, Gas- und Wasserzähler den Zeitpunkt aufzeichnen, an dem das System unberechtigt geöffnet wurde; eine Erfassung findet sogar statt, wenn die Stromversorgung abgeschaltet und die CPU außer Betrieb ist.

2) Kommunikations- und TFT-Displayfunktionen für breitere Anwendungsbereiche und geringere Kosten

Die MCUs der RX630-Produktgruppe enthalten jetzt standardmäßig eine neue USB 2.0 (Full-Speed) Device-Schnittstelle. Zur Verbesserung der Bedienung wurden die Peripheriefunktionen dieser MCUs in den folgenden Bereichen erweitert: Die Anzahl der seriellen Anschlüssen (synchron und asynchron) wurde von 6 auf 13 vergrößert. Die RX630-Produktgruppe unterstützt bis zu drei vollwertige CAN-Schnittstellen. Die Anzahl der 16-Bit Timerkanäle wurde von 12 auf maximal 22 erweitert. Die Anzahl der A/D-Wandlerkanäle ist von 16 auf maximal 29 erweitert worden (12-Bit A/D-Wandler: 21 Kanäle, 10-Bit A/D-Wandler: acht Kanäle). Die RX630-Produktpalette umfasst Flash-Speicherkapazitäten von 256 kB bis 2 MB und Gehäuseformen mit 64 bis 176 Pins.

Bei den MCUs der RX63N/RX631-Gruppe wurde der Funktionsumfang erweitert und auf eine Abwärtskompatibilität zur RX630-Gruppe sowie der bestehenden RX62N/RX621-Produktlinien Wert gelegt. Zu den Funktionen, die man von Seiten des Herstellers hinzugefügt hat, gehören Ethernet- und USB 2.0 Host/Function/OTG Einheiten (Full-Speed).

Um einen Anschluss zu den unterschiedlichsten externen Geräten zu ermöglichen, sowie den Datenaustausch zwischen verschiedenen Leiterplatten im gleichen System zu unterstützen, wurde bei den MCUs der RX63N/RX631-Produktgruppen die Anzahl der I2C auf vier und der CAN Schnittstellen auf drei erweitert. Zusätzlich enthalten die MCUs der RX63N/RX631-Produktgruppe einen EXDMAC, der eigenständig Daten über einen externen Bus übertragen kann. Damit können diese MCUs Daten einfach von einem externen Frame-Buffer zur Anzeige auf Farb-TFT LCD Panels mit geometrischen Auflösungen bis WQVGA und 16 Bit Farbtiefe übertragen.

Die neuen MCUs erhielten außerdem weitere Peripheriefunktionen, wie eine Unterspannungs-Erkennungsschaltung (Low-Voltage Detection Circuit - LVD) für drei Spannungspegel sowie einen integrierten Oszillator.

3) Umfangreiche Palette an Speicher-, Gehäuse- und anderer Varianten für unterschiedlichste Anwendungen

Die RX63x Produktpalette umfasst Flash-Speicherkapazitäten von 256 kB bis 2 MB sowie LQFP-, LGA- und BGA-Gehäusevarianten mit 64 bis 176 Pins. Die kleinsten Gehäusederivate beginnen ab 5 x 5mm.

Erstmals enthalten die RX63x-Produktgruppen 32 kB E²-Data-Flash-Speicher mit Unterstützung von 100.000 Rewrite-Zyklen im Vergleich zu bisherigen Data-Flash-Speichern mit nur 10.000 Rewrite-Zyklen.

4) Entwicklungstools und Unterstützung für die umgebende Infrastruktur

Seit der Einführung der RX MCU-Familie im Jahre 2009 hat RENESAS Electronics kontinuierlich mit neuen Komponenten, Funktionen, Werkzeugen und Partnerschaften die Fähigkeiten seiner MCUs erweitert. RENESAS Electronics unterstützt die RX600-MCUs mit einer großen Auswahl an Hardware-/Softwarewerkzeugen aus eigenem Angebot und von Drittanbietern. RENESAS bietet mit der Entwicklungsumgebung (IDE) High-Performance Embedded Workshop (HEW), einen für RX optimierten C/C++ Compiler mit integrierter Unterstützung für das kostengünstige E1 JTAG On-Chip Debugging Tool. Als High-End On-Chip Debugging Tool bietet der E20 zusätzlich High-Speed Trace Funktionalitäten, sowie den Realtime RAM Trace Monitor.

Für den Zeitraum von 60 Tagen haben die HEW IDE und der RENESAS C/C++ Compiler keine Nutzungsbeschränkungen; danach ist die Compilergröße auf 128 kB beschränkt. RENESAS liefert zusätzlich eine umfassende Firmware-Bibliothek für alle Peripherieelemente sowie Hardware-Entwicklung-Kits mit Muster-Code und Protokoll-Stacks. Unterstützung von Drittanbietern für Echtzeit-Betriebssystem, Middleware, Kommunikations- Protokollstacks und Farbgrafik gibt es über das weltweite Partnernetzwerk von RENESAS.

Neben den MCU-Produktgruppen RX63N/RX631/RX630 umfasst die RX600-Serie von RENESAS insgesamt 45 Derivate. Die RENESAS RX600-Serie wird weltweit promotet.

Verfügbarkeit

Muster der neuen RX600 MCU-Serie von RENESAS sind ab sofort für Großkunden erhältlich. Die Serienfertigung soll im Juni 2011 beginnen; die Preise variieren je nach Speicherkapazität, Gehäusetyp und Pinzahl. Bis Oktober 2012 wird das Fertigungsvolumen für die Produktgruppen RX63N, RX631 und RX630 insgesamt ein monatliches Volumen von 1 Million Einheiten erreichen. (Änderungen bezüglich Verfügbarkeit ohne Vorankündigung vorbehalten.)

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