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瑞薩電子低功耗RL78/G11微控制器,可促進工業、醫療保健及農業等領域小型感測器集線器應用之原型設計與開發

本文作者:瑞薩電子       點擊: 2016-10-20 11:43
前言:
2016年10月20日--先進半導體解決方案之頂尖供應商瑞薩電子(TSE:6723)宣佈推出RL78/G11微控制器(MCU)群組產品,此為小型封裝的低功耗MCU,可協助使用者簡化且加速原型設計和開發系統,以支援低功耗感測器集線器及感測器應用系統。其設計可連接多個感測器,並將其輸出訊號轉換為數位資料,這些小型感測器集線器適用於各種應用,例如以監控工業領域資料中心熱電偶的電腦運作環境、醫療保健領域的穿戴式健康管理裝置,以及農業溫室與工廠化農場的環境感測等。
 


源自大數據的資訊匯流結合更進步的自動化與感測器功能,開啟了嶄新契機,有利於提升業務營運和生活品質,在工業、醫療保健及農業領域等諸多領域的效益格外顯著。

在工業領域,可望透過監控資料中心電腦及關鍵通訊設備的運作環境來提升散熱與空調的效率,並收集、分析運轉資料以預測故障的發生。在醫療保健領域,穿戴式裝置所記錄與分析的血壓、脈搏及其他數據可支援日常的健康維護,有助於病患早日康復。在農業領域,以環境感測器監控作物的生長環境與情況,不僅可節省成本(例如肥料、加溫與照明成本),還能提升作物的整體品質。上述技術的部署皆需不斷提升的感測能力與更多的感測器,隨之攀升的耗電量逐漸形成挑戰,尤其電池供電裝置更是如此。
另外,利用3D列印等技術加速原型設計並縮短開發時間已成趨勢,MCU開發環境也必須輕鬆支援快速的原型設計與開發。
RL78/G11 MCU的開發著眼於上述需求,不僅講究精簡感測器集線器及感測器應用系統、降低功耗並延長電池壽命,同時力求滿足使用者加速原型設計與開發時間的需求。瑞薩也將提供包含評估板、開發工具及軟體的完整開發環境,協助打造節能電子裝置產品並實現生態友善的社會。
 
RL78/G11的主要特色:
(1)採用24-pin封裝、支援多達13個感測器
RL78/G11 MCU群組產品採用24-pin封裝,支援感測器數量為業界第一(註1)。此24與25-pin版本的三款全新MCU可支援11個類比輸入通道及6個序列通訊通道。即使為24-pin的小型封裝,RL78/G11 MCU仍可支援多達13個感測器的訊號輸入。由內建類比功能及序列通訊(接收)功能處理感測器的輸入訊號,即使在多感測器系統中仍能以待機模式運作,並允許低功率控制。

RL78/G11群組產品具備延伸功能,例如高速喚醒,可在4微秒(1微秒為百萬分之一秒)內使CPU從待機模式轉換至運作模式,快速運作模式轉換可實現最佳的CPU運作效能,並且有助提升節能效益。此群組MCU亦支援電池電壓測量與感測(參照1.8 V供電運作的內部固定電壓)。在感測器集線器及感測器應用系統中運用上述功能,可降低間歇運作的耗電量,有助於進一步節能並延長電池壽命。

RL78/G11群組產品的概念以20至25-pin的小型封裝為基礎,內含小型16 KB快閃記憶體及豐富的類比周邊裝置,例如A/D轉換器(ADC)、D/A轉換器(DAC)、比較器(CMP)及可程式放大器(PGA)。上述裝置皆可設定組態,例如PGA+ADC+VBGR、PGA+CMP、CMP+DAC/VBGR或PGA+CMP+DAC/VBGR。此群組產品亦支援極低功耗的運作(100 uA @ 1 MHz),以及4微秒的高速喚醒功能。此MCU群組產品提供小型3 x 3 mm2 WFLGA、4 x 4 mm2 HWQFN及標準20-pin LSSOP,適用於感測器應用、照明/電源及各種小型應用。

(2)簡單易用的開發環境加速原型設計與評估期間
除了瑞薩RL78系列16位元MCU適用的標準開發環境以外,瑞薩也在開發適用於新款元件的超小型推廣板和簡單易用的程式設計工具。上述工具將支援程式除錯、下載、以及使用實驗電路板與導電墨水筆進行原型設計等功能。簡單易用的程式設計工具允許僅透過GUI作業來開發MCU程式。支援使用待機功能進行週期式運作。瑞薩進一步推出全新而易用的開發環境,過去需要一整週時間的原型設計與評估作業,現在將可在一天內完成。
這些全新裝置具備廣泛的特色與功能,適合多種應用領域。其中包括支援互補PWM輸出與強制截斷(註2)的計時功能、可偵測及診斷錯誤硬體運作的安全功能、多通道序列通訊功能、支援返馳控制(註3)的計時器功能,以及可從外部腳位直接輸出中斷訊號的INTFO (註4)功能。利用智慧功能如DTC與ELC (註5),可在內部連結許多周邊裝置以減輕CPU的工作負荷,並節省整體耗電量。
 
供貨情況
RL78/G11樣品於2016年10月起開始供應。已排定於2016年12月起大量生產,預計至2018年底可達到每月產能50萬顆。瑞薩並計畫為這些產品提供評估板、開發工具及軟體。(供貨情況如有變更,將不另行通知。)
 
關於RL78/G11之主要規格,請參閱附件。
 
【附件】
RL78/G11產品規格

Group name

RL78/G11

Pin count

20 pins

24 pins

25 pins

Part name

R5F1056AASP

R5F1056AGSP

R5F1057AASP

R5F1057AGSP

R5F1058AASP

R5F1058AGSP

Package

(Body size (mm))

LSSOP

(4.4 x 6.5)

HWQFN

(4 x 4)

WFLGA

(3 x 3)

Flash ROM (KB)

16

Data Flash (KB)

2

RAM (KB)

1.5

Power supply voltage

VDD

1.6 V to 5.5 V

EVDD0

1.6 - VDD

CPU operating frequency

24 MHz (max.)

Clock

Main system

X1 oscillation / External input: 1 to 20 MHz

High-speed on-chip oscillator: 1 to 24 MHz

(Accuracy: ±1% (Note 1), Only Timer KB0 can be operated at 48 MHz)

Middle-speed

Middle-speed on-chip oscillator: 1 to 4 MHz (Accuracy: ±12%)

Low-speed

Low-speed on-chip oscillator: 15 kHz (TYP.)

CPU

RL78 CPU (Multiplication and Division / Multiplication and Accumulation instructions are supported)

I/O ports

17

21

Timer (Note 2)

16-bit5ch, 12-bit1ch, 8-bit2ch, WDT:1ch

10-bit A/D

10 channels

11 channels

8-bit D/A

2 channels

Comparator

2 channels

PGA

1 channels

Serial I/F

(Note 3)

CSI

3 channels

4 channels

UART

2 channels

Simplified I2C

3 channels

4 channels

I2C

2 channels

External interrupt terminal

10

13

Other peripheral functions

data transfer controller (DTC), event link controller (ELC),

internal voltage reference (VBGR), interrupt flag output (INTFO),

low voltage detector (LVD), power-on-reset circuit (POR),

safety functions

Operating ambient

temperature

TA= -40°C to +85°C (A: Consumer applications)

TA= -40°C to +105°C (G: Industrial applications)

(Note 1) Accuracy is for the ambient temperature range of –20 to +85°C, VDD ≥ 1.8V.
(Note 2) The two 8-bit interval timers can be connected to operate as a 16-bit timer.
(Note 3) The CSI, UART, and Simplified I2C interfaces utilize a common module and are used exclusively.
in one- or two-channel units.
 
(註1) 根據瑞薩研究資料(截至2016年9月29日)。
(註2) 16位元計時器KB0的PWM輸出功能與強制輸出停止功能。
(註3) 提供計時器陣列單元(TAU)的雙輸入單發脈衝輸出功能。
(註4) 此功能可將計時器、資料運算電路(DOC)等功能產生的輸出中斷旗標直接輸出至裝置腳位。
(註5) DTC = 資料傳送控事件連結控制器(類似DMA);ELC = (無需軟體與硬體即可串接/連接周邊裝置)。
 
關於台灣瑞薩電子
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