三大類MCU產(chǎn)品

RL78系列及解決方案

他解釋說(shuō)， “在家電中，除了現(xiàn)在的鋰電池，一般都是用干電池的，干電池的標(biāo)稱是1.5V，終止放電電壓應(yīng)該是0.9V左右，一般是使用兩節(jié)干電池，因此，0.9V乘以2，再乘以90%，就是1.6V。也就是說(shuō)，如果用干電池供電，電池用光了，單片機(jī)還能工作?！?/div>

他舉例說(shuō)，使用RL78系列MCU的遙控器可以做到3~5年不用換電池。也有人使用RL78做低成本，低功耗的空調(diào)壓縮機(jī)解決方案。

在演講中，吳頻吉指出，可以通過(guò)可配置的外設(shè)來(lái)達(dá)到低功耗要求。RL78在STOP模式下，可以靈活地配置外設(shè)，以達(dá)到安全性核靈活性的最大平衡，并且保持低功耗。

在擴(kuò)展性方面，RL78系列MCU的兼容性和靈活性也很好，全系列的產(chǎn)品都管腳兼容。

此外，RL78系列MCU還有很豐富的封裝形式，有國(guó)內(nèi)工程師喜歡選用的LQFP和QFN，因?yàn)檫@兩種封裝比較方便，制板成本也低；也有滿足不同需求的其它封裝形式。

圖3：瑞薩RL78系列MCU的多重Flash保護(hù)機(jī)制。

任何人做的產(chǎn)品都不希望被別人破解、復(fù)制，因此各家MCU廠商也都使出渾身解數(shù)來(lái)幫助客戶保護(hù)自己的代碼不被竊取。在安全性方面，瑞薩采取了多種措施，據(jù)吳頻吉介紹，RL78有多重Flash保護(hù)，針對(duì)3種主機(jī)通信方式，都有對(duì)應(yīng)的Flash保護(hù)機(jī)制，防止代碼被惡意讀出。

一是編程器。工程師需要將源代碼從開(kāi)發(fā)環(huán)境下載到芯片，但其實(shí)這里有一個(gè)很大的安全隱患，一旦有人有能力拿編程器去連接MCU芯片，那他就有可能破解該產(chǎn)品。“我們的做法是，整個(gè)編程器都沒(méi)有‘讀出’命令?！眳穷l吉表示，“這樣即使有人連接到了你的產(chǎn)品，也無(wú)法獲取源代碼了?！?/div>

二是仿真器。做程序開(kāi)發(fā)肯定需要用到仿真器，目前常用的做法是仿真器的連接是需要輸入一個(gè)10位數(shù)的密碼。還有就是在燒寫的時(shí)候就禁止片上調(diào)試功能，“也就是說(shuō)，最終量產(chǎn)的產(chǎn)品是沒(méi)有仿真功能的。這樣也就無(wú)法通過(guò)仿真器獲取源代碼了?！眳穷l吉指出。

三是內(nèi)部固件代碼更新。他承認(rèn)這個(gè)無(wú)法避免，也沒(méi)有特別好的辦法，因?yàn)楫a(chǎn)品代碼更新是不可避免的，這種情況只能靠自己的程序加密來(lái)保證源代碼不泄露了。

RL78一個(gè)很大的應(yīng)用是電機(jī)控制，其實(shí)現(xiàn)在不論是我們?nèi)粘Ｉ钪械目照{(diào)和冰箱壓縮機(jī)、果汁機(jī)和豆?jié){機(jī)等小家電、電動(dòng)汽車，還是工業(yè)中用的傳送帶、機(jī)械手臂等都離不開(kāi)電機(jī)。工廠里的一個(gè)機(jī)械手臂可能會(huì)有30~40個(gè)電機(jī)存在。

RL78系列MCU主要用于消費(fèi)類產(chǎn)品的電機(jī)控制，比較常用的是G1G，功能更強(qiáng)一點(diǎn)的是G1F，它能做一些FOC控制，或者高速電機(jī)控制，比如吸塵器等等。

圖4：瑞薩電子展示的基于RL78/G1F的便攜式吸塵器解決方案。

這次研討會(huì)上，瑞薩展示了一款基于RL78/G1F的便攜式吸塵器解決方案。該方案中采用的電機(jī)是無(wú)傳感器3相BLDC電機(jī)，有強(qiáng)力和標(biāo)準(zhǔn)兩檔可選，強(qiáng)力時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速高達(dá)5萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘，標(biāo)準(zhǔn)檔時(shí)的轉(zhuǎn)速為3萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘。

吳頻吉表示，瑞薩RL78/G1F最高可支持10萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘的電機(jī)。原因是：首先，該芯片支持120度傳導(dǎo)控制，內(nèi)置了高速比較器（CMP1）和輸入捕捉定時(shí)器（定時(shí)器RX，最高可達(dá)64MHz）以實(shí)現(xiàn)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)；其次，該芯片內(nèi)置的高速PGA、高速比較器（CMP1）和輸出強(qiáng)制截止（PWMOPA）功能，可實(shí)現(xiàn)過(guò)流檢測(cè)和PWM輸出強(qiáng)制截止功能，從而快速保護(hù)電機(jī)控制電路；還有增強(qiáng)的模擬功能，有助于降低BOM成本。

圖5：便攜吸塵器原理框圖。

在電池管理方面，該便攜吸塵器解決方案采用ISL94202管理6節(jié)可充電鋰離子電池（3400mAh），支持智能BMS電池管理，無(wú)操作時(shí)可自動(dòng)進(jìn)入低功耗模式。ISL94202還提供了過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)和過(guò)溫保護(hù)功能。

圖6：瑞薩RL78/G1F的新功能。

以前瑞薩會(huì)針對(duì)不同的市場(chǎng)推出不同的產(chǎn)品，不過(guò)，現(xiàn)在瑞薩實(shí)施的是統(tǒng)一的全球化戰(zhàn)略，全球產(chǎn)品基本一致。下面是瑞薩在中國(guó)市場(chǎng)的RL78系列MCU產(chǎn)品線，以及今年主推的產(chǎn)品。從列表中，我們可以看出，其電機(jī)控制MCU的主推產(chǎn)品最多，也就是說(shuō)今年的業(yè)務(wù)重點(diǎn)將是電機(jī)控制。

圖7：瑞薩電子中國(guó)區(qū)MCU產(chǎn)品一覽。

吳頻吉還列舉了其他一些用于簡(jiǎn)單電機(jī)控制的RL78系列MCU，例如R7F0C806/807，它的特點(diǎn)是Flash?。?KB/8KB）、RAM小(512B/1KB)、簡(jiǎn)單，但內(nèi)部具有使用TAU的PWM功能，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的步進(jìn)電機(jī)控制，和帶霍爾傳感器的BLDC電機(jī)的控制。一般用于風(fēng)扇、果汁機(jī)，攪拌器等電機(jī)應(yīng)用。

還有R7F0C808/809，特點(diǎn)是大電流驅(qū)動(dòng)，可以直接驅(qū)動(dòng)LED，有6個(gè)COM和8個(gè)SEG端口。其中COM是120mA，SEG是15mA，封裝為20管腳的SSOP和SOP封裝，一般應(yīng)用小型產(chǎn)品的數(shù)碼管和LED顯示。

還有一個(gè)目標(biāo)市場(chǎng)為電動(dòng)車和電機(jī)控制的R7F0C008/009，它的特點(diǎn)是有用于三相PWM驅(qū)動(dòng)的定時(shí)器RD，集成了電機(jī)驅(qū)動(dòng)的外設(shè)，比如1通道的可調(diào)增益放大器（PGA）、2通道比較器和10位ADC等。

圖8：基于R7F0C009的電動(dòng)工具參考設(shè)計(jì)。

RX產(chǎn)品系列特色

在吳頻吉看來(lái)，瑞薩RX系列MCU是一個(gè)比較有特色的產(chǎn)品系列。它包括入門級(jí)系列，專為超低功耗設(shè)計(jì)的RX100；低功耗與高性能之間的最佳平衡產(chǎn)品RX200；具有高性能和廣泛的產(chǎn)品陣容的RX600；以及最高的速度和最佳性能的旗艦產(chǎn)品RX700。

圖9：瑞薩RX產(chǎn)品路線圖。

其中RX100使用的工藝與RL78是一樣的，主要的特點(diǎn)還是性價(jià)比；不過(guò)RX600和RX700是完全講究性能，使用的是瑞薩最新的40nm Flash技術(shù)。吳頻吉解釋說(shuō)，目前Flash最先進(jìn)的工藝是28nm，一般只有汽車引擎控制才會(huì)用，消費(fèi)類Flash一般采用40nm，或者65nm工藝。特別是RX700，使用的都是4M Flash。

在大部分MCU廠商都轉(zhuǎn)向Arm內(nèi)核的今天，瑞薩為何還在堅(jiān)持使用自有內(nèi)核呢？吳頻吉對(duì)<電子發(fā)燒友>解釋說(shuō)，是為了追求性價(jià)比和性能，因?yàn)镽X內(nèi)核的性能比同一級(jí)別的Arm內(nèi)核產(chǎn)品性能要高。且RX內(nèi)核支持DSP和浮點(diǎn)運(yùn)算功能（FPU）。

他舉例說(shuō)，與Arm Cortex-M4內(nèi)核相比，RX v2內(nèi)核提高了周期執(zhí)行性能，優(yōu)于Arm 32位內(nèi)核，具有先進(jìn)的DSP和FPU功能；RX v3內(nèi)核，具有寄存器組保存功能，通過(guò)中斷操作減少了開(kāi)銷，增強(qiáng)了實(shí)時(shí)處理能力。此外，還改進(jìn)了處理能力，以支持更復(fù)雜的系統(tǒng)，有助于增加產(chǎn)品的附加值。

圖10：RX內(nèi)核與Arm Cortex-M4內(nèi)核性能對(duì)比。

他指出，與Arm Cortex M4相比，瑞薩DSP性能提高了3倍，浮點(diǎn)運(yùn)算性能提升了2倍。所以在一些聲音，數(shù)據(jù)處理算法的應(yīng)用時(shí)，RX內(nèi)核的MCU性能會(huì)高很多。

圖11：RX100/200系列產(chǎn)品路線圖。

按照RX100/200系列產(chǎn)品的路線圖，在電機(jī)控制方面有RX24T、RX24U、RX23T，工業(yè)消費(fèi)類有RX231、RX230和RX130等產(chǎn)品。

其中，RX231、RX230是比較有特色的產(chǎn)品。它們的特色是功能比較全，比如在家電產(chǎn)品方面，它支持觸摸人機(jī)界面，支持5V供電，支持各種通信接口，比如CAN，USB等。

圖12：應(yīng)用范圍極廣的RX231。

RX231還有一個(gè)特點(diǎn)是具有高靈敏度和抗噪聲干擾能力，可以透過(guò)1cm厚的亞克力材料或者木板進(jìn)行感應(yīng)，實(shí)現(xiàn)30cm范圍的接近感應(yīng)；抗干擾度通過(guò)了IEC61000 4-3/4-6 Level3的測(cè)試。

還支持電容自感應(yīng)方式和電容互感方式，能夠增強(qiáng)防水能力，而通過(guò)按鍵矩陣可以增加觸摸按鍵的數(shù)量。

此外，它的開(kāi)發(fā)也更加容易，開(kāi)發(fā)工具可以實(shí)現(xiàn)靈敏度自動(dòng)調(diào)整，幫助客戶縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間。

而RX600/RX700系列產(chǎn)品，目前主推的產(chǎn)品是RX65N系列。這個(gè)系列產(chǎn)品用的是40nm技術(shù)，性能比較高。該系列產(chǎn)品里最低是256kB RAM，最高是640KB RAM，它具有增強(qiáng)的模擬外設(shè)功能，支持以太網(wǎng)和USB主/從等功能，可以用于高速通信連接；支持浮點(diǎn)運(yùn)算與數(shù)字信號(hào)處理指令。

圖13：RX651/RX65N產(chǎn)品定位。

RX651/RX65N系列產(chǎn)品有兩個(gè)主要的特色，一是增強(qiáng)功能的片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器，這個(gè)2M Flash具備完全后臺(tái)工作能力的雙區(qū)（Dual-Bank）Flash，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單可靠的在線固件升級(jí)。因?yàn)檫@兩塊Flash是獨(dú)立供電的，也就是說(shuō)，一塊Flash在擦寫的時(shí)候，另一塊Flash可正常運(yùn)行。這個(gè)功能可以讓生產(chǎn)線上的機(jī)械手臂實(shí)現(xiàn)不停機(jī)更新。

還有一個(gè)就是現(xiàn)在瑞薩所有新出的芯片上，都有一個(gè)嵌入式安全的概念，這個(gè)跟前面的保護(hù)Flash不被抄是另外一回事。這包括TSIP可信安全單元和Trusted Memory等。

圖14：RX豐富的安全功能。

在人機(jī)界面方面，RX651/RX65N內(nèi)置了TFT顯示控制器和2D加速器，以及大容量RAM，單芯片系統(tǒng)即可支持WQVGA分辨率的LCD顯示。

Renesas Synergy平臺(tái)

Synergy平臺(tái)是瑞薩推出的面向物聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，由搭載了瑞薩MCU硬件平臺(tái)和認(rèn)證的SSP軟件、開(kāi)發(fā)工具、資源庫(kù)等部分組成。Synergy平臺(tái)擁有更完整的內(nèi)容、認(rèn)證與支持，瑞薩為Synergy提供認(rèn)證合格的軟件包，無(wú)任何許可證費(fèi)用和版權(quán)費(fèi)，且產(chǎn)品數(shù)不受限，瑞薩目前提供了S1、S3、S5、S7四個(gè)不同等級(jí)的單片機(jī)系列。借助Synergy平臺(tái)，工程師只需三步即可完成IoT項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。

圖15：Synergy軟件的組成部分。

這個(gè)平臺(tái)并不強(qiáng)調(diào)芯片，主要強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng)，最重要的部分是軟件。

此外，在本次研討會(huì)上，瑞薩還介紹了其模擬與混合信號(hào)產(chǎn)品線、電源產(chǎn)品線，以及收購(gòu)IDT后的產(chǎn)品組合更新。2019年，瑞薩計(jì)劃推出面向數(shù)據(jù)傳感、存儲(chǔ)和互聯(lián)的IDT模擬混合信號(hào)產(chǎn)品，滿足快速增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)和互聯(lián)世界需求。

圖16：合并后的IDT產(chǎn)品線分類。

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