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瑞薩電子全新解決方案提升工業物聯網應用生產力與安全性
 

【CTIMES/SmartAuto 編輯部報導】   2015年05月12日 星期二

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先進半導體解決方案供應商瑞薩電子(Renesas)開始供應RX71M群組做為RX系列32位元微控制器(MCU)的全新旗艦產品。此全新系列是針對工業設備應用而開發,將CPU運作時脈從上一代產品的120 MHz提升兩倍為240 MHz,同時內建最高達4 MB的晶片內建快閃記憶體。

全新RX700微控制器系列擴大32位元RX系列產品提供高達240 MHz運作時脈、功能性安全機能及4 MB超大記憶體容量
全新RX700微控制器系列擴大32位元RX系列產品提供高達240 MHz運作時脈、功能性安全機能及4 MB超大記憶體容量

與舊版系統相比,這類系統應用均更加複雜且規模持續擴大;於此同時,製造商亦積極導入產品開發平台方案,以提升開發效率與成本不斷增加的問題。晶片內建快閃記憶體MCU廣泛用於中階工業設備,且價格訴求較為親民,以便在效能與系統成本之間取得良好的平衡點。最新工業設備中的M2M通訊技術創造了MCU的需求,RX系列MCU針對各種效能等級進行最佳化,範圍涵蓋運作時脈約30 MHz的感測器節點需求到200 MHz或以上的控制器性能需求並具備擴充性,以降低軟/硬體開發所需的人員工時。

近來,工業客戶紛紛將系統開發工作分散至多家業者,並希望與專精特定技術的合作夥伴進行共同開發。如此一來,當轉移至物聯網時即可降低創新技術或先進技術的相關開發成本,同時提高效率並縮短開發時間。上述分散式開發與聯合開發方式可能為客戶自有核心技術帶來風險(例如重要的演算法),這類風險包括技術外流或未經授權的複製。因此,他們必須尋求能確保自有軟體資源受到保護的開發方式。

工業設備需要即時效能,因為處理步驟的序列,不管是資料輸入、演算處理還是輸出結果,都必須在一定的時間內完成。當MCU的CPU運算速度高於快閃記憶體存取速度時,往往需加入專用的高速晶片內建SRAM,並建議需要即時處理的演算法能夠在高速SRAM上執行,但以晶片內建快閃記憶體之外增加專用SRAM的做法,將使成本升高。另外,如果先前的快閃記憶體控制器的晶片內建記憶體容量不足,就必須增加昂貴的外部高速SRAM或快閃記憶體;如此一來,不僅物料清單(BOM)成本將會拉高,電路板安裝面積也會隨之增加。

瑞薩在開發全新RX71M群組時,已精準考量上述需求並且提供高效能,低成本的晶片平台方案。目前可供貨的產品版本總計有112種,封裝腳位數範圍包含100至177個腳位,晶片內建快閃記憶體容量範圍則從2至4 MB。

為快速展開開發作業,RX71M MCU將獲得瑞薩及第三方工具廠商提供的強大開發工具環境的支援,而且這些廠商已建立RX生態系統。瑞薩為RX系列產品提供完整的開發生態系統,包括e2 studio、強大的Eclipse型IDE以及編譯器、除錯器、程式碼產生工具及快閃記憶體程式編輯器。此外,RX71M元件已獲得IAR Embedded Workbench for Renesas RX編譯器及整合開發環境(IDE)的支援。Micrium、Segger、CMX、Express Logic、RoweBots及FreeRTOS等領先業界的第三方企業皆有提供RTOS與中介軟體。

瑞薩提供大量的軟體範例與驅動程式,包括韌體整合技術(FIT)驅動程式。FIT是全新的概念,強調嵌入式周邊功能模組驅動程式的簡易性,並提升RX MCU產品之間的可移植性。Rx71M MCU已開始供應樣品,預定2015年6月開始量產,並預估至2016年5月之合併產能可達每月50萬顆。(編輯部陳復霞整理)

產品特色

(1)RX系列產品最大運作時脈提升至240 MHz,適用於範圍更寬的產品,有助於縮短開發時間並降低開發成本。

- 隨著RX71M的問世,RX系列產品包含運作時脈為32 MHz的RX100系列、50 MHz的RX200系列、120 MHz的RX600系列,以及達到先前最大運作時脈兩倍的240 MHz的RX700系列。

- 為了協助客戶在各種產品之間順利轉移,RX71M將保有與舊版RX系列產品的向下相容性,包括周邊功能、開發工具及腳位配置等。

- 與舊版RXv1核心相比,RXv2核心提供約1.3倍的效能。它與RXv1保有完整的程式碼相容性(向下相容性),可確保軟體的可攜性。

- 驅動程式支援韌體整合技術(FIT),可讓RX微控制器之間的軟體移植更加容易。在RX產品之間移植程式碼時,最多可節省50%的開發時間與成本。此舉將有助於客戶以共同平台為基礎進行產品開發工作。

(2)擴增的功能可從開發階段開始之後,確保程式碼資料的機密性並避免未經授權的複製,在趨勢朝向物聯網發展而帶來更多樣化的通訊介面,且開發工作趨向全球化之際,此項特性顯得格外重要。

- RX71M為支援隨著物聯網趨勢發展而持續增加的通訊標準,除了原有支援的CAN與SPI之外,也能支援的通訊標準擴增至SDHI介面、高速USB(480M)介面(內建於PHY),以及支援IEEE 1588的雙通道乙太網路。以滿足當今工業設備所需要的各種連線裝置功能。

- 為因應隨著通訊標準擴增而升高的安全風險,晶片內建硬體實作高速加密功能(AES、DES、SHA及RNG)。如此可提供強大且安全的保密,避免重要資料與通訊資料外洩。

- 瑞薩傳統的MCU常避免將程式碼儲存於晶片內建快閃記憶體,藉此防止遭到外部裝置讀取,以保護開發後的程式碼不致外洩。

RX71M利用新增的可信賴的記憶體(Trusted Memory)機能,將上述保護範圍擴大至開發階段,它可保護重要的演算法以免外洩或遭到未經授權者複製。上述可信賴的記憶體(Trusted Memory)功能會保留一個特別的記憶體區域,程式碼無法讀取(複製)此區域,即使使用微控制器的內部模組亦同,例如晶片內建快閃記憶體。此功能可滿足即使由海外的業者進行開發,或與其他業者進行共同開發之專案,亦可避免核心軟體外流的風險。

(3)由於採用瑞薩獨家高速快閃記憶體技術與大容量晶片內建記憶體,相較於前一代產品,最高可節省45%的物料清單(BOM)成本並提升一倍的效能

- 高速快閃記憶體採用先進的40奈米快閃記憶體製程,運作時脈可達120 MHz,而先進擷取單元(AFU)結合獨家基於快取得記憶體控制技術,以240 MHz執行時可達到相當於連續性存取的效能。若發生快取未中(Missing)的情況,效能損失也僅相當於一個週期,因此即使僅使用快閃記憶體,亦可達到優異的即時效能。

- 可用的晶片內建記憶體組態擴增至最大4 MBFlash記憶體,為此等級產品中最大的容量;並且內建512 KB同位元檢查SRAM;以及32 KB單錯校正/雙錯檢測ECC RAM。因此,本產品亦可不需使用外部高速SRAM。RX71M可讓客戶充分運用晶片內建記憶體,最多可降低物料清單(BOM)成本達45%。瑞薩計劃持續開發並積極行銷結合先進功能與優異效能的MCU,可供運用於工業設備與嵌入式網路裝置,為持續擴大的「智慧型社會」提供穩固的基礎。

關鍵字: 微控制器  MCU  32位元  快閃記憶體  中階工業設備  感測器  物聯網  瑞薩電子(Renesas微控制器 
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