Renesas Electronics MCUs für rechenintensive Anwendungen

Die RX231-Gruppe von Renesas Electronics eignet sich besonders für Anwendungen, die eine hohe Rechenleistung mit geringen Versorgungsströmen kombinieren müssen. Dazu zählen beispielsweise Industriesensoren, Medizintechnik, Wearables sowie Komponenten für die Gebäudeautomatisierung.

Die neue RX231-Gruppe von Renesas Electronics basiert auf dem RXv2-CPU-Kern, der dank eigener FPU-Unit und DSP/FPU-Funktionalität sich durch eine hohe Rechenleistung auszeichnet. Damit ist eine schnelle Abarbeitung von Aufgaben mit hohen Rechenlasten wie zum Beispiel Digitalfilter und Fließkomma-Rechenoperationen möglich, was den Stromverbrauch senkt. Laut Unternehmensangabe benötigt die Berechnung eines digitalen IIR-Filters 10 Prozent weniger Energie und ist doppelt so schnell wie mit bisherigen Controllern. Die Stromaufnahme im Stand-by-Modus beziffert Renesas mit nur 0,8 µA und damit nur halb so viel als bei früheren Generationen.

Wie bereits bekannt, kommt der RXv2-CPU-Kern auf eine Rechenleistung von 4,16 Coremark/MHz, das ist im Vergleich zum RXv1-Core aus der RX200-Serie rund 35 Prozent mehr. Bei einer Taktfrequenz von 54 MHz und einer um ca. zwei- bis vierfach höheren DSP-Leistung sowie einer um den Faktor 6 höheren FPU-Leistung lassen sich die Rechenzeiten für rechenintensive Aufgaben wie Digital-Filteroperationen deutlich verkürzen.

Wie oben bereits erwähnt, ist die RX231-Gruppe auf hohe Energieeffizienz getrimmt. Im Aktiv-Modus – ohne zusätzliche Peripherie - zieht der Prozessorkern nur 120 µA/MHz. Die minimale Aufwachzeit der RX231-Gruppe aus dem Standby-Modus beträgt 5 µs. Anwendungen können unmittelbar nach dieser kurzen Aufwachphase vom Flash aus ausgeführt werden, und Analogfunktionen, wie beispielsweise A/D-Wandler, stehen zum Einsatz bereit.

Die RX231-Gruppe ist mit einem Low Power Timer (LPT) ausgestattet, der lediglich zusätzliche 0,4 µA benötigt. Dieser ermöglicht es den Anwendern, den Baustein so zu programmieren, dass er aus dem Low-Power-Modus mit vielen verschiedenen Timing-Vorgaben aufwachen kann und gleichzeitig die Stromaufnahme minimiert wird.

Die RX231-Gruppe verfügt über kapazitive Touch-Key-Funktionen auf Basis der Renesas CAP-Touch-Technologie der zweiten Generation. Durch den Support von bis zu 24 Touch-Keys im Eigenkapazitätsmodus und bis zu 144 Keys im Mutual-Kapazitätsmodus können die RX231-MCUs diverse Touch-Funktionen wie LED-, Summer- und Kommunikationsfunktionen übernehmen, die beispielsweise in Blutdruckmessgeräten (typischerweise 9 Tasten), aber auch in aufwendigeren Systemen mit Anforderungen wie Sicherheitstastaturen (19 Keys) und Öfen (25 Keys) erforderlich sind. Diese Touch- Funktion von Renesas zeichnet sich laut Unternehmensangabe durch eine hohe Empfindlichkeit in Kombination mit einer großen Stör-Unempfindlichkeit aus. Der Betrieb ist selbst dann noch möglich, wenn das Panel feucht ist oder wenn der Benutzer Handschuhe trägt. Damit lassen sich äußerst flexible Benutzeroberflächen im Hinblick auf Einsatzumgebung und Gerätedesign entwickeln.

Darüber hinaus unterstützt die RX231-Gruppe einige Kommunikationsfunktionen. Dazu gehört USB-2.0, einschließlich Device/Host- und OTG-Betrieb, sowie volle Kompatibilität mit Battery-Charging-Spezifikation 2.0. Die RX231-Bausteine enthalten außerdem eine Reihe von Peripherieschnittstellen wie zum Beispiel bis zu sieben SCI-Kanäle, SDHI, eine CAN-Schnittstelle (ISO-11898-1-konform) sowie eine IrDA-Schnittstelle für die drahtlose Anbindung und einen Audiobetrieb.

Darüber hinaus sind die Controller so ausgelegt, dass sie internationale Sicherheitsstandards erfüllen. So sind die RX231-MCUs mit Hardware-unterstützten Sicherheitsfunktionen nach UL und IEC 60730 ausgestattet. Dazu zählen Funktionen wie Selbstdiagnose, Überwachungsfunktionen zur Erkennung von Leitungsunterbrechungen für den integrierten A/D-Wandler, eine Messschaltung zur Überwachung der Taktfrequenz-Genauigkeit, ein unabhängiger Watchdog-Timer sowie ein integrierter Hardware-Speichertest zur Ermittlung von Anomalien im internen RAM. Hinzu kommt noch eine AES-Verschlüsselung, einen in Hardware realisierten Zufallszahlen-Generator (Random Number Generator – RNG) sowie eine Unique Device ID, die sich zur Unterstützung komplexer Kryptographie-Anforderungen konfigurieren lässt.

Musterbausteine der RX231-Gruppe sind ab sofort verfügbar. Der Beginn der Serienfertigung ist für September 2015 geplant.