Renesas DevCon Erste MPU von Renesas mit ARM-Core

Mit einem neuen Rekord von 900 Teilnehmern begann im kalifornischen Anaheim die diesjährige Entwicklerkonferenz von Renesas Electronics. Neben neuen Mikrocontrollern auf Basis des RX-Cores wurde auch eine neue MPU-Familie mit einem ARM-Cortex-A9 angekündigt, die Mensch-Maschine-Schnittstellen und Netzwerkanwendungen bedienen wird.

Renesas ist schon lange Lizenznehmer von ARM-Cores, diese fanden allerdings bislang nur Einzug in SoCs für Mobilgeräte und in ASICs. Mit der neuen MPU-Familie, welche die Bezeichnung RZ trägt, findet die ARM-Architektur in Form eines Cortex-A9 MPCore auch erstmals Einzug in ein Standardprodukt.

Die RZ-Chips werden in Renesas‘ 40-nm-Low-Power-Prozess gefertigt und zunächst in zwei Varianten erhältlich sein: Die RZ/A-Serie mit einer GPU aus dem Hause Imagination, welche Open VG1.1. unterstützt, soll Mensch-Maschine-Schnittstellen z.B. in der Fabrik-Automatisierung und dank Digital-Audio bis hinunter zu Audio-Anwendungen im Auto bedienen und wird den Cortex-A9 in einer Single-Core-Implementierung beinhalten. Die Taktfrequenz beträgt 400 MHz.

Innovativ ist On-Chip-RAM bis zu 10 MB, was in vielen Fällen ein externes DRAM überflüssig macht. Unterstützt werden Bildschirmauflösungen bis WVGA bzw. XGA. Verfügbar sein werden Muster im 2. Quartal 2013.

Die zweite Serie mit der Bezeichnung RZ/N wird den Cortex-A9 sowohl in einer Single- als auch Multicore-Ausführung beinhalten und mit 800 MHz getaktet sein. Neben Gigabit-Ethernet enthält dieser Chip auch Schnittstellen für USB 3.0 und PCIe. Diese Serie wird vermutlich Anfang 2014 erhältlich sein.

Neue RX-Familien

Neben der RZ-Familie stellte Yoichi Yano, Vostandsmitglied bei Renesas, auch drei neue Mikrocontroller-Familien vor, die auf dem schon bekannten 32-bit-RX-Core basieren, vor. Der RX600 wird mit 120 MHz getaktet und der RX700 sogar mit 240 MHz, dabei wird eine Rechenleistung von 3,6 Coremark/MHz erzielt – ein Rekordwert für eine 32-bit-MCU.  Zum Vergleich: MCUs mit ARMs Cortex-M3 oder –M4 kommen auf Maximalwerte von knapp unter 3 Coremark/MHz. Diese MCU-Familien werden in einem 40-nm-Prozess gefertigt und – wie nicht anders zu erwarten – mit Renesas prorietären MONOS-Flash-Speicher bestückt, der bis 120 MHz ohne Wait-States betrieben werden kann. Die größten Derivate sind mit bis zu 8 MB Flash-Speicher und 512 KB RAM geplant. Laut Renesas sind auch noch Erweiterungen bei der Gleitkommaeinheit (FPU) und beim DSP geplant, um komplexe Routinen wie bei einer Motorsteuerung in noch weniger Taktzyklen abarbeiten zu können. Ansonsten findet man die schon bekannte Peripherie wie 12/24-bit-A/D-Wandler, 12-bit-D/A-Wandler, Komparatoren, Dual-Ethernet und Sicherheits-Features wie AES oder CRC. Erste Muster des RX600 soll es im 2. Quartal 2013 geben.

Neben diesen beiden Familien, die für hohe bzw. sehr hohe Rechenleistungen ausgelegt sind, wird es noch eine neue Low-Power-Familie mit der Bezeichnung RX100 geben. Diese wird in einem 130-nm-Low-Power-Prozess gefertigt und kann bis 32 MHz getaktet werden. Dabei werden im aktiven Modus 208 µA/MHz aufgenommen, was ca. 10 % über dem Wert der energiesparendsten MCUs mit ARM-Cortex-M3/M4 liegt. Wenn man diese Werte vergleicht, muss man allerdings berücksichtigen, dass der RX-Core mit 1,56 DMIPS/MHz eine höhere Rechenleistung als die Cortex-Chips (1,25 DMIPS/MHz) liefert, so dass er bei identischer Anforderung mit einer geringeren Taktfrequenz betrieben werden kann.  Die Stromaufnahme im Standby-Modus soll nur noch 350 nA betragen und die Aufwachzeit unterhalb von 5µs liegen. Auch hier kommt der MONOS-Flash zum Einsatz und zwar in Größen von 8 KB bis 512 MB.  Neben dem Programmspeicher soll auch der Datenspeicher eine Lebensdauer von 20 Jahren haben, sogar nach 100.000 Schreibzyklen.

Last but nor least kündigte Yano an, dass Renesas mehr applikationsspezifische MCUs z.B. für Metering-Anwendungen entwickeln werde. Laut seiner Aussage steigt die Nachfrage nach anwendungsspezifischen Controllern laufend.