Renesas DevCon Vollständig konfigurierbares Analog-Front-End für Sensoranwendungen

Unter der Bezeichnung "Smart Analog" stellte Renesas auf seiner Entwicklerkonferenz eine neue Technologie vor, welche die Implementierung von Sensoren in Embedded-Designs revolutionieren soll. Statt Sensordaten mit diskreten Komponenten zu messen und für eine MCU aufzubereiten, wird dieses alles in einem programmierbaren Chip erledigt.

Moderne Sensoranwendungen stellen komplexe Systeme dar, welche Schaltungen erfordern, um die vom Sensor produzierten analogen Signale für den Eingang eines A/D-Wandlers auf einem Mikrocontroller aufzubereiten. Dieser zeitraubende Prozess soll nun ein Ende haben: Das analoge Front-End (AFE) verstärkt und/oder filtert die oft schwachen Sensorsignale. In welcher Form das passiert, kann von außen durch ein GUI für Verstärkungen und Offset-Anpassungen programmiert werden und zwar für zahlreiche unterschiedliche Sensor-Typen. Damit kann man auch Rauschen und bestimmte Board-Charakteristiken simulieren. Selbst im laufenden Betrieb, wenn Änderungen z.B. durch Drift der Sensoren notwendig sein sollte, kann man den Chip einfach reprogrammieren und damit seine Wartungskosten senken.

Die Anzahl der diskreten Komponenten kann bei Einsatz dieser Ein-Chip-Lösung laut Renesas bis zu Faktor 10 reduziert werden. Wenn man bestimmte Blöcke des AFE nicht benötigt, können die einfach deaktiviert werden, um Energie zu sparen. Zusammen mit einer RL78-MCU wird der Chip in einem Package geliefert.

Der größte Vorteil besteht sicherlich darin, dass man mit dem Smart-Analog-Ansatz und dem GUI-basierten Konfigurationstool kein Analog-Experte sein muss, um ein  AFE zu designen.  Man verstellt einfach entsprechende Verstärkungswerte und andere Einstellungen und lässt eine Simulation für die Ausgangssignale laufen, statt – wie es heute in vielen Fällen leider der Fall ist – für die Kalibrierung der Analog-Schaltung auf „Trial and Error“ angewiesen zu sein.

Eingesetzt werden kann der Chip für Beschleunigungs- und Durchflußmesser, Ultraschall-Abstandsmesser, Körpersensoren oder  Gas/Chemie-Sensoren für Industrie- und Medizinanwendungen.