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Renesas Electronics

32-Bit-MCU-Familie mit selbst entwickeltem RISC-V-CPU-Kern

26. März 2024, 12:29 Uhr | Iris Stroh

Ende letzten Jahres hatte Renesas Electronics seinen ersten RISC-V-Prozessorkern vorgestellt. Jetzt folgt mit den R9A02G021-MCUs die erste MCU-Gruppe, die auf diesem Prozessor-IP basiert.

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Renesas Electronics verweist bei der Vorstellung der neuen MCU-Gruppe darauf, dass sich »zahlreiche MCU-Anbieter in jüngster Zeit zu Investitionsallianzen zusammengeschlossen haben, um die Entwicklung von RISC-V-Produkten voranzutreiben. Renesas hingegen hat bereits eigenständig einen neuen RISC-V-Kern entwickelt und getestet, der nun in einer serienreifen Lösung implementiert und weltweit verfügbar ist«. Wobei es bereits einen MCU-Anbieter gibt, der schon vor Jahren RISC-V-MCUs auf den Markt gebracht hat: GigaDevice.

Das Unternehmen erklärt, dass die neuen MCUs für verschiedene Endanwendungen konzipiert wurde. Hierzu zählen IoT-Sensoren, Unterhaltungselektronik, medizinische Geräte, Elektrokleingeräte und Industriesysteme. Ähnlich wie bei bestehenden General-Purpose-MCUs haben Entwickler Zugang zu einer umfassenden Entwicklungsumgebung für den R9A02G021, die Renesas und sein umfangreiches Netzwerk von Toolchain-Partnern bereitstellt. Dadurch lassen sich Kosten, Engineering-Ressourcen und Entwicklungszeit erheblich reduzieren.

Renesas bietet bereits anwendungsspezifische RISC-V-Produkte an, wie die 32-Bit-ASSP-Bausteine für die Sprach- und Motorsteuerung sowie die 64-Bit-General-Purpose-Mikroprozessoren (MPUs) RZ/Five, die auf CPU-Kernen von Andes Technology basieren. Die R9A02G021-Gruppe ist die erste Generation von General-Purpose-MCUs, die auf dem RISC-V-Kern basieren, den Renesas intern entwickelt hat und den Renesas im Laufe der nächsten Jahre sukzessive in weiteren Produkten einsetzen wird.

MCU-Markt verleiht RISC-V Flügel

»MCUs sind ein potenzieller Schlüsselmarkt für RISC-V. Für diesen Markt fehlte es den MCUs jedoch bis heute an starken kommerziellen Designs von führenden Anbietern, die etwa 85 Prozent des MCU-Marktes ausmachen«, erklärt Tom Hackenberg, Principal Analyst der Computing & Software, More Moore Business Line bei der Yole Group. »Dank der Einführung der vollständig serienreifen RISC-V-Multimarket-MCU durch Renesas im Rahmen seines breit gefächerten MCU-Portfolios sowie der dringend benötigten Unterstützung durch anerkannte Anbieter von Industriestandard-Tools wird das Wachstum des RISC-V-Markts endlich beschleunigt. Wenn andere führende Anbieter dem Beispiel von Renesas folgen, dürfte sich der Anteil von RISC-V am gesamten MCU-Markt bis Ende 2029 auf 10 Prozent belaufen, mit erheblichem Wachstumspotenzial darüber hinaus.«

Ausgewogenes Verhältnis von Leistung und Stromverbrauch

Die RISC-V-MCU-Gruppe R9A02G021 arbeitet mit Taktgeschwindigkeiten von bis zu 48 MHz und verbraucht im Standby-Modus mit 0,3 µA extrem wenig Strom. Sie bietet 128 KB schnellen Flash-Speicher, 16 KB SRAM-Speicher und 4 KB Flash-Speicher für die Datenspeicherung. Die MCUs sind für den Einsatz unter rauen Bedingungen konzipiert und können bei Umgebungstemperaturen von -40 °C bis 125 °C zuverlässig arbeiten. Zudem verfügen sie über serielle Standard-Kommunikationsschnittstellen sowie Digital-Analog-Wandler-(DAC)- und Analog-Digital-Wandler-(ADC)-Funktionen, die schnelle und sichere Verbindungen mit Sensoren, Displays und anderen externen Modulen ermöglichen. Der weite Eingangsspannungsbereich von 1,6 V bis 5,5 V ermöglicht den Betrieb mit niedrigen Spannungen und geringen Strömen. Dies macht den R9A02G021 zur idealen Lösung für batteriebetriebene Anwendungen.

Hauptmerkmale der MCU-Gruppe R9A02G021 im Überblick:

CPU: Renesas RISC-V-Kern mit 48 MHz, 3,27 Coremark/MHz
Speicher: Code-Flash mit 128 KB, SRAM mit 16 KB (12 KB und ECC SRAM mit 4 KB) sowie Daten-Flash mit 4 KB
Leistungsaufnahme: 162 µA/MHz (Wirkleistung), 0,3 µA (SW-Standby), 4 µs (Standby-Weckfunktion)
Serielle Kommunikationsschnittstellen: UART, SPI, I2C, SAU
Analoge Peripherie: ADC mit 12 Bit und DAC mit 8 Bit
Temperaturbereich: -40 °C bis 125 °C (Ta)
Betriebsspannungsbereich: 1,6 bis 5,5 V
Gehäuse: 16 WLCSP, QFN-Gehäuse mit 24/32/48 Anschlüssen (QFP-Option)

Die integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) e² studio von Renesas unterstützt die RISC-V-MCUs R9A02G021 in vollem Umfang und steht Kunden kostenfrei zur Verfügung. Die umfassende Toolchain beinhaltet einen Code-Konfigurator, einen LLVM-Compiler und ein Fast Prototyping Board (FPB). Vollständige Entwicklungsumgebungen stellen auch Ecosystem-Partner von Renesas bereit: IAR mit seiner Embedded Workbench IDE und dem I-jet Debug Probe sowie SEGGER mit der Embedded Studio IDE, J-Link Debug Probes und Flasher Production Programmers. Die unterstützende Dokumentation umfasst das FPB-Benutzerhandbuch, einen Leitfaden für die ersten Schritte, Schaltpläne, Stücklisten und Gerber-Dateien.

Winning Combinations

Renesas hat den »All-in-One Smart Pressure Cooking Pot« entwickelt, der den R9A02G021 mit zahlreichen kompatiblen Produkten aus seinem Portfolio kombiniert. Dazu gehören der DC/DC-Wandler RAA211412, die Signalwandler ZSSC3224/3240, der IGBT-Treiber RV1S9231A, der IGBT RJH60T04DPQ und der WiFi-SoC DA16200. In Kombination ermöglichen sie eine kosteneffiziente, kompakte, modulare Lösung für moderne vernetzte Anwendungen.

Verfügbarkeit

Die RISC-V-MCU R9A02G021 ist ab sofort zusammen mit dem FPB Kit, der Software und den Entwicklungstools über die weltweiten Distributionspartner erhältlich.