RL78 - RL78

Mikrokontroléry řady RL78
Obecná informace
Spuštěno 2010 ; Před 11 lety ( 2010 )
Přerušeno proud
Běžní výrobci
Výkon
Max. Taktovací frekvence CPU 32 kHz až 40 MHz
Šířka dat 16
Šířka adresy 20
Architektura a klasifikace
aplikace Vestavěné ,
domácí spotřebiče ,
automobilový průmysl
Mikroarchitektura RL78-S1 (8bitový),
RL78-S2 (16bitový),
RL78-S3 (16bitový)
Instrukční sada Rodina RL78
Instrukce 74 (RL78-S1),
75 (RL78-S2),
81 (RL78-S3)
Fyzické specifikace
Jádra
Dějiny
Předchůdce 78K0R

RL78 Family je 16bitové jádro CPU pro vestavěné mikrokontroléry společnosti Renesas Electronics představené v roce 2010.

Architektura

Ačkoli má osm 8bitových registrů nebo čtyři páry 16bitových registrů, v podstatě všechny aritmetické operace jsou prováděny na jediném akumulátoru (pár registru A nebo registr AX). Většina modelů má čtyři banky registrů, které lze rychle vybrat.

Registry pro zvláštní účely se skládají z:

Adresování dat je většinou 16bitové, přičemž všechny registry paměti RAM a speciálních funkcí jsou umístěny ve vysokých 64 kB adresního prostoru (0xF0000–0xFFFFF) a přístup k datům je výchozí pro tuto oblast. Přístup do jiných oblastí adresního prostoru používá opcode s předponou „ES“, což naznačuje, že vysoké čtyři adresní bity by místo toho měly pocházet ze speciálního registru „extra segment“.

Základní 2-operandové operace ALU přicházejí v následujících formách:

  • A, #immediate (A ← A bezprostřední)
  • A, registr (A ← A op registr)
  • register, A (register ← register op A)
  • A, addr8 (A ← A op [addr8], rozsah omezen na registry speciálních funkcí)
  • A, addr16 (A ← A op [addr16], ES: předpona volitelná)
  • A, [HL] (A ← A op [HL], ES: předpona volitelná)
  • A, [HL+byte] (A ← A op [HL+byte], ES: předpona volitelně)
  • A, [HL+B] (A ← A op [HL+B], ES: předpona volitelná)
  • A, [HL+C] (A ← A op [HL+C], ES: předpona volitelná)

Adresy kódu jsou oproti tomu výchozí pro dolní část adresního prostoru, kde je umístěna ROM. Pokyny pro přenos řízení (skok a volání) umožňují zadat 20bitovou adresu, zatímco nepřímé řídicí přenosy používají zřetězení adresy 16bitového registru a 4bitového registru „kódového segmentu“. Na rozdíl od mikroprocesoru 8086 neexistují žádné samostatné pokyny pro blízký a vzdálený návrat; všechna volání podprogramů posílají úplnou 20bitovou zpáteční adresu.

Architektura je konzistentně málo endianová , přičemž všechny vícebajtové hodnoty se jeví jako nejméně významný bajt.

Mikroarchitektury

RL78 Family je architektura CISC s registrační bankou založená na akumulátoru s třístupňovým propojováním instrukcí . Má 20 bitů ( 1 megabajt ) adresní prostor . Jeho základní architektura instrukční sady je následována 78K0R, který má 75 stejných instrukcí z 80.

RL78 má tři varianty mikroarchitektury následovně.

μ-Arch ALU Registry Instrukce Potrubí Poznámka Dokumenty
RL78-S3 16bitové 8 × 8bitové × 4 banky 81 (75+6) 3stupňové μ-obloukové varianty
RL78-S2 16bitové 8 × 8bitové × 4 banky 75 3stupňové
RL78-S1 8bitové 8 × 8 bitů (bez banky) 74 (75-1) 3stupňové
78K0R 16bitové 8 × 8bitové × 4 banky 80 (75+5) 3stupňové Přímý předchůdce
Extended 78K/0
78K0S 8bitové 8 × 8 bitů (bez banky) 47 žádný Zjednodušené 78K/0
78K0 8bitové 8 × 8bitové × 4 banky 48 žádný Základní jádro 78K/0

Aplikace

RL78 pokrývá širokou škálu aplikačních oblastí pro ovládání mechanických systémů a pro uživatelská rozhraní .

Seskupení

Rodina RL78 je rozdělena do několika skupin, které mají jedinečná pravidla pro pojmenování.

  • G1x: Pro obecné použití
  • L1x: Pro ovládací prvky segmentového LCD
  • I1x: Hlavně pro průmyslové použití
  • F1x: Pro použití v automobilech
  • D1x: Speciálně navrženo pouze pro zákazníky z automobilového průmyslu

Příklady použití

RL78 je vhodný pro spotřební elektroniku , jako jsou hlavní spotřebiče (včetně; praček , sušiček prádla , myček nádobí , chladniček a klimatizací ), malých spotřebičů (včetně; elektrického nářadí , vysavačů a kávovarů ) a lékařských přístrojů (včetně; elektronické zubní kartáčky , měřiče glykémie , monitory holter ). Používá se také pro infrastrukturu automatizace výroby (včetně; senzorů , měřidel a akčních členů ) a pro úsporu energie (včetně; inteligentních měřičů , invertorových kompresorů a systémů řízení osvětlení ).

Pro automobilový průmysl jsou aplikace s omezeným výkonem a omezenou velikostí ideálně vhodné pro vyhrazená komunikační rozhraní RL78 pro automobily, jako jsou CAN , LIN a IEBus , a bezkartáčová řešení stejnosměrných elektromotorů . U některých produktů jsou k dispozici tři speciální stupně maximální teploty okolí , 105 ° C (221 ° F), 125 ° C (257 ° F) a 150 ° C (302 ° F).

Dějiny

RL78 (130nm MF3 flash process) byl první nový MCU, který vzešel z nové společnosti Renesas Electronics po sloučení NEC Electronics a Renesas Technology a začlenil funkce mikrořadičů NEC 78K0R (150nm MF2 flash) a Renesas Technology R8C . Varianty jádra RL78 zahrnují jádra typu S1, S2 a S3, která se vyvinula z jádra NEC 78K0R. Základní jádro S1 podporuje 74 instrukcí, jádro S2 přidává bankovnictví registrů a podporuje 75 instrukcí, zatímco jádro S3 přidává multiplikátor / dělič / hromadnou akumulaci na čipu a podporuje 81 instrukcí.

RL78 byl vyvinut k řešení extrémně nízkého výkonu, ale vysoce integrovaných aplikací mikrokontroléru, za tímto účelem jádro nabídlo nový provozní režim s nízkým výkonem nazývaný „režim snooze“, kde lze ADC nebo sériové rozhraní naprogramovat tak, aby splňovalo specifické podmínky pro probuzení zařízení z režimu STOP s extrémně nízkým výkonem 0,52uA.

Softwarové a vývojové nástroje

RL78 Family je podporována řadou nástrojů pro vývoj hardwaru a softwaru .

Kompilátory a IDE

K dispozici je GNU Compiler Collection , Renesas CS+ (dříve CubeSuite+), Renesas e 2 studio (založené na Eclipse ) a kompilátorové a vývojové prostředí IAR Systems . IDE Renesas CS+ je zdarma k použití pouze pro ladění a podporuje standardní spustitelné soubory ELF . RL78 ABI definovaný společností Renesas je kompatibilní s kompilátory IAR V2 a vyššími.

Operační systémy v reálném čase

Co se týče operačních systémů v reálném čase , CMX Systems, Inc. CMX-RTX , Micrium, Inc. uC / OS-II a MicroC / OS-III , iTRON OS Segger mikrořadičem systémy embOS , FreeRTOS a ChibiOS / RT jsou podporovány.

Nástroje pro generování kódu

Renesas poskytuje bezplatný nástroj pro generování kódu s názvem APPLIcation LEading Tool (Applilet) .

Knihovny programování Flash ROM

Renesas poskytuje zdarma vlastní programovací knihovny; Code Flash Libraries (CFL) a Data Flash Libraries (DFL) . Pro data-flash je k dispozici také knihovna emulace EEPROM (EEL), která zvyšuje úroveň opotřebení a odolnost. K dispozici jsou různé třídy DFL a EEL, které odpovídají aplikačním potřebám, včetně standardního typu T01, typu „Tiny“ T02 a typu „Pico“ T04 (pouze DFL).

Obvodové emulátory

Několik společností poskytuje debuggery na čipu a emulátory obvodů s úplnými specifikacemi . Renesas vyrábí debuggery na čipu i třetích stran, jako jsou Lauterbach a iSystems. Renesas a iSystems dodávají emulátory obvodů s úplnými specifikacemi.

Nástroje pro programování zařízení na čipu

Programování zařízení lze dosáhnout pomocí portu ladění na čipu nebo pomocí speciálního režimu sériového programování zařízení. Renesas podporuje režim sériového programování s ladicími nástroji prostřednictvím programu Renesas Flash Programmer (RFP) a samostatných programátorů; PG-FP5 a PG-FP6 , zatímco několik třetích stran podporuje RL78 s vlastními programátory zařízení.

Varianty

RL78 Family má řadu zařízení od 20pinů s 16K Byte flash pamětí po 128pin s 512K Byte flash pamětí.

RL78/G13

RL78/G13 integruje oscilátor na čipu s přesností +/- 1%, časovač hlídacího psa , RTC , reset při zapnutí , detekce nízkého napětí, 26 kanálů 10bitového ADC, multiplikátor 16x16, dělič 32/32, I2C , CSI/SPI , UART , LIN, multifunkční pole časovačů a také vestavěná hardwarová podpora IEC 60730 . Tato kombinace prvků umožňuje návrháři systému dosáhnout vysoce výkonných (41DMIPS) systémů pracujících na velmi nízkých úrovních výkonu a za nízké náklady díky vysoké úrovni integrace v mikrokontroléru.

RL78/G12

G12 je menší verze G13 představená v roce 2012. RL78/G12 . Představeno s 20, 24 a 30-pinovými balíčky s 2 KB až 16 KB malé paměti flash, přestože poskytuje funkci G13 s integrovaným +/- 1% 24 MHz oscilátorem, resetovacím obvodem, obvodem detekce nízkého napětí, hlídacím časovačem, daty blesk s provozem na pozadí a včetně funkční bezpečnosti, na čipu s funkcí testování A/D převodníku.

Toto malé zařízení je určeno pro použití jako sub-mikrokontrolér vhodný pro použití v malých domácích spotřebičích a běžných spotřebních elektronických zařízeních.

RL78/G14

V roce 2012 byl představen přírůstek do rodiny RL78 s názvem G14 . Toto zařízení nabízí vyšší úrovně integrace se zahrnutím dalších instrukcí pro násobení a dělení a násobení a akumulaci, které jsou schopny rychlejšího zpracování než RL78/G13, 2kanálový 8bitový D/A, 2kanálový komparátor a pole časovačů, což je vhodné pro aplikace řízení motoru.

  • Multifunkční jednotka pole časovače (TAU):
  • Pole časovače s funkcí kodéru
  • Jednotka časovače (16bitová, 8 kanálů)
  • Intervalový časovač (12 bitů, 1 kanál)
  • Časovač hlídacího psa (17bitový, 1 kanál)
  • Plná funkce kalendáře v reálném čase
  • Časovač ovládání motoru (16bitový, 8 kanálů)
  • Fázový časovač (16bitový, 2kanálový)
  • I/O časovač (16bitový, 1 kanál)

RL78/I1A

Aplikačně specifická verze (ASSP) jádra RL78 byla představena v roce 2012 pro ovládání osvětlovacích systémů , toto zařízení dostalo název RL78/I1A. Specifické vlastnosti zařízení, jako jsou speciální časovače PWM, umožňují jemné stmívání, sekvenci osvětlení a regulaci teploty barev s korekcí účiníku napájecího zdroje. Kromě toho jsou k dispozici integrované komunikační funkce pro DALI , DMX512 a více senzorů a ovládání uživatelského rozhraní. Aplikace pro RL78/I1A zahrnují: automatizaci budov , ovladače LED , ovládání osvětlení, fluorescenční předřadníky , nouzové osvětlení, předřadníky HID , digitální napájecí zdroje, levné invertorové ovladače.

RL78/L12

Mikrokontrolérová řada s LCD pohonem

RL78/L12, který vstoupil do sériové výroby na začátku roku 2013, obsahuje integrovanou schopnost pohonu LCD pro 35 segmentů x 8 nebo 39 segmentů x 4. Lze povolit tři alternativní způsoby ovládání LCD displeje: dělený kondenzátor, kapacitní nabíjecí čerpadlo nebo externí dělený odpor. Pomocí metody děleného kondenzátoru lze dosáhnout nízkoenergetického pohonu LCD 0,6uA při 3V. Volitelné funkce (Seg nebo I/O) pro každý segmentový pin a pohon pro sklo i panel.

RL78/F1x

Automobilové mikrokontroléry

Zařízení RL78 F12 , F13 , F14 a F15 nahradila původní zařízení NEC 78K0R/Fx3 řadou aktualizací, včetně smrštění, vyšší rychlosti jádra (32 MHz), vylepšené možnosti ladění na čipu, nové periferie, bezpečnostní funkce a rozšířený balíček a možnosti paměti. Aplikační poznámku r01an2639ej lze použít jako vodítko při migraci z 78K0R/Fx3 na RL78/F1x.

Viz také

Reference

externí odkazy