RL78 - RL78

RL78 familie mikrokontroller
Generelle oplysninger
Lanceret 2010 ; 11 år siden ( 2010 )
Udgået nuværende
Fælles producent (er)
Ydeevne
Maks. CPU -urfrekvens 32 kHz til 40 MHz
Databredde 16
Adressebredde 20
Arkitektur og klassificering
Ansøgning Embedded ,
husholdningsapparater ,
biler
Mikroarkitektur RL78-S1 (8-bit),
RL78-S2 (16-bit),
RL78-S3 (16-bit)
Instruktionssæt RL78 familie
Instruktioner 74 (RL78-S1),
75 (RL78-S2),
81 (RL78-S3)
Fysiske specifikationer
Kerner
Historie
Forgænger 78K0R

RL78 Family er en 16-bit CPU- kerne til integrerede mikrokontroller af Renesas Electronics, der blev introduceret i 2010.

Arkitektur

Selvom det har otte 8-bit registre eller fire 16-bit registerpar, udføres stort set alle aritmetiske operationer på en enkelt akkumulator (A-registeret eller AX-registerparret). De fleste modeller har fire registerbanker, som kan vælges hurtigt.

Specialregistre består af:

  • 20-bit program counter PC
  • 16-bit stack pointer SP. Dette er altid 2-byte justeret.
  • 8-bit programstatusord PSW. Dette inkluderer et bæreflag (lånebit på subtraktion), hjælpeflag og nulflag , men ikke et negativt flag eller overløbsflag . Førstnævnte er unødvendig, da det er muligt at forgrene sig direkte til den mest betydningsfulde bit af akkumulatoren, men manglen på sidstnævnte gør underskrevne sammenligninger akavede.
  • To 4-bit segmentregistre, der beskrives nedenfor.

Dataadressering er for det meste 16-bit, med alle RAM- og specialfunktionsregistre placeret i den høje 64 KB i adresserummet (0xF0000–0xFFFFF), og dataadgang som standard til den pågældende region. Adgang til andre områder i adresserummet anvender et "ES" -prefiks, der angiver, at de fire høje adressebit i stedet skal komme fra et særligt "ekstra segment" -register.

De grundlæggende 2-operand ALU-operationer findes i følgende former:

  • A, #immediate (A ← A omgående)
  • A, register (A ← A op register)
  • register, A (register ← register op A)
  • A, addr8 (A ← A op [addr8], område begrænset til særlige funktionsregistre)
  • A, addr16 (A ← A op [addr16], ES: præfiks valgfrit)
  • A, [HL] (A ← A op [HL], ES: præfiks valgfrit)
  • A, [HL+byte] (A ← A op [HL+byte], ES: præfiks valgfrit)
  • A, [HL+B] (A ← A op [HL+B], ES: præfiks valgfrit)
  • A, [HL+C] (A ← A op [HL+C], ES: præfiks valgfrit)

Kodeadresser er derimod standard for den lave del af adresserummet, hvor ROM'en er placeret. Kontroloverførselsinstruktioner (spring og kald) tillader en 20-bit adresse at blive specificeret, mens indirekte kontroloverførsler bruger sammenkædning af en 16-bit registeradresse og et 4-bit "kodesegment" -register. I modsætning til 8086 -mikroprocessoren er der ingen separate vejledninger til nær og fjern retur; alle subrutineopkald skubber den fulde 20-bit returadresse.

Arkitekturen er konsekvent lille-endian , hvor alle multi-bytes-værdier forekommer mindst signifikante byte.

Mikroarkitekturer

RL78 Family er en akkumulatorbaseret registerbank CISC- arkitektur med 3-trins instruktions pipelining . Den har 20-bit (1 megabyte ) adresserum . Dens grundlæggende instruktionssætarkitektur efterfølges af 78K0R, som har 75 samme instruktioner ud af 80.

RL78 har tre mikroarkitekturvarianter som følger.

μ-Arch ALU Registre Instruktioner Rørledning Bemærkning Dokumenter
RL78-S3 16-bit 8 × 8-bit × 4 banker 81 (75+6) 3-trins μ-bue varianter
RL78-S2 16-bit 8 × 8-bit × 4 banker 75 3-trins
RL78-S1 8-bit 8 × 8-bit (ingen bank) 74 (75-1) 3-trins
78K0R 16-bit 8 × 8-bit × 4 banker 80 (75+5) 3-trins Direkte forgænger
Udvidet 78K/0
78K0S 8-bit 8 × 8-bit (ingen bank) 47 ingen Forenklet 78K/0
78K0 8-bit 8 × 8-bit × 4 banker 48 ingen Grundlæggende 78K/0 kerne

Ansøgninger

RL78 dækker en lang række anvendelsesområder til mekaniske systemkontroller og til brugergrænseflader .

Gruppering

RL78 Family er opdelt i nogle grupper, der har unikke navngivningsregler.

  • G1x: Til generel brug
  • L1x: Til segment LCD -kontroller
  • I1x: Hovedsageligt til industriel brug
  • F1x: Til bilbrug
  • D1x: Specielt designet til bilkunder

Anvendelseseksempler

RL78 er velegnet til forbrugerelektronik , såsom større apparater (herunder; vaskemaskiner , tørretumblere , opvaskemaskiner , køleskabe og klimaanlæg ), små apparater (herunder; elværktøj , støvsugere og kaffemaskiner ) og medicinsk udstyr (herunder; elektroniske tandbørster , blodsukkermålere , holtermonitorer ). Det bruges også til fabriksautomatiseringsinfrastruktur (herunder; sensorer , målere og aktuatorer ) og energibesparelse (herunder; intelligente målere , inverterkompressorer og belysningskontrolsystemer ).

For bilindustrien er applikationer med lav effekt og størrelse ideelt velegnede til RL78s dedikerede kommunikationsgrænseflader til biler, såsom CAN , LIN og IEBus , og børsteløse DC-elektromotorløsninger . Tre specialklasser med maksimal omgivelsestemperatur , 105 ° C (221 ° F), 125 ° C (257 ° F) og 150 ° C (302 ° F), er tilgængelige for nogle produkter.

Historie

RL78 (130nm MF3 flash -proces) var den første nye MCU, der kom fra det nye Renesas Electronics -selskab fra fusionen af ​​NEC Electronics og Renesas Technology og inkorporerede funktionerne i NEC 78K0R (150nm MF2 -flashprocessen) og Renesas Technology R8C -mikrokontrollere. RL78 -kernevarianterne omfatter kernerne af typen S1, S2 og S3, der udviklede sig fra NEC 78K0R -kernen. Den grundlæggende S1-kerne understøtter 74 instruktioner, S2-kernen tilføjer registerbankvirksomhed og understøtter 75 instruktioner, mens S3-kernen tilføjer en on-chip-multiplikator / divider / multipel-akkumulering og understøtter 81 instruktioner.

RL78 blev udviklet til at håndtere ekstremt lave strømforbrug, men meget integrerede mikrokontrollerapplikationer. Til dette formål tilbød kernen en ny driftsform med lav effekt kaldet "snooze -tilstand", hvor ADC eller seriel grænseflade kan programmeres til at opfylde specifikke betingelser for at vække enheden fra STOP -tilstanden med ekstrem lav effekt på 0,52uA.

Software og udviklingsværktøjer

RL78 Family understøttes med en række forskellige hardware- og softwareudviklingsværktøjer .

Kompilatorer og IDE'er

Den GNU Compiler Collection , Renesas CS + (tidligere CubeSuite +), Renesas e 2 studie (baseret på Eclipse ), og IAR Systems 'kompiler og udviklingsmiljø er til rådighed. Renesas CS+ IDE er gratis til brug kun til fejlfinding og understøtter standard ELF- eksekverbare filer. RL78 ABI defineret af Renesas er kompatibel med IAR's V2 og højere kompilatorer.

Realtids operativsystemer

Hvad angår realtidsoperativsystemer , CMX Systems, Inc.s CMX-RTX , Micrium, Inc.s μC/OS-II og MicroC/OS-III , ITRON OS Segger Microcontroller Systems ' embOS , FreeRTOS og ChibiOS/RT understøttes.

Kodegenererende værktøjer

Renesas tilbyder et gratis kodegenererende værktøj ved navn APPLIcation LEading Tool (Applilet) .

Flash ROM programmeringsbiblioteker

Renesas tilbyder gratis selvprogrammerende biblioteker; Code Flash Libraries (CFL) og Data Flash Libraries (DFL) . Et EEPROM-emuleringsbibliotek (EEL) er også tilgængeligt til datablitzen for at tilføre slidudjævning og robusthed. Der findes forskellige klasser af DFL og EEL, der matcher applikationsbehov, herunder standard T01, "Tiny" T02 type og "Pico" T04 type (kun DFL).

In-circuit emulatorer

Flere virksomheder leverer on-chip debuggere og fuldspecifikke in-circuit emulatorer . Renesas laver on-chip debuggere samt tredjeparter, såsom Lauterbach og iSystems. Renesas og iSystems leverer fuldspecifikke in-circuit emulatorer.

On-chip enheds programmeringsværktøjer

Enhedsprogrammering kan opnås ved at bruge on-chip- fejlfindingsporten eller ved at bruge enhedernes særlige serielle programmeringstilstand. Renesas understøtter den serielle programmeringstilstand med fejlfindingsværktøjer via Renesas Flash Programmer (RFP) og de enkeltstående programmerere; PG-FP5 og PG-FP6 , mens flere tredjeparter understøtter RL78 med deres egne enhedsprogrammører.

Varianter

RL78 Family har en række enheder fra 20pin med 16K Byte flashhukommelse til 128pin med 512K Byte flashhukommelse.

RL78/G13

RL78/G13 integrerer en +/- 1% nøjagtighed på chip-oscillator, vagthund-timer , RTC , reset ved start , lavspændingsdetektering, 26 kanaler med 10 bit ADC, 16x16 multiplikator, 32/32 divider, I2C , CSI/SPI , UART , LIN, multi-function timer array og også indbygget IEC 60730 sikkerhedsunderstøttelse i hardware. Denne kombination af elementer gør det muligt for systemdesigneren at opnå systemer med høj ydeevne (41DMIPS), der fungerer ved meget lave effektniveauer og til lave omkostninger på grund af det høje integrationsniveau i mikrokontrolleren.

RL78/G12

G12 er en mindre version af G13 introduceret i 2012. RL78/G12 . Præsenteret med 20, 24 og 30-pins pakker med 2 KB til 16 KB lille flash-hukommelse, selvom den giver G13-funktionaliteten med integreret +/- 1% 24 MHz oscillator, nulstillingskredsløb, et lavspændingsdetekteringskredsløb, vagthund timer, data flash med baggrundsdrift, og inklusive funktionel sikkerhed, on-chip med A/D converter test funktion.

Denne lille enhed er beregnet til brug som en sub-mikrokontroller, der er egnet til brug som i små husholdningsapparater og almindelige forbrugerelektroniske enheder.

RL78/G14

I 2012 blev der tilføjet en tilføjelse til RL78 -familien kaldet G14 . Denne enhed tilbyder højere integrationsniveauer med inkludering af yderligere multiplikations- og opdelings- og multiplikationsinstruktioner, der er i stand til hurtigere behandling end RL78/G13, 2-kanals 8-bit D/A, 2-kanals komparator og timer-array, hvilket gør den velegnet til motorstyringsapplikationer.

  • Multifunktionel timer-array-enhed (TAU):
  • Timer array med encoder funktion
  • Timer array-enhed (16-bit, 8 kanaler)
  • Interval timer (12 bit, 1 ch)
  • Watchdog timer (17-bit, 1 ch)
  • Fuld realtidskalenderfunktion
  • Motorstyringstimer (16-bit, 8 kanaler)
  • Fasetimer (16-bit, 2 kanaler)
  • I/O-timer (16-bit, 1 ch)

RL78/I1A

En applikationsspecifik version (ASSP) af RL78 -kernen blev introduceret i 2012 til styring af belysningssystemer , denne enhed blev navngivet RL78/I1A. Specifikke funktioner i enheden, såsom specielle PWM -timere, muliggør fin dæmpning, belysningssekvens og farvetemperaturregulering med effektfaktorkorrektion af strømforsyningen. Derudover er integrerede kommunikationsfunktioner til DALI , DMX512 og flere sensor- og brugergrænsefladekontroller til rådighed. Ansøgninger til RL78/I1A omfatter: bygningsautomatisering , LED-drivere , belysningskontroller, lysstofrør , nødbelysning, HID- forkoblinger, digitale strømforsyninger, billige inverterstyringer.

RL78/L12

Mikrocontroller -serie med LCD -drev

RL78/L12 startede masseproduktion i begyndelsen af ​​2013 og har integreret LCD -drevkapacitet til 35 segmenter x 8 eller 39 segmenter x 4. Tre alternative LCD -drevmetoder kan aktiveres: delt kondensator, kapacitiv ladningspumpe eller ekstern splitmodstand. Med metoden med delt kondensator kan et laveffekt LCD -drev på 0,6uA ved 3V opnås. Valgbare funktioner (Seg eller I/O) for hver segmentpind og drev til både glas og panel.

RL78/F1x

Automotive mikrokontrollere

RL78 F12 , F13 , F14 , & F15- enhederne erstattede de originale NEC 78K0R/Fx3- enheder med mange opdateringer, herunder krympning, hurtigere kernehastighed (32MHz), forbedret on-chip-fejlfindingskapacitet, nye periferiudstyr, sikkerhedsfunktioner og udvidet pakke og hukommelsesmuligheder. Ansøgningsnotat r01an2639ej kan bruges som vejledning ved migrering fra 78K0R/Fx3 til RL78/F1x.

Se også

Referencer

eksterne links