瑞萨电子RL78 MCU简介
瑞萨电子16位RL78族嵌入式微操控器将先进的低功耗技能和超卓的功用集于一身，这是因为它选用了先进的电源办理体系，可促进高效运用电源，延伸便携式运用的电池运用寿命。RL78族MCU十分合适多个方针商场的各种不同的运用开发，例如家用电器、小型电器、工业和楼宇自动化、家用医疗确诊设备、个人医疗保健设备和消费型电子产品。与同类微操控器比较，RL78 MCU具有更高的能效和更长的电池运用寿命，因而为物联网(IoT)传感器体系供给了抱负的渠道，能够在更接近网络边际的方位进行数据和信号处理，然后削减推迟，完结实时陈述。
RL78 MCU要害特性概述：
• 真实的低功耗作业，在待机-Stop形式下的功耗低至0.23μA，供给三种低功耗作业形式，以便到达最高效的能耗水平，最大程度地延伸电池运用寿命。
• 高处理功用，RL78/G14可在32MHz的频率下供给高达51.2 DMIPS的功用。
• 广泛的可扩展性，供给超越1000种器材，10至128个引脚封装，以及1 KB至512 KB的闪存。
• 内置的片上外设功用，可下降总体系本钱，消除空间约束。
• 超卓的质量、可靠性和安全性，契合UL/IEC 60730规范。
瑞萨电子供给全面的生态体系，包含开发东西、处理方案套件、在线资源和合作伙伴网络，帮忙客户最大程度地下降规划和开发本钱，加速产品上市时刻。
可下降能耗的真实的低功耗元器材
RL78族产品首要通过两种办法供给真实的低功耗：下降MCU自身的能耗;帮忙完结终端体系的更高效能源办理。
瑞萨电子RL78 MCU在待机-Stop形式下(在Stop形式下，没有时钟作业，RAM内容保存)仅有0.23μA的超低功耗，而在CPU运转形式下，在运转NOP指令和发生144μA/MHz作业电流时，仍能到达66μA/MHz的低功耗。因而，它在32MHz的作业频率下能够供给高达51.2 DMIP的功用，一起坚持高能效。RL78族产品的功用远高于市面上的其他8位和16位微操控器。
RL78 MCU具有能源办理体系，可进一步促进高效运用电源，这一点关于延伸便携式运用的电池运用寿命至关重要。因为RL78 MCU自身的功耗不高，运用+3V电源且启用全部外设时，在32MHz的作业频率下，其功耗一般低于20毫瓦，因而它很简略到达电器职业的待机功率要求，即从沟通线路获取的功率小于100毫瓦。当处于任一种低功耗作业形式(Snooze、Halt和Stop)下时，RL78 MCU的功耗能够进一步下降，通过禁用CPU和未运用的外设，能够最大极限地延伸电池运用寿命。
最大程度延伸电池运用寿命的要害要素之一是保证CPU尽或许处于闲暇情况，而且在活动情况下时具有灵活性，尽或许进步作业效率。在CPU Run形式下，当不需要最高功用时，RL78的内部振荡器乃至能够向下扩展到更低的频率，以节约MCU电流耗费。Halt形式会暂停CPU处理，但答应全部外设运转。这种形式会坚持进入Halt形式前正在运转的体系时钟情况，让CPU能够快速从头恢复作业，无需等候体系时钟发动。与CPU运转时比较，Halt形式能够节约多达80%的MCU总电流。在Stop形式下，看门狗守时器和电压检测器(例如上电复位(POR)电路)均在保存全部RAM数据的情况下作业，而体系仅耗费0.53μA电流(典型值)。此外，15kHz低速时钟和32kHz次级时钟仍能运转，支撑日期/时刻实时计数器、LCD操控器驱动器升压电路以及守时事情的8位或12位距离守时器运转。全部这些低功耗外设都可在Stop形式下运用，总耗费电流不超越1微安。
RL78添加了一种特别的低功耗形式，称为Snooze形式，前几代低功耗MCU中都没有这种形式。Snooze形式答应串行通讯和ADC转换器通过高速内部振荡器时钟从Stop形式发动，而无需给CPU时钟守时。因而，Snooze形式与Halt形式相似，在数据收集之前都无需CPU介入，然后节约了电流耗费。这种形式十分合适电池供电体系，因为它能够显着地进步电池运用寿命。
图 1. RL78供给三种低功耗作业形式，以最大极限延伸电池运用寿命
超卓的功用支撑在网络边际进行更多数据处理
RL78 MCU供给无与伦比的功耗功用比。RL78运用通过优化的16位CPU，选用哈佛架构，为RAM、操控寄存器和外设供给彻底的16位数据总线。此外，还供给三级管道，可在单个处理器内完结指令级并行处理。86%的指令均可在一个或两个时钟周期内履行，最大时钟速度可到达32MHz。这种高功用在Dhrystone基准测验中的测验成果为1.6 DMIPS/MHz，也就是说，在32MHz频率下的处理功用大约为51.2 DMIP。RL78族产品还供给同类产品中最大的作业电压规模：1.6V至5.5V。
别的，RL78 MCU为乘法、乘积累加、除法函数供给硬件支撑。乘法和乘积累加运算分别在一个或两个周期内履行。凭借多达四个独立的DMA通道，它可在两个时钟周期内涵RAM内存和外设之间进行数据传输。可是，部分RL78 MCU产品群具有DTC(数据传输操控)功用，可为外设数据传输功用供给更高的灵活性和更多的通道。
许多可选器材供给可扩展性
瑞萨电子RL78族产品供给的MCU产品线是职业界最广泛的MCU产品线之一，共有超越1000种器材，具有10至128个引脚之间的17种不同的引脚数，供给1KB至512KB的闪存。G系列类型选用了通用型MCU，L系列的MCU则供给LCD操控器驱动器功用。F系列可满意轿车运用需求。I系列则可满意工业运用需求，例如照明、计量或检测。规划人员可在同一系列产品中，从最小代码闪存容量轻松扩展至最大代码闪存容量，能够通过迁移至更大引脚数器材，轻松地添加更多的I/O和功用，而无需从头编写曾经编写和调试的代码驱动程序。软件代码能够在整个RL78族产品中重复运用。例如，在小引脚数RL78 MCU上运转的任何内部集成电路总线(I2C)、通用异步接收器/收发器(UART)或模数转换器(ADC)驱动软件无需通过代码更改，即可在大引脚数的器材上运用，乃至可在不同RL78系列类型之间通用。此外，I/O端口引脚和外设功用引脚可从最小引脚数扩展至最大引脚数，一起跟着引脚数添加，坚持逻辑端口引脚编号，坚持相同次序方位的外设引脚物理PCB布局。
另一方面，凭借RL78的外设I/O重定向寄存器(PIOR)功用，规划人员能够将物理引脚衔接从头映射到选定外设，然后优化外设引脚功用。因为布局或外设引脚同享约束，现有的外设I/O分配或许呈现抵触。在这种情况下，PIOR能够通过削减引脚上的功用瓶颈，来优化外设引脚功用。
运用更强壮的MCU来下降体系本钱
RL78 MCU完结了高度集成，而且内置了高档外设，通过选用以下片上元器材消除了外部元器材，然后下降体系本钱：
• 高速体系振荡器，频率精确度为±1%，带有校准寄存器。
• 看门狗守时器。
• 低电压检测复位电路。
• 数据闪存，用于存储用户偏好、机器参数和日志数据，因而无需外部EEPROM。RL78数据闪存支撑一百万个擦除/写入周期，与典型EEPROM的运用寿命相匹配。
• 温度传感器，量程为-40℃至+85℃。
• 多电源接口。
图 2. RL78 MCU在芯片内部集成了更多的外设功用，下降了总本钱，而且削减了元器材占用空间
内置质量和安全性
RL78 MCU具有多种安全功用，能够保证器材正常作业，增强体系可靠性。
RL78 MCU为存储在闪存中的软件代码和数据供给“一直敞开”维护。RL78闪存选用通过验证的130纳米闪存单元结构，可完结最低功耗纠错编码(ECC)，在每个32位闪存上进行38位编码。假如闪存的修正情况超出了ECC纠错的才能，RL78 CRC(循环冗余校验码)功用模块可辨认严重过错，让软件能够即时做出反响，安全地封闭MCU。
此外，RL78闪存支撑片上调试(OCD)功用，该功用可供给暗码维护，避免黑客对客户运用程序代码进行反向工程。可是，供给正确暗码的授权用户能够查看代码闪存以获取修订版本号，或许承认自编程代码更改。
关于外部RL78闪存编程，能够针对不同的维护战略，设置三个独立的闪存安全位：
• 擦除维护避免闪存编程器从头映像代码和重用硬件。
• 写入维护避免选用后门办法从头映像单个1k代码块。
• 引导集群维护避免外部芯片擦除操作进行擦除，但也会依照用户代码自编程次序来操控引导加载程序操作的各个方面。
RL78 MCU选用了通过UL/IEC 60730认证的硬件模块，因而它们能够自我辨认毛病和安全封闭。此外，RL78自测库软件模块也通过了UL和IEC的认证。客户可在他们的运用体系中快速完结这些UL和IEC要求。
RL78 MCU能够在极点温度下安全作业，作业温度规模为-40℃到+105℃。
生态体系供给丰厚资源，帮忙加速产品上市时刻
瑞萨电子供给了完好的开发支撑生态体系，旨在帮忙规划人员更快速地交给体系，而且削减过错。这个生态体系包含：
• 硬件东西，例如瑞萨电子推行板;瑞萨电子入门套件;适用于RL78族产品的高功用全规范模拟器IECUBE;E1/E2和EZ-cube等片上调试器。
• 软件东西，例如IAR Embedded Workbench，它彻底支撑C和C++言语，带有MISRA C言语规矩查看东西;根据Eclipse的e2 studio IDE，为瑞萨电子MCU供给了集成开发环境;Applilet代码生成器;以及各种实时操作体系。
• 丰厚的在线资源，例如Renesas Rulz，一个在线社区，开发人员可在其间寻求同行的支撑;My Renesas，一种免费的在线订阅服务，用于文档下载和提示;Renesas Interactive，供给自订进展的在线训练课件。
图 3. 全套东西可为快速高效的开发供给支撑
RL78快速处理方案简介
快速处理方案是易于构建的参阅套件，可帮忙规划人员在许多最抢手的嵌入式体系商场上进行根据RL78的产品开发。咱们现在供给了20种快速处理方案，帮忙客户应对多个方针运用领域的开发应战和掌握机会，例如家用电器、便携式医疗和个人医疗保健处理方案、楼宇和工业自动化及消费类电子产品。
RL78快速处理方案能够处理开发人员在企图快速进行新式物联网和嵌入式运用的原型设计时面对的最具应战的规划问题。这些应战包含装备物联网传感器节点的无线功用，或许优化低功耗功用以延伸长途设备的电池运用寿命。
RL78快速处理方案可从瑞萨电子网站下载，包含用户手册、原理图、物料清单、源代码和项目文件，包含规划人员轻松方便地完结新产品原型规划所需的全部资源。
下面是RL78智能处理方案怎么加速抢手方针商场中的规划进程的实例。
RL78快速处理方案用于规划运用便携式电池的细颗粒物2.5监控设备
该快速处理方案规划参阅供给了布景文档和源代码，用于规划低本钱、低功耗的便携式设备，能够实时丈量和检测细颗粒物2.5(PM2.5)的浓度。
PM2.5颗粒物的直径小于2.5微米，大约为人体头发直径的3%。PM2.5颗粒物的天然来历包含海盐、森林火灾、花粉和霉菌。它们是天然发生的，因而很难操控，一般没有遭到监管。PM2.5颗粒物的人类来历，例如燃料焚烧、工业焚烧进程和轿车排放，它们能够进行监管。丈量和监控PM2.5水平在许多环境中至关重要，包含工业自动化、修建和农业。
该快速处理方案中的空气质量监控器选用了48引脚的RL78/L12。因为这款MCU包含片上区段LCD操控器/驱动器，因而空气质量丈量数据能够在易读的LCD显现屏上显现。4位LCD面板由12个线路驱动，包含8个段线路和4个共用线路。48引脚装备答应完结优化规划，仅留4个未运用的MCU引脚。
LCD显现屏能够指示空气质量，一起一个多彩LED能够显现相对应的空气质量等级。假如超越了预设的阈值，或许电池电压下降到2.8V以下，则会激活蜂鸣器。
RL78/L12的其他重要特性包含I/O端口、用于烟雾/微粒读数的A/D转换器、蜂鸣器、LCD操控器、Stop形式，以及适用于小型家用电器的其他特性。阈值和PM2.5浓度数据能够保存在外部EEPROM中(假如数据量小于2KB，也可保存在MCU的内部数据闪存中)。此外，DC-DC转换器IC操控电池放电，电池充电器IC操控充电，供给很低的待机功率，以最大程度延伸电池充电续航时刻。待机电流低至0.56μA。
图 4. 根据快速处理方案而规划的运用RL78 L12的PM2.5监控器的硬件原型
定论
瑞萨电子RL78族产品包含许多通用型MCU以供用户挑选，可用作各种不同运用特定规划的渠道。RL78 MCU真实完结了低功耗，在活动形式下的电流耗费为66μA/MHz至144μA/MHz，待机电流为0.5μA至0.6μA，运用低速时钟和低功耗守时器作业。它们可供给最高1.6 DMIPS/MHz的高功用，在32MHz的CPU作业频率下功用最高可达51.2 DMIP。RL78 MCU供给了广泛的可扩展性，包含在代码存储器容量和引脚数方面，一起还供给了高度的片上集成，帮忙下降体系本钱。它们供给高档硬件安全功用，以及通过UL/IEC认证的自测验软件库，以便契合UL/IEC 60730规范。丰厚的开发东西环境、第三方合作伙伴、在线资源能够帮忙体系规划人员快速精确地满意快速增长的嵌入式体系商场的需求。
另一种十分重要的资源是瑞萨电子RL78快速处理方案规划，它们能够明显加速原型开发，而且供给可下载的规划文档库。快速处理方案面向一些最抢手的嵌入式设备和物联网商场，帮忙规划人员愈加速速简略地构建紧凑的高能效体系。
责任编辑：gt
