Renesas R9A02G021 — первая группа микроконтроллеров, использующая разработанное компанией 32-битное ядро ЦП RISC-V с частотой 3,27 CoreMark/МГц, базу RV32I плюс расширения M/A/C/B, а также такие функции, как регистр монитора стека, модуль динамического прогнозирования ветвей и интерфейс отладки JTAG.
Renesas производит чипы RISC-V по крайней мере с 2022 года, такие как 64-битный микропроцессор RZ/Five и 32-битный ASSP с голосовым управлением R9A06G150. Все они были основаны на ядрах Andes RISC-V, но, поскольку компания разработала собственное 32-битное ядро, все будущие 32-битные микроконтроллеры Renesas RISC-V, скорее всего, будут оснащены собственным ядром, начиная с группы микроконтроллеров общего назначения R9A02G021.
Ключевые особенности и характеристики Renesas R9A02G021:
- Ядро RISC-V
- Архитектура набора инструкций Renesas RISC-V (инструкции RV32I + MACB + Ziscr, регистр управления и состояния (CSR) + ограждение выборки инструкций RISC-V Zifencei)
- Максимальная рабочая частота – 48 МГц
- Отладка и трассировка — поддержка внешней отладки RISC-V
- Порт отладки cJTAG
- Память и хранилище
- 16 КБ SRAM (12 КБ SRAM и 4 КБ ECC SRAM)
- 128 КБ кодовой флэш-памяти
- Флэш-память объемом 4 КБ
- 128-битный уникальный идентификатор
- Вводы/выводы и периферийные устройства
- До 42 контактов для общих портов ввода-вывода; открытый сток, входное напряжение
- 6-канальный последовательный массив (SAU) — 6х упрощенных SPI, 3х UART, 6х упрощенных I2C
- 2x I2C, 2x UART
- Приемник сигналов дистанционного управления (REMC)
- Аналоговый
- 12-битный аналого-цифровой преобразователь (ADC12)
- 2x компаратора (CMP)
- 2x 8-битных цифро-аналоговых преобразователя (DAC8)
- Датчик температуры (ТСН)
- Таймеры
- Сторожевой таймер (WDT)
- Часы реального времени (RTC)
- 8-канальный блок таймеров (TAU)
- 32-битный интервальный таймер (TML32)
- Источники синхронизации
- Внешний тактовый вход (EXTAL) – от 1 до 20 МГц
- Генератор субтактовых сигналов (SOSC) – 32,768 кГц
- Высокоскоростной встроенный генератор (HOCO) – 24/32/48 МГц
- Встроенный генератор средней скорости (MOCO) – 8 МГц
- Низкоскоростной встроенный генератор (LOCO) – 32,768 кГц
- Функция настройки часов для HOCO/MOCO/LOCO
- Встроенный генератор IWDT (15 кГц)
- Поддержка отключения по времени
- Безопасность
- Проверка четности SRAM и ошибок ECC
- Защита зоны флэш памяти
- Функция тестирования АЦП
- Схема измерения точности тактовой частоты (CAC)
- Калькулятор циклической проверки избыточностью (CRC)
- Схема обработки данных (DOC)
- Независимый сторожевой таймер (IWDT)
- Обнаружение уровня обратного чтения GPIO
- Защита от записи в регистр
- Обнаружение несанкционированного доступа к памяти
- Генератор истинных случайных чисел (TRNG)
- Управление системой и питанием
- Рабочее напряжение — VCC: от 1,6 до 5,5 В.
- Режимы низкого энергопотребления
- Контроллер событийной связи (ELC)
- Контроллер передачи данных (DTC)
- Функция ключевого прерывания (KINT)
- Сброс при включении питания
- Обнаружение низкого напряжения (LVD) с настройками напряжения
- Потребляемая мощность: 162 мкА/МГц (активная мощность), 0,3 мкА (режим ожидания), 4 мкс (пробуждение в режиме ожидания)
- Корпус
- 48-контактный HWQFN (7 мм × 7 мм, шаг 0,5 мм)
- 32-контактный HWQFN (5 мм × 5 мм, шаг 0,5 мм)
- 24-контактный HWQFN (4 мм × 4 мм, шаг 0,5 мм)
- 16-контактный WLCSP (1,99 × 1,99 мм, шаг 0,4 мм)
- Диапазон температур – от -40°C до +125°C.
FPB-R9A02G021 Плата быстрого прототипирования MCU RISC-V с разъемами Arduino
В настоящее время доступны четыре устройства в различных корпусах: от 16-контактного WLCSP до 48-контактного HWQFN. Renesas заявляет, что новые микроконтроллеры R9A02G021 полностью поддерживаются интегрированной средой разработки (IDE) e² Studio, как и другие микроконтроллеры компании, с конфигуратором кода, набором инструментов LLVM и платой быстрого прототипирования (FPB), изображенной выше. Но также поддерживаются сторонние инструменты и отладчики, включая IAR Embedded Workbench IDE с отладочным зондом I-jet и SEGGER Embedded Studio IDE с отладочными зондами J-Link и производственными программистами Flasher. Документация включает руководство пользователя FPB, руководство по началу работы, схемы, спецификацию материалов (BOM) и файлы Gerber.
Микроконтроллеры группы R9A02G021 не имеют функций, специфичных для приложений, таких как ускоритель машинного обучения или графический движок, и разработаны как устройства общего назначения для датчиков Интернета вещей, бытовой электроники, медицинских приборов, малой бытовой техники и промышленных систем. Чтобы продемонстрировать свою функциональность, компания Renesas разработала эталонный дизайн умной скороварки в рамках программы «Выигрышные комбинации».
Блок-схема умной скороварки на базе R9A02G021 и других чипов Renesas
Когда мы впервые прочитали новости, мы подумали, что поставщикам IP, таким как Arm или Andes, придется нелегко в будущем, поскольку крупные производители полупроводников будут разрабатывать свои собственные ядра RISC-V и связанные с ними IP, в то время как более мелкие компании могут использовать существующие RISC-V. V ядро с открытым исходным кодом. Таким образом, через несколько лет большинство микроконтроллеров могут быть основаны на RISC-V, тогда как процессоры приложений RISC-V будут набирать обороты позже из-за более крупной экосистемы программного обеспечения, требующей больше работы. Наша идея заключалась в том, что, возможно, через пять лет микроконтроллеры RISC-V будут доминировать, а процессоры приложений RISC-V через 10 лет, и такая компания, как Arm, вероятно, пострадает, если не сможет предложить пользователям достойной альтернативы.
Но мы, возможно, были слишком оптимистичны в отношении сроков внедрения RISC-V, поскольку в пресс-релизе Renesas цитируется «The Microcontroller Market Monitor, 2024 Q1 Edition, Yole Intelligence», а их аналитик ожидает, что «к концу 2029 года доля RISC-V на общем рынке микроконтроллеров достигнет 10%».
Некоторые микроконтроллеры Renesas R9A02G021 уже доступны, например, R9A02G0214CNK (24-контактный корпус) продается по цене 1,27 доллара за штуку при заказе 4,9 тысяч заказов. Плату для быстрого прототипирования также можно приобрести уже сейчас за 17,29 долларов США. Более подробную информацию можно найти на странице продукта.
Выражаем свою благодарность источнику из которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.
Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.