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32-Bit-CISC-MCU-Architektur

RX-Baureihe für mehr Leistungs- und Codeeffizienz

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Renesas stellt mit der RX600-Serie Mikrocontroller auf der Basis der RX-Architektur vor. Diese Architektur bietet hinsichtlich Codeffizienz, Verarbeitungsleistung und Stromverbrauch beste Eigenschaften und ist für künftige Generationen von 32-Bit-CISC-MCUs von Renesas vorgesehen.

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Zählt die neue RX-Baureihe zu einem wichtigen Stützpfeiler für das künfitge MCU-Geschäft: Matthew Trowbridge von Renesas
Zählt die neue RX-Baureihe zu einem wichtigen Stützpfeiler für das künfitge MCU-Geschäft: Matthew Trowbridge von Renesas
( Archiv: Vogel Business Media )

Die Serie RX600 soll laut Renesas neue Maßstäbe für MCUs mit CISC-Architektur setzen. Die Bauelemente sind die ersten 32-Bit-Produkte, die auf der RX-CPU-Architektur von Renesas basieren. Sie bieten eine Taktfrequenz von bis zu 200 MHz und eine Single-Cycle-Flash-Zugriffsfrequenz von 100 MHz. Die Bemusterung ist ab dem zweiten Quartal 2009 vorgesehen.

Renesas entwickelte die RX-Familie im Hinblick auf die geänderte Nachfrage des Markts nach schnellem, leistungsfähigem On-Chip-Speicher mit hoher Kapazität sowie nach Strom sparenden MCUs, um den Anforderungen der immer komplexer und leistungsfähiger werdenden Embedded-Systeme gerecht zu werden. Durch die Einführung der RX-Familie mit skalierbarer CISC-Architektur will Renesas vom wachstumsstarken Segment der 32-Bit-Applikationen profitieren. Das Unternehmen hatte bereits im Mai 2007 die Entwicklung einer neuen Generation von CISC-Prozessorkernen angekündigt und im November 2007 den Abschluss des Designs der RX-Architektur gemeldet.

„Die RX-Familie wird zu einem wichtigen Stützpfeiler für das künftige MCU-Geschäft von Renesas“, erklärte Matthew Trowbridge, CEO bei Renesas Technology Europe, die neue Produktlinie wird unseren existierenden Bestand an 16- und 32-Bit-CISC-MCUs ergänzen und verstärken. Neben der RX600-Serie wird die RX-Familie auch die 16-Bit-Serie RX200 umfassen. Letztere zielt auf Applikationen, die auf niedrigen Stromverbrauch und hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit ausgerichtet sind.“

Aufwärtskompatibel für einfache Upgrades

Die Bausteine werden mit bis zu 4 MByte On-Chip-Flash-Speicher, bis zu 256 KByte SRAM und umfangreicher Peripherie ausgestattet. Durch die Kompatibilität zu den gegenwärtigen Renesas-Produktreihen steht Kunden eine einfache Möglichkeit zum Upgrade auf leistungsfähigere Bauelemente zur Verfügung. Renesas wird die Entwicklung und Massenproduktion seiner bestehenden 16- und 32-Bit-CISC-MCU-Familien (M16C, H8S, H8SX und R32C) fortsetzen. Diese Bauelemente decken breites Anwendungsfelder in den Bereichen Consumer, Automotive, Industrie, Büroautomation und Kommunikation ab.

(Archiv: Vogel Business Media)

Die MCUs der RX600-Serie sind für anspruchsvolle Embedded-Systems-Applikationen speziell für die Bereiche Büroautomation, digitale Consumer-Produkte, Weiße Ware, Automotive etc. bestimmt. Anwendungen dieser Art verlangen nach schneller Verarbeitungsleistung sowie der Fähigkeit, große Programme verarbeiten zu können. Die RX600-MCU-Serie bietet u.a. folgende Leistungsmerkmale:

  • Schneller, leistungsfähiger und codeffizienter RX-CPU-Core

Der RX-CPU-Core kann mit bis zu 200 MHz arbeiten. Die Harvard-Architektur mit fünfstufiger Pipeline ermöglicht die parallele Ausführung von Code-Lesezugriffen und Daten-Schreiboperationen, was eine Verarbeitungsleistung von 1,25 MIPS/MHz (Dhrystone-Benchmark 2.1) ergibt. Der optimierte Befehlssatz der CPU resultiert in einer 30-prozentigen Steigerung der Codeffizienz gegenüber aktuellen Renesas-Produkten.

  • On-Chip-Flash-Speicher für den Highspeed-Betrieb bis 100 MHz

Die RX600-Serie wird mit dem proprietären MONOS-Flash-Speicher (Metal Oxide Nitride Oxide Silicon) von Renesas ausgestattet, der mit einem Single-Cycle-Lesezugriff bis 100 MHz einen schnellen Speicherzugriff garantiert. Die hohe Lesegeschwindigkeit und die große Kapazität des Flash-Speichers (bis zu 4 MByte) ermöglichen komplexere Applikationsprogramme. Darüber hinaus sind sämtliche Chips der RX600-Serie mit einem speziellen On-Chip-Flash-Speicher ausgestattet, der bis zu 100.000 Rewrite-Zyklen garantiert und als nichtflüchtiger Datenspeicher genutzt werden kann. Dieser Flash-Bereich arbeitet mit einer BGO-Funktion (Background Operation), was die Programmierung des Flash-Speichers parallel zur Programmausführung zulässt und damit Voraussetzungen für die Datensicherung bietet.

  • On-Chip-Peripherie und Kompatibilität zu existierenden Produkten

Die neue Serie ist mit On-Chip-Peripherie (z.B. Timer, serielles Interface, A/D- und D/A-Wandler) ausgestattet, die sich in aktuellen Renesas-Produkten bereits bewährt haben. Diese Funktionen ermöglichen es, vorhandene Software ebenso einfach einzusetzen wie mit den aktuellen Produkten, was die Systementwicklungszeiten entsprechend verkürzt.

  • MCU-Entwicklungsplattform beschleunigt die Produktentwicklung

Zur Implementierung neuer SOC-Lösungen nutzt Renesas seine integrierte Plattform EXREAL. Dieses Entwicklungssystemkonzept wurde nun auch beim Design der MCU-Entwicklungsplattform angewandt. Damit sei eine zügige Entwicklung neuer Chips der RX-Familie sowie eine schnelle Produkteinführung gwährleistet.

  • Erweiterte Funktionspalette für unterschiedliche Applikationen

Eine Reihe von Funktionen lassen sich in die Bausteinen der RX600-Serie optional integrieren. Dazu zählt eine Memory Protection Unit für mehr Systemsicherheit, die regelt, ob eine bestimmte Software Zugriff auf einen reservierten Speicherbereich erhält oder nicht. Als weitere Option steht eine Gleitkomma-Einheit (FPU) mit einfacher Genauigkeit und eine DSP-Funktion zur Beschleunigung von Filteroperationen und Algorithmenberechnungen zur Verfügung. Diese Fähigkeiten sind entscheidend für die schnelle Verarbeitung von Bild- und Audiodaten.

Entwicklungsumgebung für alle Baureihen

Die Standard-Entwicklungsumgebung von Renesas „High-Performance Embedded Workshop“ unterstützt die neuen Bausteine als auch bestehende MCU-Serien. Dies vereinfacht die Migration der Softwareressourcen von aktuellen Produkten auf die MCUs mit dem neuen CPU-Core und beschleunigt die Entwicklung sowie das Debugging neuer Software.

Das erste Produkt der RX600-Serie ist für die Bemusterung ab dem zweiten Quartal 2009 vorgesehen. Darüber hinaus plant Renesas die Einführung von ASSP-Versionen der RX600-Chips, die mit gefragter Peripherie wie etwa einem USB-Modul (Host/Function), einem CAN-Interface, einem Ethernet-Modul und einem Motorsteuerungs-Timer ausgestattet sein werden.

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