RL78 - RL78

Микроконтроллеры семейства RL78
Общая информация
Запущен 2010 ; 11 лет назад ( 2010 )
Снято с производства Текущий
Общий производитель (и)
Представление
Максимум. Тактовая частота процессора От 32 кГц до 40 МГц
Ширина данных 16
Ширина адреса 20
Архитектура и классификация
заявка Встраиваемая ,
бытовая ,
автомобильная
Микроархитектура RL78-S1 (8 бит),
RL78-S2 (16 бит),
RL78-S3 (16 бит)
Набор инструкций Семья RL78
инструкции 74 (RL78-S1),
75 (RL78-S2),
81 (RL78-S3)
Физические характеристики
Ядра
История
Предшественник 78K0R

RL78 Семья является 16-битным процессором ядром для встраиваемых микроконтроллеров от Renesas Electronics , введенных в 2010 году.

Архитектура

Хотя он имеет восемь 8-битных регистров или четыре пары 16-битных регистров, по существу все арифметические операции выполняются в одном аккумуляторе (регистре A или паре регистров AX). Большинство моделей имеют четыре банка регистров, которые можно быстро выбрать.

Регистры специального назначения состоят из:

Адресация данных в основном 16-битная, все регистры ОЗУ и специальных функций расположены в верхних 64 КБ адресного пространства (0xF0000–0xFFFFF), а доступ к данным по умолчанию осуществляется в этой области. Для доступа к другим областям адресного пространства используется префиксный код операции «ES», указывающий на то, что четыре старших бита адреса должны поступать из специального регистра «дополнительного сегмента».

Основные операции ALU с двумя операндами имеют следующие формы:

  • A, #immediate (A ← A op немедленная)
  • A, регистр (A ← Операционный регистр)
  • регистр, A (регистр ← регистр op A)
  • A, addr8 (A ← A op [addr8], диапазон ограничен регистрами специальных функций)
  • A, addr16 (A ← A op [addr16], ES: префикс необязательный)
  • A, [HL] (A ← A op [HL], ES: префикс необязательный)
  • A, [HL + байт] (A ← A op [HL + байт], ES: необязательный префикс)
  • A, [HL + B] (A ← A op [HL + B], ES: префикс необязательный)
  • A, [HL + C] (A ← A op [HL + C], ES: префикс необязательный)

Кодовые адреса, напротив, по умолчанию относятся к нижней части адресного пространства, где находится ПЗУ. Команды передачи управления (переход и вызов) позволяют указать 20-битный адрес, в то время как косвенные передачи управления используют конкатенацию 16-битного адреса регистра и 4-битного регистра «сегмента кода». В отличие от микропроцессора 8086 , здесь нет отдельных команд возврата на ближний и дальний расстояния; все вызовы подпрограмм выдвигают полный 20-битный адрес возврата.

Архитектура является последовательной с прямым порядком байтов , при этом все многобайтовые значения оказываются младшим значащим байтом.

Микроархитектуры

RL78 Family является аккумулятором на основе регистров банка CISC архитектуры с 3-ступенчатой инструкцией конвейерной . Имеет 20-битный (1 мегабайт ) адресного пространства . Его базовая архитектура набора команд является преемником 78K0R, который имеет 75 таких же инструкций из 80.

RL78 имеет три следующих варианта микроархитектуры .

μ-арка ALU Регистры инструкции Трубопровод Замечание Документы
RL78-S3 16 бит 8 × 8-битных × 4 банка 81 (75 + 6) 3-х ступенчатый Варианты μ-дуги
RL78-S2 16 бит 8 × 8-битных × 4 банка 75 3-х ступенчатый
RL78-S1 8-битный 8 × 8 бит (без банка) 74 (75-1) 3-х ступенчатый
78K0R 16 бит 8 × 8-битных × 4 банка 80 (75 + 5) 3-х ступенчатый Прямой предшественник
Extended 78K / 0
78K0S 8-битный 8 × 8 бит (без банка) 47 никто Упрощенное 78K / 0
78K0 8-битный 8 × 8-битных × 4 банка 48 никто Базовое ядро ​​78K / 0

Приложения

RL78 охватывает широкий спектр областей применения для управления механическими системами и пользовательских интерфейсов .

Группировка

Семейство RL78 разделено на несколько групп, для которых действуют уникальные правила наименования.

  • G1x: для общего использования
  • L1x: для управления сегментным ЖК-дисплеем
  • I1x: в основном для промышленного использования
  • F1x: для использования в автомобилях
  • D1x: Специально разработан только для клиентов автомобильной отрасли

Примеры применения

RL78 подходит для бытовой электроники , такой как крупная бытовая техника (в том числе; стиральные машины , сушилки для одежды , посудомоечные машины , холодильники и кондиционеры ), мелкая бытовая техника (в том числе; электроинструменты , пылесосы и кофеварки ) и медицинские устройства (в том числе; электронные зубные щетки , глюкометры , Суточное мониторирование ЭКГ ). Он также используется для инфраструктуры автоматизации производства (включая датчики , датчики и исполнительные механизмы ) и энергосбережения (включая интеллектуальные счетчики , инверторные компрессоры и системы управления освещением ).

Для автомобильной промышленности маломощные и ограниченные по размеру приложения идеально подходят для специализированных автомобильных интерфейсов связи RL78, таких как CAN , LIN и IEBus , а также решений для бесщеточных электродвигателей постоянного тока . Для некоторых продуктов доступны три специальных класса максимальной температуры окружающей среды : 105 ° C (221 ° F), 125 ° C (257 ° F) и 150 ° C (302 ° F).

История

RL78 (130-нм процесс MF3-флеш-памяти) был первым новым микроконтроллером, который появился в новой компании Renesas Electronics в результате слияния NEC Electronics и Renesas Technology и включил в себя функции микроконтроллеров NEC 78K0R (150-нм MF2-флеш-процесс) и микроконтроллеров Renesas Technology R8C . Варианты ядра RL78 включают ядра типа S1, S2 и S3, которые произошли от ядра NEC 78K0R. Базовое ядро ​​S1 поддерживает 74 инструкции, ядро ​​S2 добавляет банк регистров и поддерживает 75 инструкций, в то время как ядро ​​S3 добавляет встроенный умножитель / делитель / множественное накопление и поддерживает 81 инструкцию.

RL78 был разработан для работы с приложениями микроконтроллеров с чрезвычайно низким энергопотреблением, но с высокой степенью интеграции, с этой целью ядро ​​предлагало новый режим работы с низким энергопотреблением, называемый «режим повтора сигнала», в котором АЦП или последовательный интерфейс можно запрограммировать в соответствии с конкретными условиями для пробуждения устройства. из режима STOP с крайне низким энергопотреблением 0,52 мкА.

Программное обеспечение и инструменты разработки

Семейство RL78 поддерживается различными инструментами разработки аппаратного и программного обеспечения.

Компиляторы и IDE

Доступны GNU Compiler Collection , Renesas CS + (ранее CubeSuite +), Renesas e 2 studio (на основе Eclipse ), а также компилятор и среда разработки IAR Systems . Renesas CS + IDE бесплатна только для отладки и поддерживает стандартные исполняемые файлы ELF . ABI RL78, определенный Renesas, совместим с компиляторами IAR V2 и выше.

Операционные системы реального времени

Что касается операционных систем реального времени , CMX Systems, Inc. в CMX-RTX , Micrium, Инк мкКл / OS-II и MicroC / OS-III , ITRON OS Segger микроконтроллерных систем embOS , FreeRTOS и chibios / rt поддерживаются.

Инструменты генерации кода

Renesas предоставляет бесплатный инструмент для создания кода под названием APPLIcation LEading Tool (Applilet) .

Библиотеки программирования Flash ROM

Renesas предоставляет бесплатные библиотеки для самостоятельного программирования; Библиотеки флэш-кода (CFL) и библиотеки флэш-памяти данных (DFL) . EEPROM Эмуляция библиотека (EEL) также доступна для данных флэш добавить выравнивания износа и надежности. Доступны различные классы DFL и EEL для соответствия потребностям приложений, включая стандартный тип T01, тип «Tiny» T02 и тип «Pico» T04 (только DFL).

Внутрисхемные эмуляторы

Некоторые компании предоставляют встроенные отладчики и внутрисхемные эмуляторы с полной спецификацией . Renesas производит как встроенные отладчики, так и сторонние отладчики, такие как Lauterbach и iSystems. Renesas и iSystems поставляют полнофункциональные внутрисхемные эмуляторы.

Встроенные инструменты программирования устройств

Программирование устройства может быть достигнуто с использованием порта отладки на кристалле или с помощью специального режима последовательного программирования устройств. Renesas поддерживает режим последовательного программирования с инструментами отладки через Renesas Flash Programmer (RFP) и автономных программистов; PG-FP5 и PG-FP6 , в то время как несколько сторонних производителей поддерживают RL78 с помощью собственных программаторов устройств.

Варианты

Семейство RL78 включает в себя ряд устройств от 20-контактных с флэш-памятью 16 Кбайт до 128-контактных с флэш-памятью 512 Кбайт.

RL78 / G13

RL78 / G13 включает встроенный генератор с точностью +/- 1%, сторожевой таймер , RTC , сброс при включении , обнаружение низкого напряжения, 26 каналов 10-битного АЦП, множитель 16x16, делитель 32/32, I2C , CSI / SPI , UART , LIN, массив многофункциональных таймеров, а также встроенная аппаратная поддержка безопасности IEC 60730 . Эта комбинация элементов позволяет разработчику системы достигать высокопроизводительных (41DMIPS) систем, работающих при очень низких уровнях мощности и с низкими затратами из-за высокого уровня интеграции в микроконтроллер.

RL78 / G12

G12 - это уменьшенная версия G13, представленная в 2012 году. RL78 / G12 . Поставляется с 20, 24 и 30-контактными корпусами с флэш-памятью небольшого размера от 2 до 16 КБ, хотя и обеспечивает функциональность G13 со встроенным генератором +/- 1% 24 МГц, схемой сброса, схемой обнаружения низкого напряжения, сторожевым таймером, данными вспышка в фоновом режиме, включая функциональную безопасность, на кристалле с функцией тестирования аналого-цифрового преобразователя.

Это небольшое устройство предназначено для использования в качестве суб-микроконтроллера, подходящего для использования как в небольших бытовых приборах, так и в обычных бытовых электронных устройствах.

RL78 / G14

В 2012 году было представлено дополнение к семейству RL78, получившее название G14 . Это устройство предлагает более высокий уровень интеграции с включением дополнительных инструкций умножения и деления и умножения-накопления, способных выполнять более быструю обработку, чем RL78 / G13, 2-канальный 8-битный ЦАП, 2-канальный компаратор и массив таймеров, что делает его пригодным для приложения для управления двигателем.

  • Многофункциональный таймерный массив (TAU):
  • Массив таймеров с функцией кодировщика
  • Блок таймера (16 бит, 8 каналов)
  • Интервальный таймер (12 бит, 1 канал)
  • Сторожевой таймер (17 бит, 1 канал)
  • Полная функция календаря в реальном времени
  • Таймер управления двигателем (16 бит, 8 каналов)
  • Фазовый таймер (16 бит, 2 канала)
  • Таймер ввода / вывода (16 бит, 1 канал)

RL78 / I1A

В 2012 году была представлена ​​прикладная версия ядра RL78 (ASSP) для управления системами освещения , это устройство было названо RL78 / I1A. Особые функции устройства, такие как специальные таймеры PWM, позволяют точно регулировать яркость, последовательность освещения и цветовую температуру с коррекцией коэффициента мощности источника питания. Кроме того, предусмотрены интегрированные функции связи для DALI , DMX512 и управления несколькими датчиками и пользовательским интерфейсом. Приложения для RL78 / I1A включают в себя: автоматизацию зданий , драйверы светодиодов , управление освещением, люминесцентные балласты , аварийное освещение, балласты HID , цифровые источники питания, недорогие устройства управления инверторами.

RL78 / L12

Серия микроконтроллеров с ЖК- приводом

Вступив в массовое производство в начале 2013 года, RL78 / L12 включает встроенную возможность управления ЖК-дисплеем для 35 сегментов x 8 или 39 сегментов x 4. Можно использовать три альтернативных метода управления ЖК-дисплеем: разделенный конденсатор, емкостная накачка заряда или внешний разделенный резистор. С помощью метода разделенных конденсаторов можно получить маломощный ЖК-привод 0,6 мкА при 3 В. Выбираемые функции (сегмент или ввод / вывод) для каждого штифта сегмента и привод для стекла и панели.

RL78 / F1x

Автомобильные микроконтроллеры

Устройства RL78 F12 , F13 , F14 и F15 заменили оригинальные устройства NEC 78K0R / Fx3 множеством обновлений, включая уменьшение размеров кристалла, более высокую скорость ядра (32 МГц), улучшенные возможности отладки на кристалле, новые периферийные устройства, функции безопасности и расширенный пакет и варианты памяти. Примечание по применению r01an2639ej можно использовать в качестве руководства при переходе с 78K0R / Fx3 на RL78 / F1x.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки