Renesas Electronics, dostawca zaawansowanych rozwiązań półprzewodnikowych, ogłosił dostępność serii 32-bitowych mikrokontrolerów RX65N oraz RX651. Będą to nowe flagowe układy należące do następnej generacji rodziny RX. Serie RX65N/RX651 znajdą wiele zastosowań, na przykład w urządzeniach przemysłowych podłączonych do sieci czy też w automatyce budynkowej. Wykorzystując układy z serii RX65N/RX651, producenci systemów mogą zwiększyć wydajność swoich produktów. Jednocześnie układy te pozwalają na bezpieczne przeprogramowanie wbudowanej pamięci mikrokontrolerów za pośrednictwem sieci Ethernet, bezprzewodowej sieci WLAN lub innych sieci. To rozwiązanie ułatwia projektowanie urządzeń umożliwiających szybką zmianę ustawień maszyn czy programów sterujących, jak również wygodne zarządzanie urządzeniami uwzględniające zmieniające się potrzeby lub wymagania użytkowników końcowych.
Rozwój przemysłowego Internetu Przedmiotów (IIoT) i czwarta rewolucja przemysłowa zwiększyły zapotrzebowanie na układy zapewniające bezpieczną łączność sieciową w zakładach produkcji. Łączność sieciowa pozwala na monitorowanie stanu pracującej maszyny zarówno z terenu fabryki, jak i z zewnątrz. Umożliwia to wymianę danych i zmianę poleceń sterujących produkcją, jak również przeprogramowanie pamięci mikrokontrolera i zmianę ustawień urządzeń. Dostawcy systemów wymagają również możliwości bezpiecznej aktualizacji oprogramowania producenta lub zmiany danych we wbudowanej pamięci Flash mikrokontrolera, tak aby szybko przełączać funkcje sterujące maszyną.
Nowe serie mikrokontrolerów RX65N oraz RX651 pozwalają zmniejszyć nakład pracy potrzebny do zbudowania systemów odpowiadających potrzebom Internetu Przedmiotów i 4. rewolucji przemysłowej.
Najważniejsze cechy mikrokontrolerów z serii RX65N/RX651:
1. Proces technologiczny 40 nm zapewnia pięciokrotnie lepszą wydajność w stosunku do mocy w porównaniu z konkurencyjnymi mikrokontrolerami tej samej klasy, znacząco wydłużając czas pracy na baterii.
Projektanci systemów potrzebują mikrokontrolerów o zwiększonej wydajność energetycznej, wysokich parametrach i zaawansowanych funkcjach komunikacji. Układy takie muszą jednocześnie obsługiwać oprogramowanie pośrednie, przetwarzać dane z czujników i obsługiwać funkcje kontrolne niezbędne do obsługi łączności internetowej urządzeń zasilanych z baterii, które pracują w środowisku fabrycznym. Nowe mikrokontrolery RX65N oraz RX651 są oparte na rdzeniu RXv2 wykonanym w procesie technologicznym 40 nm, osiągając wydajność 516 punktów CoreMark. Typowy pobór prądu podczas pracy wynosi 15 mA, co oznacza wydajność 34,4 CoreMark/mA – niemal 5 razy więcej, niż w przypadku porównywalnych 32-bitowe mikrokontrolerów pracujących z zegarem 120 MHz (wyniki bazują na własnych badaniach firmy Renesas). Pamięć Flash o pojemności 1 MB oraz 256 KB pamięci RAM pozwala zmieścić całe oprogramowanie. Wbudowana pamięć wystarcza, aby pomieścić oprogramowanie pośrednie i obsłużyć połączenia sieciowe, jak również bufory. To eliminuje konieczność stosowania zewnętrznych pamięci, co oznacza mniejszy pobór mocy i tym samym dłuższy czas pracy na baterii.
2. Mikrokontrolery zapewniają wyższą wydajność i nowe funkcje, zachowując możliwości sterowania dostępne w układach poprzedniej generacji
Rdzeń RXv2 zapewnia wysoką wydajność 1,3 raza większą, niż porównywalne 32-bitowe mikrokontrolery pracujące z zegarem 120 MHz. Wysoka wydajność pozwala układom z serii RX65N oraz RX651 obsłużyć komunikację i inne funkcje wykorzystujące łączność sieciową, łącznie z typowymi operacjami na danych pomiarowych i sekwencyjną kontrolą.
Nowe serie RX65N oraz RX651 zachowują dotychczasowe możliwości komunikacji, takie jak obsługa interfejsów Ethernet, USB, CAN, UART, SPI oraz I2C dostępna w seriach RX63N oraz RX631. Dzięki niej poprzednia generacja zdobyła dużą popularność w wielu obszarach zastosowań związanych z obsługą maszyn. Nowe mikrokontrolery zawierają ponadto moduł łączności WLAN, a także interfejs hosta kart SD umożliwiający komunikację w trybie 4-bitowym. Poczwórny interfejs SPI pozwala na podłączenie pamięci Flash. Aby obsłużyć wszystkie potrzebne stosy komunikacji, w układach dostępnych jest 256 KB pamięci RAM, która może obsługiwać bufory.
Moduł szyfrujący AES i generator liczb prawdziwie losowych (TRNG) pozwalają na szyfrowanie i deszyfrowanie przesyłanych danych, zapewniając bezpieczną transmisję sieciową. Funkcja ochrony obszarów pamięci zabezpiecza określone obszary wbudowanej pamięci Flash podczas aktualizacji programów. Takie rozwiązanie chroni przed niepożądanym przeprogramowaniem układu.
Wszystkie te funkcje zapewniają bezpieczną komunikację sieciową i ochronę procesu programowania przed błędnym nadpisaniem danych. Dzięki temu twórcy systemu mogą otrzymywać informację zwrotną od systemów sztucznej inteligencji wykorzystujących chmurę lub rozwiązanie fog computing w celu aktualizacji ustawień urządzeń, jak również szybko sterować funkcjami poprzez przeprogramowanie urządzeń przez sieć. Możliwa jest również aktualizacja funkcji sterujących w reakcji na zmianę środowiska pracy na żądanie użytkownika.
3. Czas projektowania jest krótszy o około 20%, co oznacza szybsze wprowadzenie produktów na rynek
Opisywane mikrokontrolery zachowują wysoki stopień kompatybilności z wcześniejszymi produktami przeznaczonymi dla rodziny RX, takimi jak kompilatory i debuggery, narzędzia do generacji kodu i programatory Flash. Renesas zapewnia ponadto rozbudowane zintegrowane środowisko projektowe (IDE). Dostępne są wyczerpujące przykładowe programy, a także bogaty zestaw sterowników dostarczony przez Renesas, w tym sterowniki oparte na rozwiązaniu FIT (firmware integration technology). FIT stanowi zupełnie nowy pomysł, którego celem jest uproszczenie sterowników wbudowanych układów peryferyjnych i poprawa przenośności kodu między mikrokontrolerami RX. To rozwiązanie polega na udostępnieniu jednolitych funkcji API, które zapewniają łatwą migrację między istniejącymi układami zgodnymi z FIT. Sterowniki urządzeń oraz oprogramowanie pośrednie można łączyć. Ich wykorzystanie podczas projektowania jest wygodne dzięki przykładowym kodom źródłowym dla układów peryferyjnych, których dostarcza narzędzie do generacji kodu. Dokumentacja i wykorzystanie modułów FIT, instrukcje użytkownika, aktualizacje i inne funkcje są dostępne ze pośrednictwem narzędzi związanych z IDE, takich jak e2 studio, co zapewnia większa swobodę podczas projektowania. Wymienione rozwiązania sprawiają, że sterowniki urządzeń i oprogramowanie pośrednie można wdrożyć w krótszym czasie, zmniejszając całkowity nakład pracy na projektowanie systemu o około 20%. Przekłada się to na krótszy czas wprowadzenia produktu na rynek.
Próbki układów z serii RX65N oraz RX651 według zapowiedzi mają być dostępne w październiku. Dostępność może ulec zmianie bez zapowiedzi.
