Сверхэкономичные 16-разрядные микроконтроллеры Renesas

16-разрядный быстродействующий микроконтроллер с потреб¬лением в активном режиме менее 1 мВт — возможно ли это? Компания Renesas утверждает — да, не только возможно, но и реализовано в новой серии 16-разрядных микроконтроллеров Н8/300Н SLP со сверхнизким энергопотреблением.
    Тенденции развития современного рынка микроконтроллеров (МК) направлены на предоставление разработчику микросхем с большей произ¬водительностью, широким спектром встраиваемой периферии и низким энергопотреблением. Компания Renesas разработала на основе 16-разрядного ядра H8/300H серию Микроконтроллеров H8/300H SLP (Super Low Power) для новейших микропроцессорных систем, где требуется сверхнизкое энергопотреб¬ление. Особенность новой серии в том, что МК работают при напряже¬нии питания до 1,8 В со сверхнизким потреблением мощности.(см табл.1)
    Предусмотрены 8 энергосберегаю¬щих режимов — вариации активно¬го, дежурного и ждущего режима с возможностью понижения частоты тактового генератора, что позволяет оптимизировать потребление энергии выбором наиболее подходящего режима работы МК.       Потребление в рабочем режиме при напряжении питания 1,8 В и тактовой частоте 1 МГц — не более 900 мкВт, а сверхнизкое потребление — 0,9 мкВт при питании 1,8 В и тактовой частоте 32 кГц — достигается переключением МК в дежурный режим, при котором происходит остановка ядра, но включенная периферия продолжает работать. При переключении МК и ждущий режим активна только сторо¬жевая функция, позволяющая остав¬лять МК в этом режиме с потребле¬нием всего 0,18 мкВт до тех пор, пока не будут выполнены условия, при которых необходимо включение МК, без необходимости периодического «пробуждения» и проверки состояния входных линий. Сочетание сверхнизкого потреб¬ления и высокопроизводительного 16-разрядного CISC-ядра H8/300H, совместимого на уровне программно¬го кода «снизу вверх» с 8-разрядными микроконтроллерами, делает микроконтроллеры ]18/3001I SLP удачными для широкого круга применения, особенно — для приборов с автономным или ограниченным по мощности питанием. Главными облас¬тями применения новой серии МК являются: — измерительные приборы (счет¬чики электроэнергии, воды, газа); — бытовая и вычислительная тех¬ника (холодильники, стиральные и сушильные машины, таймеры поли¬вальных установок, дистанционно обновляемые дисплеи, удаленные приводы); — системы безопасности (системы охранной и пожарной сигнализации, индикаторы дыма); — портативные медицинские при¬боры. В настоящее время в семейство H8/300H SLP входят 4 группы, разли¬чающиеся типом ПЗУ, объемом ОЗУ, набором периферии и корпусами. (см табл.2)
В будущем Renesas планиру¬ет перевести многие 8-разрядные микроконтроллеры из семейства H8/300L SLP на 16-разрядное ядро с прежней периферией и совместимостью по вы¬водам. Первыми представителями новой серии стали микроконтроллеры Н8/38076 и Н8/38086. H8/38086 являются первыми микроконтролле¬рами Renesas со встроеннsм дельта-сигма-АЦП высокой точности (14-разрядный). Максимальное напряжение на входе АЦП можно задавать и диапазоне 2,2...3,6 В, время преобра¬зования от 64,1 мкс. Помимо этого АЦП контроллер оснащен также 10-разрядным АЦП последовательного приближения. Такая периферия дает возможность применять Н8/38086 в устройствах, требующих наличия прецизионного АЦП при невысокой стоимости. МК Н8/38076 и M8/38086 осна¬щены также драйвером ЖКИ со встроенным источником питания, что исключает необходимость использова¬ния внешнего DC/DС-преобразовате¬ля, часами реального времени (RTC), 48-Кбайт ПЗУ и шиной I2C, соответс¬твующей спецификации Philips, что позволяет на одном микроконтролле¬ре реализовать полнофункциональную систему. В IV квартале 2007 г. Renesas планирует выпустить бюджетную модифицированную версию микро¬контроллера 118/38076 без встроен¬ного драйвера ЖКИ, оснащенного прежней периферией — Н8/38776. Микроконтроллеры H8/38076 и H8/38086 выпускаются в 80-выводных корпусах QFP и TQFP, а также в корпусах LGA, предназначенных для плотного монтажа. H8/38602 — микроконтрол¬леры нового подсемейства Tiny SLP — простой бюджетный вари¬ант базового МК. Они разработаны для устройств, в которых требуется высокая производительность при объ¬еме ПЗУ до 16 Кбайт (масочного и флэш-типа). Среди дополнительных функций можно отметить наличие на чипе встроенного компаратора, потребление которого и 40 меньше, чем у конкурентного MSP430 (всего 1 мкА). POR, IrDA для реализации простейшего беспроводного соедине¬ния на расстоянии прямой видимости, SPI, 1'С и встроенного генератора на 32 кГц. Применение такие МК могут найти в охранных сигнализациях, датчиках дыма. Выпускаются МК в небольшом 32-выводном корпусе QFN. Недавно компания Renesas разра¬ботала микроконтроллер Н8/38099, имеющий 16-разрядное ядро, сверхниз¬кое энергопотребление, объем ПЗУ до 128 Кбайт, драйвер ЖКИ, RTC, POR, FC, IrDA, 3 последовательных интер¬фейса. Он размещен в 100-ныводном корпусе. Поставляются образцы новых МК и отладочные наборы, а массовый выпуск запланирован на III квартал 2007 г. Целевое применение МК — портативные медицинские приборы. В качестве средств отладки МК с флэш-памятью компания Renesas предлагает универсальный внутри¬схемный эмулятор Е8. Этот эмулятор использует функции встроенного в МК отладочного интерфейса Е10Т, который используется во всех семейст¬вах II8/30QH. Эмулятор позволяет проводить внутрисхемную отладку в режиме реального времени, а также обеспечивает загрузку программ в память МК. В эмуляторах Е8 исполь¬зуется интерфейс USB с функцией plug-and-play, что позволяет легко подключать их к любому ПК, имеюще¬му интерфейс USB. Среди основных возможностей эмулятора следует от¬метить: — до 255 программных точек оста¬нова; — одна аппаратная точка останова по значению адреса и данных; — сохранение информации о 4 по¬следних переходах; — программирование внутренней флэш-памяти; — поддержка отладки во встро¬енной среде разработки (HEW), включающую в том числе, менеджер проектов, и поддержка отладочных средств Renesas. Благодаря ряду преимуществ, которыми обладают МК Renesas, и конкурентной цене изделия компа¬нии пользуются все большим спросом среди российских разработчиков. ЛИТЕРАТУРА 1. Н8 Super Low Power Series (Pro¬duct Guide). 2. US SLP News Q2 '07. 3. MS SLP Quick Reference Guide Version 3_%0. 4. www.renesas. eu. com.