Renesas RA
Renesas Advanced (RA)[1] sind 32-bit Microcontroller basierend auf Arm Cortex-M23, -M4 und M33 Prozessor-Kernen.
RA integriert Secure Element Funktionalität mit PSA-Zertifizierung[2] für sichere Internet-of-Things Geräte für unterschiedliche Anwendungen, unter anderem für Geräte der Industrie 4.0.
Geschichte
BearbeitenHardware (Mikrocontroller)
Bearbeiten- Erste Hardware steht seit Oktober 2019 zur Verfügung. Dabei handelt es sich um die RA2A1, RA4M1, RA6M1, RA6M2, RA6M3 Mikrocontroller-Gruppen.[3]
- Im Mai 2020 wurde ein Device mit BLE5.0 veröffentlicht. Es handelt sich um die RA4W1 Gruppe.[4]
- Im Oktober 2020 wurde ein Device mit Cortex-M33 Core und Arm TrustZone veröffentlicht[5] und ein applikationsspezigisches Device mit Cortex-M4 für Motor Control veröffentlicht[6]
- Im Dezember 2020 wurde ein Ultra-Low-Power Baustein mit Cortex-M23[7] und ein Baustein der Mainstream Serie mit Cortex-M33 Core veröffentlicht.[8]
- Im Januar 2021 wurde ein der Entry-Line Baustein RA2E1 veröffentlicht.[9]
- Im März 2021 wurde mit dem RA6M5 ein neues Flagship Device vorgestellt.[10]
- Im September 2021 wurden mit dem RA4E1[11] und dem RA6E1[12] die ersten hoch peformanten Entry-Line Bausteine der RA Familie eingeführt.
- Im Oktober 2021 wurde mit dem RA2E2 die RA2-Serie um einen weiteren Entry-Line Baustein erweitert.[13]
Software (Software-Paket)
Bearbeiten- v0.8.0 wurde im Oktober 2019 auf Github released.[14]
- v1.0.0 wurde im März 2020 released.
- v2.0.0 wurde Zeitgleich mit dem RA6M4 im Oktober 2020 auf Github released
- V2.2.0 wurde im Dezember 2020 auf Github veröffentlicht und unterstützt folgende Devices[15]: RA2A1, RA2L1, RA4M1, RA4M3, RA4W1, RA6M1, RA6M2, RA6M3, RA6M4, RA6T1
- V2.3.0 wurde im Januar 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA2E1, RA4M2
- V2.3.0 wurde im März 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA6M5
- V3.3.0 wurde im September 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA4E1 und RA6E1
- V3.4.0 wurde im Oktober 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA2E2
Die Mikrocontroller Serien
BearbeitenDie RA Familie besteht aus den drei Mikrocontroller-Serien RA2, RA4 und RA6
| Serie | Taktrate | Speicherdichte | Merkmale |
| RA6 | Bis zu 240 MHz | Große Speicherdichte: Bis zu 2 MB on-chip Flash, bis zu 640 KB integriertes SRAM | Für Anwendungen mit hoher Rechenleistung |
| RA4 | Bis zu 48 MHz | Mittlerer Speicherdichte:
Bis zu 256 KB on-chip Flash, bis zu 32 KB integriertes SRAM
|
Für Anwendungen mit niedriger Leistungsaufnahme und hoher Rechenleistung |
| RA2 | Bis zu 48 MHz | Optimierte Speicherdichte: Bis zu 256 KB on-chip Flash, bis zu 32 KB integriertes SRAM | Für Anwendungen mit niedriger Leistungsaufnahme |
RA2 Serien - Betriebsspannung [1.6-5.5 V] - Max. Betriebsfrequenz [48 MHz]
BearbeitenDie RA2 Mikrocontroller Serie ist auf extrem niedrige Leistungsaufnahme optimiert und bietet eine CPU-Leistung von bis zu 48 MHz mit einem Arm Cortex-M23-Kern mit bis zu 256 KB integriertem Flash-Speicher und einer einzelnen Spannungsversorgung im Bereich von 1,6 V bis 5,5 V. Mit Peripheriegeräten wie kapazitivem Touch eignet sich die RA2-Serie ideal für Systemsteuerungs- oder Benutzeroberflächenanwendungen wie Gesundheitsgeräte, Haushaltsgeräte, Bürogeräte und Messgeräte.
| Gruppe | Flash (KB) | SRAM (KB) | Anzahl Pins | Merkmale |
RA2A1Bearbeiten |
256 | 32 | 32-64 | Fünf Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48 MHz, 32-64-Pin-Gehäusen, 256 KB Flash-Speicher und 32 KB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, USB Full-Speed, 24-Bit-A/D-Umsetzer, 16-Bit-A/D-Umsetzer, Security und Safety Merkmale |
RA2L1Bearbeiten |
128-256 | 32 | 48-100 | 20 Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48 MHz, 48-100-Pin-Gehäusen, 256 KB Flash-Speicher und 32 KB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, Security und Safety Merkmale. Die Stromaufnahme beträgt 64 μA/MHz im Betrieb, 250nA im Standby mit einer Aufwachzeit von weniger als 5 µs. |
RA2E1Bearbeiten |
32-128 | 16 | 25-64 | 48 Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48 MHz, 25-64-Pin-Gehäusen, 128 KB Flash-Speicher und 16 KB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, Security und Safety Merkmale. Diese MCU Familie adressiert Kosten- und Platzsensitive Applikationen. |
RA2E2Bearbeiten |
16-64 | 8 | 16-24 | 27 Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48MHz, 16-24-Pin-Gehäusen, 64 KB Flash-Speicher und 8 kB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, Security und Safety Merkmale. Diese MCU Familie adressiert Anwendungen mit sehr niedriger Leistungsaufnahme von 81uA/MHz im aktiven und 200nA im Standby-Modus. Des Weiteren werden maximale Umgebungstemperaturen von 125°C unterstützt. |
RA4 Serien - Betriebsspannung [1.6-5.5V] - Max. Betriebsfrequenz [48-100MHz]
BearbeitenDie RA4 Serie verbindet den Bedarf an geringem Stromverbrauch mit dem Bedarf an Konnektivität und Rechenleistung. Diese Mikrocontroller bieten eine CPU-Leistung von bis zu 100 MHz mithilfe von Arm Cortex-M4 oder M33-Kernen mit bis zu 1MB integriertem Flash-Speicher. Die Serie bietet eine breite Palette an Peripherien, darunter USB, CAN, ADC, kapazitivem Touch, einen Segment-LCD-Controller und zusätzliche IP-Sicherheitsintegration. Damit eignet sie sich für Industrieanlagen, Haushaltsgeräte, Bürogeräte, Gesundheitsprodukte und Messgeräte.
| Gruppe | Flash (KB) | SRAM (KB) | Anzahl Pins | Betriebsspannung (V) | Maximale Betriebsfrequenz (MHz) | Merkmale |
RA4M1Bearbeiten |
256 | 32 | 40-100 | 1.6-5.5 | 48 | Sieben Varianten von 48 MHz-Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern, 40-100-Pin-Gehäusen, 256 KB Flash-Speicher und 32 KB SRAM, einschließlich Segment-LCD-Controller, kapazitivem Touch, USB Full-Speed, 14-Bit-A/D-Umsetzer, Security und Safety Merkmale |
RA4W1Bearbeiten |
512 | 96 | 56 | 1.8-3.6 | 48 | Bluetooth Low Energy 5.0-Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern bei 48 MHz mit 56-poligen QFN-Gehäuse, 512 KB Flash-Speicher und 96 KB SRAM, einschließlich Segment-LCD-Controller, kapazitivem Touch, USB Full-Speed, 14-Bit-A/D-Umsetzer, Security und Safety Merkmale |
RA4E1Bearbeiten |
256-512 | 128 | 48-64 | 2.7-3.6 | 100 | Vier Varianten von 100 MHz Entry-Line Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 48-64-Pin-Gehäusen, bis zu 512kB Flash-Speicher und 128 kB SRAM. |
RA4M2Bearbeiten |
256-512 | 128 | 48-100 | 2.7-3.6 | 100 | 12 Varianten von 100 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 48-100-Pin-Gehäusen, bis zu 512kB Flash-Speicher und 128 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, CAN, USB Full-Speed, Security- , Safety- und Analogfunktionalität. Dieser Baustein erreicht eine Stromaufnahme von 80uA/MHz während der CoreMark Algorithmus aus dem Flash ausgeführt wird. |
RA4M3Bearbeiten |
512-1024 | 128 | 64-144 | 2.7-3.6 | 100 | Sieben Varianten von 100 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 64-144-Pin-Gehäusen, bis zu 1MB Flash-Speicher und 128 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, CAN, USB Full-Speed, Security- , Safety- und Analogfunktionalität |
RA6 Serien - Betriebsspannung [2.7-3.6 V] - Max. Betriebsfrequenz [120-200 MHz]
BearbeitenDie RA6 Serie bietet die umfassendste Integration von Kommunikationsschnittstellen sowie das höchste Leistungsniveau. Diese Mikrocontroller beinhalten einen Arm Cortex-M4 oder Cortex-M33 Kern, einen Speicherbereich von 256 KB bis 2 MB Flash und eine CPU-Leistung von bis zu 200 MHz. Die Serie bietet die Integration von Ethernet-, USB Full-Speed- und USB High Speed-, QSPI-, Octa-SPI, CAN-FD und TFT-Bildschirmtreibern. Die RA6 Serie ist für Anwendungen wie IoT-Endpunkte, weiße Ware, Zähler und andere Industrie- und Verbraucheranwendungen geeignet. Die RA6 Serie beinhaltet ein ASSP für Motor Control.
| Gruppe | Flash (KB) | SRAM (KB) | Anzahl Pins | Maximale Betriebsfrequenz (MHz) | Merkmale |
RA6M1Bearbeiten |
512 | 256 | 64-100 | 120 | Vier Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern, 64-100-Pin-Gehäusen, 512 KB Flash-Speicher und 256 KB SRAM sowie kapazitivem Touch, CAN, USB Full-Speed, Sicherheitsfunktionen und Analogfunktionalität |
RA6M2Bearbeiten |
512-1024 | 384 | 100-145 | 120 | Sechs Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern, 100-145-Pin-Gehäusen, bis zu 1 MB Flash-Speicher und 384 KB SRAM sowie kapazitivem Touch, Ethernet-, CAN-, USB Full-Speed, Security- , Safety- und Analogfunktionalität |
RA6M3Bearbeiten |
1024-2048 | 640 | 100-176 | 120 | Zehn Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern mit 100-176-Pin-Gehäusen, bis zu 2 MB Flash-Speicher und 640 KB SRAM sowie TFT-LCD-Controller, 2D-Grafik-Engine und kapazitivem Touch, Ethernet, CAN, USB, Security- , Safety- und Analogfunktionalität |
RA6E1Bearbeiten |
512-1024 | 256 | 48-100 | 200 | Sechs Varianten von 200 MHz Entry-Line Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 48-100-Pin-Gehäusen, bis zu 1MB Flash-Speicher und 256kB SRAM. |
RA6M4Bearbeiten |
512-1024 | 256 | 64-144 | 200 | Neun Varianten von 200 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 64-144-Pin-Gehäusen, bis zu 1MB Flash-Speicher und 256 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, Ethernet, CAN, USB Full-Speed, OctaSPI, Security- , Safety- und Analogfunktionalität |
RA6M5Bearbeiten |
1024 - 2048 | 512 | 100-176 | 200 | 20 Varianten von 200 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 100-176-Pin-Gehäusen, bis zu 2MB Flash-Speicher und 512 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, Ethernet, CAN FD, USB High-Speed und Full-Speed, OctaSPI, Security- , Safety- und Analogfunktionalität. Die RA6M5 Gruppe komplimentiert die Renesas RA Mainstream Serie und ist das neue Flagship Device. |
RA6T1Bearbeiten |
256-512 | 64 | 64-100 | 120 | Vier Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern mit 64-100-Pin-Gehäusen, bis zu 512 KB Flash-Speicher und 64 KB SRAM sowie applikationsspezifische Funktionalität für Motor Control |
Software
BearbeitenFlexible software package
BearbeitenDas RA Flexible Software Package (FSP) beinhaltet Treiber für alle Peripherieelemente der RA Mikrocontroller, das FreeRTOS und Azure RTOS Echtzeitbetriebssystem, Middleware-Stacks, und definierte APIs um das gesamte Arm-Ökosystem zu nutzen.
Merkmale
Bearbeiten- HAL-Treiber
- Konfigurator und Codegenerator
- Statische und dynamische Analyse mit branchenüblichen Tools
- Anwendungsunterstützung in RTOS- und Nicht-RTOS-Umgebungen
- FreeRTOS-Unterstützung
- Azure RTOS Unterstützung
- Tool um RTOS-Ressourcen zu konfigurieren(Threads, Mutexe usw.)
- TCP / IP- und andere Konnektivitätsprotokollstacks
- Einfache Konnektivitätsoptionen zu wichtigen Cloud-Anbietern
- USB-Middleware-Unterstützung für CDC- und Massenspeicherklassen
- Sichere Verbindungen über Mbed TLS
- Aktivieren Sie kryptografische PSA-APIs und Unterstützung für integrierte Hardwarebeschleunigung
- Grafikschnittstellentools mit Segger emWin und TES Dave2D
- Sichere Debugging-Funktionen
- Tool-Support von Renesas und Lösungen von Drittanbietern
- Vollständiger Quellcode über GitHub verfügbar
Komponenten
Bearbeiten- CMIS-kompatible Paketdateien für die integrierte Entwicklungsumgebung Renesas e2 studio
- Board Support Package (BSP) für RA-Mikrocontroller und Evaluierungsboards
- HAL-Treiber für Peripherien
- Middleware-Stacks und -Protokolle
- Modulkonfiguratoren und Codegeneratoren
- Quelldateien zur Integration in Entwicklungsumgebungen und Tools von Drittanbietern
Tool-chain
BearbeitenDas RA FSP unterstützt folgende Entwicklungsumgebungen mit entsprechenden Compiler : e2 studio IDE (GCC Compiler for Arm), Arm Keil MDK (Arm Compiler v6) , IAR Embedded Workbench.
Debugger
Bearbeiten- SEGGER J-Link
- Renesas E2 & E2 Lite
Ecosystem
BearbeitenNeben der Renesas e2 Studio-IDE unterstützt das FSP auch Tools und IDEs von Drittanbietern. Diese Unterstützung wird durch die RA Smart Configurators (RASC) Anwendung bereitgestellt. Der Renesas RA Smart Configurator ist eine Desktop-Anwendung, mit der das Softwaresystem (BSP, Treiber, RTOS und Middleware) für einen RA-Mikrocontroller konfigurieren werden kann, wenn eine IDE und die Toolchain eines Drittanbieters verwendet wird. Der RA Smart Configurator kann derzeit mit IAR Embedded Workbench, Keil MDK und den Arm Compiler 6-Toolchains verwendet werden.
Evaluierungsboards
BearbeitenEvaluierungsboards RA6 Serie
BearbeitenEK-RA6M3G (mit optionalem Graphic-Aufsteckboard), EK-RA6M3, EK-RA6M2, EK-RA6M1, EK-RA6M4, EK-RA6M5.
Flexible Prototype Board: FPB-RA6E1
Evaluierungsboards RA4 Serie
BearbeitenEK-RA4M1, EK-RA4W1, EK-RA4M2, EK-RA4M3
Flexible Prototype Board: FPB-RA4E1
Evaluierungsboards RA2 Serie
BearbeitenEK-RA2A1, EK-RA2E1, EK-RA2L1, EK-RA2E2
Tools
Bearbeiten- GCC Compiler for Arm
- Arm Keil MDK (Arm Compiler v6)
- IAR Embedded Workbench
Mit der ARM CoreSight-Debugger-IP wird eine Vielzahl von On-Chip-Debuggern unterstützt. Die Segger J-Link-Familie[16] und die Renesas E2[17] / E2 Lite-Debugger[17] unterstützen SWD- und JTAG-Verbindungen sowie ETM- und ETB-Trace-Daten vollständig.
- Segger J-Link
- Renesas E2 and E2 lite
Partner
BearbeitenDas RA Partner Ecosystem bietet eine Reihe von Software- und Hardware-Bausteinen, die mit MCUs der Renesas RA Familie sofort einsatzbereit sind. Das RA-Ready Label indiziert dabei eine Art zertifizierte Partnerschaft. Die Lösungen sind getestet und werden in Videos und Application Notes erklärt.
Dokumentation
BearbeitenTeilenummerbeschreibung
BearbeitenBauteilebezeichnung mit Stellen von Links nach Rechts:
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| R | 7 | F | A | 6 | M | 3 | A | H | 2 | C | BG | |
| Renesas | MCU | Flash | Advanced | Serie | Applikation | Gruppe | Merkmale | Flash | Temp | Quality | Gehäusetyp | |
#5 2: RA2 Serie, 4: RA4 Serie, 6: RA6 Serie
#6: Applikation: A - Analogue, M - Mainstream, W - Wireless, L - Low-Power, E - Entry, T - Motor Control
#9 Flash in KB: 3 (16) 4 (24), 5 (32), 6 (48), 7 (64), 8 (96), 9 (128), A (192), B (256), C (384), D (512),E (768), F (1024), G (1536), H (2048)
#10: 2 [-40°C to 85°C], 3 [-40°C to 105°C], 4 [-40°C to +125°C]
#11: C :Q2A Industrial, D: Q2B Consumer
#12,13# 15 + 16. Gehäuse
| Gehäuseform | Anzahl der Pins | Größe in mm | Abstand der Pins in mm | |
| BG | BGA | 176 | 13x13 | 0.8 |
| FC | LQFP | 174 | 24x24 | 0.5 |
| FB | LQFP | 144 | 20x20 | 0.5 |
| FP | LQFP | 100 | 14x14 | 0.5 |
| FF | LQFP | 80 | 14x14 | 0.65 |
| FN | LQFP | 80 | 12x12 | 0.5 |
| FK | LQFP | 64 | 14x14 | 0.8 |
| FM | LQFP | 64 | 10x10 | 0.5 |
| BU | BGA | 64 | 4x4 | 0.4 |
| FL | LQFP | 48 | 7x7 | 0.5 |
| LM | LGA | 36 | 4x4 | 0.5 |
| FJ | LQFP | 32 | 7x7 | 0.8 |
| NH | VQFN | 32 | 5x5 | 0.5 |
| NK | HWQFN | 24 | 4x4 | 0.5 |
| NJ | HWQFN | 20 | 4x4 | 0.5 |
| BY | WLCSP | 16 | 1.84x1.87 | 0.4 |
Weblinks
Bearbeiten- Better security, and machine learning, for Renesas RA MCU support software
- Renesas Goes Mainstream. New ARM-Based Processors are Not Like the Others
- Renesas adds nine RA6M4 MCUs
Papers:
Einzelnachweise
Bearbeiten- ↑ Renesas Advanced. In: Renesas. Renesas Electronics Corp, 29. Juni 2020, abgerufen am 29. Juni 2020 (englisch).
- ↑ Renesas PSA Certified Products. In: 2020 Arm Limited. 2020 Arm Limited, 29. Juni 2020, abgerufen am 29. Juni 2020 (englisch).
- ↑ Renesas Electronics Unveils RA Family of 32-Bit Arm Cortex-M Microcontrollers with Superior Performance and Advanced Security for Intelligent IoT Applications. Renesas Electronics Corp, 29. Juni 2020, abgerufen am 29. Juni 2020 (englisch).
- ↑ Renesas Extends Bluetooth 5.0 Connectivity to RA Family of 32-Bit MCUs with Arm Cortex-M Core. Renesas Electronics Corp, 29. Juni 2020, abgerufen am 29. Juni 2020 (englisch).
- ↑ Renesas Launches Arm Cortex-M33-based RA6M4 MCU Group with Superior Performance and Advanced Security for IoT Applications. Abgerufen am 3. November 2020.
- ↑ Renesas Extends RA MCU Family with RA6T1 MCU Group for Motor Control and AI-based Endpoint Predictive Maintenance | Renesas. Abgerufen am 22. Dezember 2020 (englisch).
- ↑ Renesas RA Family Adds Ultra-Low Power RA2L1 MCU Group with Advanced Capacitive Touch Sensing for Cost-Effective, Energy-Efficient IoT Node HMI Applications | Renesas. Abgerufen am 7. Dezember 2020 (englisch).
- ↑ Renesas Extends Arm Cortex-Based MCU Family with RA4M3 MCU Group for Industrial and IoT Applications | Renesas. Abgerufen am 21. April 2021 (englisch).
- ↑ Renesas Adds New Entry-Line RA2E1 MCU Group to RA Family to Address Cost-Sensitive and Space-Constrained Applications | Renesas. Abgerufen am 21. April 2021 (englisch).
- ↑ New RA6M5 Group from Renesas Completes Mainstream Line of RA6 Series Arm Cortex M33-Based MCUs | Renesas. Abgerufen am 21. April 2021 (englisch).
- ↑ Renesas Expands RA MCU Family with New RA4 Entry-Line Group Offering Optimal Value with Balanced Low Power Performance and Feature Integration. Renesas, 22. September 2021, abgerufen am 7. November 2021.
- ↑ Renesas Introduces Industry’s Highest Performance Entry-Line MCUs. Renesas, 30. September 2021, abgerufen am 7. November 2021.
- ↑ Renesas’ New RA MCU Group Delivers Ultra-Low Power, Innovative Peripheral Functions In Tiny Package. Renesas, 13. Oktober 2021, abgerufen am 7. November 2021.
- ↑ FSP releases. 29. Juni 2020, abgerufen am 29. Juni 2020 (englisch).
- ↑ Releases · renesas/fsp. Abgerufen am 7. Dezember 2020 (englisch).
- ↑ J-Link Debug Probes, auf segger.com
- ↑ a b E2 emulator RTE0T00020KCE00000R, auf renesas.com