工程師談MCU的綠色設(shè)計(jì)概念

　　而以瑞薩電子為代表的跨國生產(chǎn)商，為了滿足應(yīng)用工程師們所關(guān)注的——“綠色設(shè)計(jì)”、“低TCO”和平臺化應(yīng)用，目前正不斷推出低功耗、高性能的MCU產(chǎn)品，從而推動著MCU的應(yīng)用不斷深化。

　　比如，2010年12月2日，瑞薩電子(中國)宣布在大中國區(qū)推出超低功耗的新型RL78族微控制器(MCU)，這一產(chǎn)品群可實(shí)現(xiàn)更低的功耗、更優(yōu)的性能和更高的集成度，并可提供強(qiáng)大的移植路徑，適用于包括電池供電設(shè)備和家用電器在內(nèi)的大量應(yīng)用。

　　——顯然，在實(shí)現(xiàn)更高性能的基礎(chǔ)上，RL78族明顯是為了滿足工程師們以上3大必答命題作業(yè)“含匙而誕”的。為讓更多工程師了解這一族新品，本報(bào)記者專門走訪了瑞薩電子大中國區(qū)MCU產(chǎn)品中心的邱雯佳工程師。

　　邱工程師在接受本報(bào)記者采訪時首先說，“新MCU完美融合了原瑞薩科技R8C族的高性能外圍功能與原NEC電子78K的低功耗、高性能架構(gòu)。憑借該族產(chǎn)品，瑞薩電子將能提供滿足地球環(huán)境與市場所需的解決方案，即：實(shí)現(xiàn)超低功耗、更廣泛的產(chǎn)品種類及更優(yōu)化的系統(tǒng)性價(jià)比”。

　　RL78族在其運(yùn)行模式下實(shí)現(xiàn)了70uA/MHz、RTC+ LVD活動狀態(tài)下的0.7uA超低功耗。

　　“最低功耗”首先依托于生產(chǎn)工藝的提升。邱工程師告訴記者，RL78族基于瑞薩電子最新的130納米(nm)工藝，設(shè)計(jì)能效高——在32MHz的工作頻率下，可達(dá)到41 DMIPS的性能。

　　同時，邱工程師還向記者介紹了RL78族 MCU新推出的一種獨(dú)特的低功耗模式——“貪睡模式”。工程師大都知道，在電池供電的大部分應(yīng)用中，CPU將很多時間用于功率降低或休眠模式。因此，實(shí)現(xiàn)低功耗非常關(guān)鍵的一點(diǎn)是微控制器能提供極具吸引力的電源模式、喚醒源和啟動時間選擇，以便設(shè)計(jì)人員能夠優(yōu)化外設(shè)活動和恢復(fù)時間來滿足應(yīng)用需求，并最大限度地使用現(xiàn)有的可用能源——在RL78族的“貪睡模式”下，可以在貪睡模式和STOP模式之間進(jìn)行切換，一旦收到了正確的A/D信號或者是串口通信信號的情況下就可以自動切換，喚醒到運(yùn)行模式。

　　“貪睡模式”非常適用于家電當(dāng)中的傳感器應(yīng)用——因?yàn)榭梢允勾龣C(jī)時間更長。比如，在采用了RL78族的數(shù)碼相機(jī)或手機(jī)的副控制器中，因?yàn)樵撃Ｊ?，其所搭載的乘加法器能夠在減輕CPU內(nèi)核工作負(fù)荷的同時，進(jìn)行電機(jī)、電源控制所必須的定時器控制，這就使傳感器不需要經(jīng)常喚醒鋰電池進(jìn)行電量檢測，或時鐘的工作，這就大大節(jié)省了電量的消耗。

　　外圍電路集成，幫助用戶實(shí)現(xiàn)低TCO

　　盡力降低采購成本永遠(yuǎn)是用戶的期待。瑞薩電子一直在為此努力：如將原先外部的外圍電路集成到MCU中，首先可使系統(tǒng)成本得以降低，同時能縮小安裝面積，這就同時滿足了用戶需要提供給消費(fèi)者功能“越來越多”、尺寸“越來越小”產(chǎn)品的需求和用戶自身采購成本不增加的需求。

　　邱工程師介紹，具備眾多的外圍IP一直是瑞薩電子產(chǎn)品的一大優(yōu)勢。比如RL78繼承了R8C的高性能外圍功能，以及高精度OCO、CPU工作時可高效擦寫data flash的BGO(Back Ground Operation)功能、長期以來一直獲得業(yè)界口碑的DTC(Data Transfer Controller)、在電機(jī)及電源控制方面取得眾多成績的高性能定時器等，因而實(shí)現(xiàn)了低功耗、高速擦寫、小塊容量閃存、高性能CPU內(nèi)核等優(yōu)勢。

　　同時，上文所提到的RL78族采用的130納米(nm)先進(jìn)工藝可令片上元件達(dá)到更高的集成度，例如：能夠集成32MHz ±1%的片上振蕩器，集成支持后臺運(yùn)行的可擦寫100萬次的數(shù)據(jù)閃存，并且支持1.6至5.5伏(V)工作電壓。