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通用型超低功耗微控制器RL78G11性能解析

时间:2018-11-09 来源: 关键字:微控制器   单片机   

低功耗(最低46uA/MHz)、可扩展性(1KB到512KBFlash)和高效率(最高1.6DMIPS/MHz)是瑞萨电子为RL78微控制器系列赋予的三大特性。独有的“Snooze”模式,能够实现真正的低功耗。另外,片上高精度(±1%)高速振荡器、能够重复擦写100万次支持后台工作的数据闪存,以及温度传感器和多种电源接口端口等内置功能,将有助于降低系统成本和体积。

本文引用地址: http://power.21ic.com//poc/technical/201811/79284.html

按照应用领域的不同,RL78微控制器家族被细分为通用应用、LCD应用、特殊应用和汽车应用四大类。而今天的主角,将是通用型微控制器中的明星——RL78/G11。

在很多人的观念中,所谓的通用型微控制器,是指它在很多应用场合都能够使用。但是,随着嵌入式设备日趋多样化,很多应用场合对微控制器的功能需求逐渐增加,为传统通用微控制器增加定制化功能开始成为趋势。

例如,为了满足传感器应用、照明、电源和许多小型家用电器对超低功耗和超小尺寸的需求,RL78/G11微控制器不但支持非常低的功耗(100uA@1MHz)和高速4μs唤醒,还采用小型3x3mm2WFLGA、4x4mm2HWQFN和标准20引脚的LSSOP封装,具有10-25引脚小型封装、小型16KB闪存和丰富的模拟外设,如A/D转换器、D/A转换器、比较器和PGA,可配置为PGA+ADC+VBGR、PGA+CMP、CMP+DAC/VBGR或PGA+CMP+DAC/VBGR。

 

 

但仅仅做到这些其实并不够。在RL78/G11微控制器中,一项标志性的创新举措是瑞萨电子通过使用直接传输控制(DTC)、事件链路控制器(ELC)、数据操作电路(DOC)和多路中断标志输出(INTFO)等智能功能,实现了在内部连接许多外围设备,以减少CPU使用负荷量,并节省整体功耗的目标。

下图中,ELC可以直接从事件启动模块,而不是通过中断控制器。而在CPU处于睡眠模式(HALT)期间,ELC也可以从事件启动模块,从而在提高系统硬件响应速度的同时降低了功耗

 

 

再来看一下如何使用DOC和DTC功能。DOC和DTC是为分担CPU负荷而专门设计的,它的好处在于两者可用于HALT模式和SNOOZE模式,除了初始化例程和ISR之外,不需要软件开发。此外,DTC可以在各种内存地址之间传输(SFR,RAM和Flash)24组控制数据和23个触发源,无需CPU干预,和CPU的数据传输指令相比,DTC的数据传输速度也更快。

 

 

示例中可以看到,采样输入通道使用DTC移动并使用DOC控制以检查报警条件,无需任何CPU干预。之后,DTC自动将ADC结果(扫描模式)传输到SRAM以进行报警,存储在SRAM中的可编程阈值电平将通过DOC自动比较/添加/减少以检查警报状况。

 

 

而在实际应用中,以瑞萨电子超低功耗单片机RL78/G11为主控MCU的燃气灶具,采用一节9V干电池供电,电量充足,可用时间长;微动开关轻按即可进行燃气灶点火;高压脉冲点火可以更快地点燃燃气;气体检测装置对于燃气泄漏进行有效的报警提示,提高安全性;火焰温度检测(热电偶温度反馈)可以实时获得火焰温度,避免扑溢现象造成的熄火;防干烧保护装置可以有效避免危险的发生及燃气的浪费。

 

 

在为RL78家族微控制器提供完善的硬件和软件开发工具支持,包括片上E1调试器、E2调试器、E2-Lite调试器、IECUBE在线仿真器、PG-FP5闪存编程器,以及e2Studio和CS+集成开发环境和实时操作系统RTOS等基础之上,瑞萨电子还为用户提供了RL78/G11目标板。该目标板内置高速振荡器可实现高速操作(@2.7-5.5V),支持flash存储器编程和可扩展外设连接接口,通过具有E2-Lite/E1/EZ-CUBE编程功能的在线调试器,用户可进行仿真操作和芯片功能测试,并通过EasyGo网站进行示例代码下载。

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