急用户所急 完美兼顾采购成本及使用成本

    ——瑞萨电子工程师揭开绿色MCU RL78神秘面纱

    中国智能社会建设正让MCU应用愈来愈广，如同泛用型处理器走过的轨迹，原本设计逻辑应用简单易用的MCU，在各种需求驱动下，正在朝更复杂架构迈进。但MCU在研发上，由于顾客的强调和最终消费者的关注，目前仍以节约整体成本作为重要开发标的——其一，为客户的顾客提供更低的使用成本，比如提升工作效率或更显著节电；其二，为客户生产提供更低的采购成本，例如1个MCU节省0.1美元，当整批产品产量增加，就能让总成本节省愈多；当然，同时要有支持当今建设绿色环保社会的潮流命题。

    从“中国制造”向“中国创造”路途踯躅前行的制造业CTO和工程师们正在不停寻找能兼容以上3大命题的新技术和产品。

    2010年12月2日，瑞萨电子（中国）宣布在大中国区推出超低功耗的新型RL78族微控制器（MCU），实现了更低的功耗、更优的性能和更高的集成度，并可提供强大的移植路径，适用于包括电池供电设备和家用电器在内的大量应用。——显然，在实现更高性能的基础上，RL78族明显是为了满足用户以上3大命题“含匙而诞”的。为让更多用户了解这一族新品，日前本报记者专访了瑞萨电子大中国区MCU产品中心的邱雯佳工程师。

    邱工程师在接受本报记者采访时首先说，“新MCU完美融合了R8C族高性能外围功能与78K的低功耗、高性能架构DNA。凭借该族产品，瑞萨电子将能提供满足地球环境与市场所需的解决方案，即：实现超低功耗、更广泛的产品种类及更优化的系统性价比”。

依托关键词：“130纳米新工艺”和“贪睡模式”，实现业内最低功耗

    在很多媒体的调查中显示，制造业的开发工程师们最关注的，是芯片的“低功耗”卖点。比如RL78族刚刚推出，就有众多工程师们成为其“粉丝”，最关键的就是其在运行模式下拥有70uA/MHz、RTC+ LVD活动状态下的0.7uA超低功耗。

    “最低功耗”首先依托于生产工艺的提升。邱工程师告诉记者，RL78族基于瑞萨电子最新的130纳米（nm）工艺，设计能效高——在32MHz的工作频率下，可达到41 DMIPS的性能。

   
 
    运行模式下功耗(µA/MHz)

    同时，邱工程师还向记者介绍了RL78族 MCU新推出的一种独特的低功耗模式——“贪睡模式”。工程师大都知道，在电池供电的大部分应用中，CPU将很多时间用于功率降低或休眠模式。因此，实现低功耗非常关键的一点是微控制器能提供极具吸引力的电源模式、唤醒源和启动时间选择，以便设计人员能够优化外设活动和恢复时间来满足应用需求，并最大限度地使用现有的可用能源——RL78族可以在“贪睡模式”和STOP模式之间进行切换，在收到正确的A/D信号或串口通信信号情况下可自动切换，唤醒到运行模式。

   
 
    贪睡模式说明：状态转换图

    这样的模式得到工程师的热捧显然是因为其非常适用于家电当中的传感器应用——因为可以使待机时间更长。比如，在采用了RL78族的数码相机或手机的副控制器中，因为“贪睡模式”，其所搭载的乘加法器能够在减轻CPU内核工作负荷的同时，进行电机、电源控制所必须的定时器控制，这就使传感器不需要经常唤醒锂电池进行电量检测、或时钟的工作，这就大大节省了电量的消耗。[page]

依托关键词：“集成”，实现用户整体采购成本显著降低

    对用户而言，降低采购成本始终是一个重要的课题。RL78将原先外部的外围电路集成到MCU中，这首先使系统成本得以降低，同时又缩小了安装面积，这就使用户需要能为消费者提供功能“越来越多”、尺寸“越来越小”的产品，同时其自身的采购成本得到降低。

    邱工程师谈到，在R8C与78K的优秀DNA中，具备众多的外围IP是一大优势。比如RL78继承了R8C的高性能外围功能，以及高精度OCO、CPU工作时可高效擦写data flash的BGO（Back Ground Operation）功能、长期以来一直获得业界口碑的DTC（Data Transfer Controller）、在电机及电源控制方面取得众多成绩的高性能定时器等，实现了低功耗性能、高速擦写、小块容量闪存。

    同时，上文所提到的RL78族采用的130纳米（nm）先进工艺可令片上元件达到更高的集成度，例如：能够集成32MHz ±1％的片上振荡器，集成支持后台运行的可擦写100万次的数据闪存，并且支持1.6至5.5伏（V）工作电压。
 
    另外，邱工程师还向记者特别介绍了全新的内置32兆高精度片上振荡器，其精度达到了1%——对于UART通信来说，以往内置串口的精度往往达不到需求，而如今有了RL78族，客户就可以把外置晶振省略了。因此就在不增加用户成本的基础上，圆满解决了这一问题。

依托关键词：“700种”，实现用户“平台化开发”普遍需求

    据邱工程师介绍：“目前，国内制造类企业实力明显增强，他们对于‘平台化开发’有着普遍而强烈的需求。而RL78完全考虑到了这一点，产品种类非常广泛。该族首批问世产品系列为RL78/G13和RL78/G12，这2个系列产品被定位为通用产品”。

    从20引脚~128引脚，从2K~512K字节，RL78族有产品共计302种。目前已问世的RL78/G13系列具有最大32MHz工作、20～128引脚、16k～512k字节的超广泛产品线。RL78/G12系列作为最大24MHz工作、20～30引脚、2k～16k字节的产品范围，其目标是比RL78/G13更为密集的产品线。封装方面，RL78族采用了LGA（Land Grid Array）、FBGA（Fine pitch Ball Grid Array）、QFN（Quad Flat Non-leaded Package）、LQFP（Low Profile Quad Flat Package）、TQFP（Thin Quad Flat Package）、SSOP（Shrink Small Outline Package）等各种封装。据记者了解，预计1年以后，包括封装种类在内，RL78族的产品种类将超过700种。

依托关键词：“IEC60730”和“通用工具”，为用户开发提供绿色、高效支持

    邱工程师强调：“RL78符合欧洲家电安全规格（IEC60730），硬件上搭载了规格基准所必须的功能。可在减轻CPU负荷的同时，实现更高速的软件处理，同时还集成了可防止存储器异常存取的RAM保护等软件无法处理的功能”。此外，瑞萨电子正致力于可供所有MCU内核使用的通用开发工具的研发。软件开发工具将由集成开发环境（IDE：Integrated Development Environment)的驱动器自动生成工具、编译器、调试器等组成。使用简单的GUI可使所有MCU的软件开发在同一操作下完成。硬件开发工具则包括OCD（On-Chip Debugger）、闪存烧写器等，以帮助用户缩短开发周期、提高产品品质。

    据了解，今后瑞萨电子还将会迅速扩大RL78系列产品的阵容，并将其视为能为消费电子、工业设备、汽车、计算机外设等各个市场降低系统功耗与成本的核心产品。其中，涉及到广受关注的，变频白色家电如变频空调等的产品很快就将推荐给中国用户。如此丰富的产品线不仅使RL78满足“建设绿色智能社会”中更为广泛的应用，也能够使其为用户提供更加细微的需求差异，以给用户所设置的同时“降低使用成本”和“降低采购成本”命题以最圆满的答案。