了解RA2A2 MCU豐富的外設功能和低功耗運行如何為實現(xiàn)節(jié)能社會做出貢獻。

Koji Koike

Sr. Staff Product Marketing Specialist

隨著我們邁向節(jié)能社會以加強全球環(huán)境的可持續(xù)性，傳統(tǒng)系統(tǒng)的數(shù)字化以及端點的低功耗運行是實現(xiàn)目標的基本要求。當端點系統(tǒng)數(shù)字化時，可以無縫分析單個系統(tǒng)狀態(tài)，以進一步提高能效、簡化系統(tǒng)運行，同時系統(tǒng)本身以較低的功耗運行。

本篇文章中，我將以瑞薩電子RA2A2微控制器為例，介紹其豐富的外設特性和出色的低功耗性能，以此來介紹解決節(jié)能社會問題的方案。

RA2A2主要特性

RA2A2 MCU系列具有豐富的外設功能，集成32位ArmCortex-M23、高水平模擬性能和超低功耗運行能力，有助于端點系統(tǒng)的數(shù)字化。三種獨特的外設功能適用于端點系統(tǒng)的數(shù)字化，可用于能源管理應用以及工業(yè)應用：

01持續(xù)固件更新

02新模式可減少段式LCD面板電流使用

03低功耗的高分辨率ADC

01持續(xù)固件更新

RA2A2支持具有內(nèi)存鏡像功能的雙組閃存，因此，用戶可以輕松實現(xiàn)固件更新。在不中斷操作的情況下連續(xù)更新固件的概念如圖1所示。

在這種情況下，Bank 0是一個固定程序，包括固件、閃存更新程序和啟動程序，而用戶在Bank 1上設置了應用程序A和B。通過使用閃存更新程序，用戶可以通過設置要查看的應用程序來交換應用程序以在鏡像地址上運行。

通過這種持續(xù)的固件更新，端點系統(tǒng)可以在不停止運行的情況下運行，因此，無縫、精益、高效的運行成為可能。

圖1 使用帶內(nèi)存鏡像功能的雙組閃存實現(xiàn)持續(xù)固件更新示例

02降低段式LCD面板電流的新模式

RA2A2支持新的LCD模式，通過降低面板電流來降低運行功耗。圖2是LCD面板驅(qū)動方法的概述。

圖2 LCD面板驅(qū)動方法概述

與現(xiàn)有的VL1參考模式相比，VL2基準模式提高了LCD面板驅(qū)動器的升壓效率。在VL1基準模式下，需要將MCU VCC降至1.0V一次，然后需要升壓至3.0V。但是，VL2基準模式能夠節(jié)省MCU電流，因為VL2模式產(chǎn)生2.0V作為基準電壓。通過將基準電壓從1.0V提高到2.0V，與VL1基準模式相比，面板工作電流可以減少一半，有助于降低系統(tǒng)級的電源電流。

VL4基準模式在內(nèi)部電壓發(fā)生電路上產(chǎn)生3V，然后從3.0V降壓產(chǎn)生VL2和VL1。因此，VL4可以降低LDC面板驅(qū)動的MCU電流。當我們與VL1模式相比時，面板工作電流可以降低三分之一。

由于面板驅(qū)動電流對采用電池供電的便攜式LCD等應用的電池壽命有巨大影響，因此VL2模式或VL4模式有助于延長電池壽命。

03高分辨率ADC，低功耗

24位ΣΔ ADC可實現(xiàn)低功耗和高分辨率AD轉(zhuǎn)換，適用于功耗敏感型應用。它支持多達7個通道和同步采樣架構(gòu)。通過同步采樣架構(gòu)，它能夠獲得高精度的時間軸，以及每個通道的精確采樣數(shù)據(jù)。

該ΣΔ ADC支持多種采樣模式，實現(xiàn)高電平傳感數(shù)據(jù)采集，特別是獨特的8kHz/4kHz混合采樣模式，可同時采集不同頻率的信號。

一個用例示例是采用非指導性負載監(jiān)控（NILM）技術(shù)的下一代智能電表，該技術(shù)需要持續(xù)監(jiān)控電流和電壓，以及諧波信號采集以監(jiān)控單個用戶的能耗。RA2A2滿足支持此用例的規(guī)范要求。圖3顯示了RA2A2的24位Σ-Δ ADC的采樣模式。

圖3 24位Σ-Δ ADC的多種采樣模式

總結(jié)

RA2A2 MCU具有此處強調(diào)的獨特功能，有助于端點系統(tǒng)的數(shù)字化，從而實現(xiàn)節(jié)能社會，其性能包括32位Arm Cortex-M23、24位Σ-Δ ADC、段式LCD控制器和低功耗運行能力。歡迎您利用這些功能進行系統(tǒng)開發(fā)。