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近日，瑞薩開始了新一輪的產品巡回研討會，首站廈門，隨后在南京和西安三地巡回舉辦，在研討會上瑞薩全系列的產品和最新解決方案被一一呈現。通過這次研討會，記者發現這家一直堅持自有內核的MCU 廠商今年主推的MCU應用方向------電機控制。

圖1：瑞薩電子中國通用解決方案中心統括經理吳頻吉在介紹瑞薩MCU解決方案和產品定位。

三大類MCU產品

據瑞薩電子中國通用解決方案中心統括經理吳頻吉介紹，瑞薩在MCU方面主要有三大類產品，分別是：16位RL78內核的MCU產品系列、32位RX MCU系列以及Synergy平臺。

RL78系列及解決方案

吳頻吉介紹道，RL78最大的特色是低功耗；其次是擴展性好，有1KB到512KB各種各樣的配置可供選擇。雖然是16位的內核，但效能卻很好，最高可達1.39DMIPS/MHz。

RL78有兩個產品線，一是通用產品線，二是LCD產品線。在通用領域的G12、G13、G14產品系列；針對特殊應用的MCU產品，如電機控制的G1G、G1F系列；針對無線系統的G1D、G1H系列。

LCD產品線是日系廠商很有特色的產品，這跟日系廠商在家電方面的優勢有關。十年前的家電基本都會用LCD，現在也還有一些遙控器在使用LCD。有LCD就需要LCD控制器，而使用此類專用的LCD MCU價格會低很多。

圖2：瑞薩RL78 MCU產品線。

因此，對于低功耗應用，吳頻吉推薦選擇RL78系列MCU。因為它的電池工作電壓可以低至1.6V，運行功耗為46μA/MHz，待機功耗低至230nA。

他解釋說， “在家電中，除了現在的鋰電池，一般都是用干電池的，干電池的標稱是1.5V，終止放電電壓應該是0.9V左右，一般是使用兩節干電池，因此，0.9V乘以2，再乘以90%，就是1.6V。也就是說，如果用干電池供電，電池用光了，單片機還能工作。”

他舉例說，使用RL78系列MCU的遙控器可以做到3~5年不用換電池。也有人使用RL78做低成本，低功耗的空調壓縮機解決方案。

在演講中，吳頻吉指出，可以通過可配置的外設來達到低功耗要求。RL78在STOP模式下，可以靈活地配置外設，以達到安全性核靈活性的最大平衡，并且保持低功耗。

在擴展性方面，RL78系列MCU的兼容性和靈活性也很好，全系列的產品都管腳兼容。

此外，RL78系列MCU還有很豐富的封裝形式，有國內工程師喜歡選用的LQFP和QFN，因為這兩種封裝比較方便，制板成本也低；也有滿足不同需求的其它封裝形式。

圖3：瑞薩RL78系列MCU的多重Flash保護機制。

任何人做的產品都不希望被別人破解、復制，因此各家MCU廠商也都使出渾身解數來幫助客戶保護自己的代碼不被竊取。在安全性方面，瑞薩采取了多種措施，據吳頻吉介紹，RL78有多重Flash保護，針對3種主機通信方式，都有對應的Flash保護機制，防止代碼被惡意讀出。

一是編程器。工程師需要將源代碼從開發環境下載到芯片，但其實這里有一個很大的安全隱患，一旦有人有能力拿編程器去連接MCU芯片，那他就有可能破解該產品。“我們的做法是，整個編程器都沒有‘讀出’命令。”吳頻吉表示，“這樣即使有人連接到了你的產品，也無法獲取源代碼了。”

二是仿真器。做程序開發肯定需要用到仿真器，目前常用的做法是仿真器的連接是需要輸入一個10位數的密碼。還有就是在燒寫的時候就禁止片上調試功能，“也就是說，最終量產的產品是沒有仿真功能的。這樣也就無法通過仿真器獲取源代碼了。”吳頻吉指出。

三是內部固件代碼更新。他承認這個無法避免，也沒有特別好的辦法，因為產品代碼更新是不可避免的，這種情況只能靠自己的程序加密來保證源代碼不泄露了。

RL78一個很大的應用是電機控制，其實現在不論是我們日常生活中的空調和冰箱壓縮機、果汁機和豆漿機等小家電、電動汽車，還是工業中用的傳送帶、機械手臂等都離不開電機。工廠里的一個機械手臂可能會有30~40個電機存在。

RL78系列MCU主要用于消費類產品的電機控制，比較常用的是G1G，功能更強一點的是G1F，它能做一些FOC控制，或者高速電機控制，比如吸塵器等等。

圖4：瑞薩電子展示的基于RL78/G1F的便攜式吸塵器解決方案。

這次研討會上，瑞薩展示了一款基于RL78/G1F的便攜式吸塵器解決方案。該方案中采用的電機是無傳感器3相BLDC電機，有強力和標準兩檔可選，強力時電機轉速高達5萬轉/分鐘，標準檔時的轉速為3萬轉/分鐘。

吳頻吉表示，瑞薩RL78/G1F最高可支持10萬轉/分鐘的電機。原因是：首先，該芯片支持120度傳導控制，內置了高速比較器（CMP1）和輸入捕捉定時器（定時器RX，最高可達64MHz）以實現電機高速旋轉；其次，該芯片內置的高速PGA、高速比較器（CMP1）和輸出強制截止（PWMOPA）功能，可實現過流檢測和PWM輸出強制截止功能，從而快速保護電機控制電路；還有增強的模擬功能，有助于降低BOM成本。

圖5：便攜吸塵器原理框圖。

在電池管理方面，該便攜吸塵器解決方案采用ISL94202管理6節可充電鋰離子電池（3400mAh），支持智能BMS電池管理，無操作時可自動進入低功耗模式。ISL94202還提供了過壓保護、欠壓保護和過溫保護功能。

圖6：瑞薩RL78/G1F的新功能。

以前瑞薩會針對不同的市場推出不同的產品，不過，現在瑞薩實施的是統一的全球化戰略，全球產品基本一致。下面是瑞薩在中國市場的RL78系列MCU產品線，以及今年主推的產品。從列表中，我們可以看出，其電機控制MCU的主推產品最多，也就是說今年的業務重點將是電機控制。

圖7：瑞薩電子中國區MCU產品一覽。

吳頻吉還列舉了其他一些用于簡單電機控制的RL78系列MCU，例如R7F0C806/807，它的特點是Flash小（4KB/8KB）、RAM小(512B/1KB)、簡單，但內部具有使用TAU的PWM功能，可實現簡單的步進電機控制，和帶霍爾傳感器的BLDC電機的控制。一般用于風扇、果汁機，攪拌器等電機應用。

還有R7F0C808/809，特點是大電流驅動，可以直接驅動LED，有6個COM和8個SEG端口。其中COM是120mA，SEG是15mA，封裝為20管腳的SSOP和SOP封裝，一般應用小型產品的數碼管和LED顯示。

還有一個目標市場為電動車和電機控制的R7F0C008/009，它的特點是有用于三相PWM驅動的定時器RD，集成了電機驅動的外設，比如1通道的可調增益放大器（PGA）、2通道比較器和10位ADC等。

圖8：基于R7F0C009的電動工具參考設計。

RX產品系列特色

在吳頻吉看來，瑞薩RX系列MCU是一個比較有特色的產品系列。它包括入門級系列，專為超低功耗設計的RX100；低功耗與高性能之間的最佳平衡產品RX200；具有高性能和廣泛的產品陣容的RX600；以及最高的速度和最佳性能的旗艦產品RX700。

圖9：瑞薩RX產品路線圖。

其中RX100使用的工藝與RL78是一樣的，主要的特點還是性價比；不過RX600和RX700是完全講究性能，使用的是瑞薩最新的40nm Flash技術。吳頻吉解釋說，目前Flash最先進的工藝是28nm，一般只有汽車引擎控制才會用，消費類Flash一般采用40nm，或者65nm工藝。特別是RX700，使用的都是4M Flash。

在大部分MCU廠商都轉向Arm內核的今天，瑞薩為何還在堅持使用自有內核呢？吳頻吉對<電子發燒友>解釋說，是為了追求性價比和性能，因為RX內核的性能比同一級別的Arm內核產品性能要高。且RX內核支持DSP和浮點運算功能（FPU）。

他舉例說，與Arm Cortex-M4內核相比，RX v2內核提高了周期執行性能，優于Arm 32位內核，具有先進的DSP和FPU功能；RX v3內核，具有寄存器組保存功能，通過中斷操作減少了開銷，增強了實時處理能力。此外，還改進了處理能力，以支持更復雜的系統，有助于增加產品的附加值。

圖10：RX內核與Arm Cortex-M4內核性能對比。

他指出，與Arm Cortex M4相比，瑞薩DSP性能提高了3倍，浮點運算性能提升了2倍。所以在一些聲音，數據處理算法的應用時，RX內核的MCU性能會高很多。

圖11：RX100/200系列產品路線圖。

按照RX100/200系列產品的路線圖，在電機控制方面有RX24T、RX24U、RX23T，工業消費類有RX231、RX230和RX130等產品。

其中，RX231、RX230是比較有特色的產品。它們的特色是功能比較全，比如在家電產品方面，它支持觸摸人機界面，支持5V供電，支持各種通信接口，比如CAN，USB等。

圖12：應用范圍極廣的RX231。

RX231還有一個特點是具有高靈敏度和抗噪聲干擾能力，可以透過1cm厚的亞克力材料或者木板進行感應，實現30cm范圍的接近感應；抗干擾度通過了IEC61000 4-3/4-6 Level3的測試。

還支持電容自感應方式和電容互感方式，能夠增強防水能力，而通過按鍵矩陣可以增加觸摸按鍵的數量。

此外，它的開發也更加容易，開發工具可以實現靈敏度自動調整，幫助客戶縮短開發時間。

而RX600/RX700系列產品，目前主推的產品是RX65N系列。這個系列產品用的是40nm技術，性能比較高。該系列產品里最低是256kB RAM，最高是640KB RAM，它具有增強的模擬外設功能，支持以太網和USB主/從等功能，可以用于高速通信連接；支持浮點運算與數字信號處理指令。

圖13：RX651/RX65N產品定位。

RX651/RX65N系列產品有兩個主要的特色，一是增強功能的片內Flash存儲器，這個2M Flash具備完全后臺工作能力的雙區（Dual-Bank）Flash，可實現簡單可靠的在線固件升級。因為這兩塊Flash是獨立供電的，也就是說，一塊Flash在擦寫的時候，另一塊Flash可正常運行。這個功能可以讓生產線上的機械手臂實現不停機更新。

還有一個就是現在瑞薩所有新出的芯片上，都有一個嵌入式安全的概念，這個跟前面的保護Flash不被抄是另外一回事。這包括TSIP可信安全單元和Trusted Memory等。

圖14：RX豐富的安全功能。

在人機界面方面，RX651/RX65N內置了TFT顯示控制器和2D加速器，以及大容量RAM，單芯片系統即可支持WQVGA分辨率的LCD顯示。

Renesas Synergy平臺

Synergy平臺是瑞薩推出的面向物聯網的開發平臺，由搭載了瑞薩MCU硬件平臺和認證的SSP軟件、開發工具、資源庫等部分組成。Synergy平臺擁有更完整的內容、認證與支持，瑞薩為Synergy提供認證合格的軟件包，無任何許可證費用和版權費，且產品數不受限，瑞薩目前提供了S1、S3、S5、S7四個不同等級的單片機系列。借助Synergy平臺，工程師只需三步即可完成IoT項目開發。