Renesas RA

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Renesas Advanced (RA)[1] sind 32-bit Microcontroller basierend auf Arm Cortex-M23, -M4 und M33 Prozessor-Kernen.

RA integriert Secure Element Funktionalität mit PSA-Zertifizierung[2] für sichere Internet-of-Things Geräte für unterschiedliche Anwendungen, unter anderem für Geräte der Industrie 4.0.

Geschichte

Hardware (Mikrocontroller)

  • Erste Hardware steht seit Oktober 2019 zur Verfügung. Dabei handelt es sich um die RA2A1, RA4M1, RA6M1, RA6M2, RA6M3 Mikrocontroller-Gruppen.[3]
  • Im Mai 2020 wurde ein Device mit BLE5.0 veröffentlicht. Es handelt sich um die RA4W1 Gruppe.[4]
  • Im Oktober 2020 wurde ein Device mit Cortex-M33 Core und Arm TrustZone veröffentlicht[5] und ein applikationsspezigisches Device mit Cortex-M4 für Motor Control veröffentlicht[6]
  • Im Dezember 2020 wurde ein Ultra-Low-Power Baustein mit Cortex-M23[7] und ein Baustein der Mainstream Serie mit Cortex-M33 Core veröffentlicht.[8]
  • Im Januar 2021 wurde ein der Entry-Line Baustein RA2E1 veröffentlicht.[9]
  • Im März 2021 wurde mit dem RA6M5 ein neues Flagship Device vorgestellt.[10]
  • Im September 2021 wurden mit dem RA4E1[11] und dem RA6E1[12] die ersten hoch peformanten Entry-Line Bausteine der RA Familie eingeführt.
  • Im Oktober 2021 wurde mit dem RA2E2 die RA2-Serie um einen weiteren Entry-Line Baustein erweitert.[13]

Software (Software-Paket)

  • v0.8.0 wurde im Oktober 2019 auf Github released.[14]
  • v1.0.0 wurde im März 2020 released.
  • v2.0.0 wurde Zeitgleich mit dem RA6M4 im Oktober 2020 auf Github released
  • V2.2.0 wurde im Dezember 2020 auf Github veröffentlicht und unterstützt folgende Devices[15]: RA2A1, RA2L1, RA4M1, RA4M3, RA4W1, RA6M1, RA6M2, RA6M3, RA6M4, RA6T1
  • V2.3.0 wurde im Januar 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA2E1, RA4M2
  • V2.3.0 wurde im März 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA6M5
  • V3.3.0 wurde im September 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA4E1 und RA6E1
  • V3.4.0 wurde im Oktober 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA2E2

Die Mikrocontroller Serien

Die RA Familie besteht aus den drei Mikrocontroller-Serien RA2, RA4 und RA6

Serie Taktrate Speicherdichte Merkmale
RA6 Bis zu 240 MHz Große Speicherdichte: Bis zu 2 MB on-chip Flash, bis zu 640 KB integriertes SRAM Für Anwendungen mit hoher Rechenleistung
RA4 Bis zu 48 MHz Mittlerer Speicherdichte:

Bis zu 256 KB on-chip Flash, bis zu 32 KB integriertes SRAM

Für Anwendungen mit niedriger Leistungsaufnahme und hoher Rechenleistung
RA2 Bis zu 48 MHz Optimierte Speicherdichte: Bis zu 256 KB on-chip Flash, bis zu 32 KB integriertes SRAM Für Anwendungen mit niedriger Leistungsaufnahme

RA2 Serien - Betriebsspannung [1.6-5.5 V] - Max. Betriebsfrequenz [48 MHz]

Die RA2 Mikrocontroller Serie ist auf extrem niedrige Leistungsaufnahme optimiert und bietet eine CPU-Leistung von bis zu 48 MHz mit einem Arm Cortex-M23-Kern mit bis zu 256 KB integriertem Flash-Speicher und einer einzelnen Spannungsversorgung im Bereich von 1,6 V bis 5,5 V. Mit Peripheriegeräten wie kapazitivem Touch eignet sich die RA2-Serie ideal für Systemsteuerungs- oder Benutzeroberflächenanwendungen wie Gesundheitsgeräte, Haushaltsgeräte, Bürogeräte und Messgeräte.

Gruppe Flash (KB) SRAM (KB) Anzahl Pins Merkmale

RA2A1

 256 32 32-64 Fünf Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48 MHz, 32-64-Pin-Gehäusen, 256 KB Flash-Speicher und 32 KB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, USB Full-Speed, 24-Bit-A/D-Umsetzer, 16-Bit-A/D-Umsetzer, Security und Safety Merkmale

RA2L1

 128-256 32 48-100 20 Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48 MHz, 48-100-Pin-Gehäusen, 256 KB Flash-Speicher und 32 KB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, Security und Safety Merkmale. Die Stromaufnahme beträgt 64 μA/MHz im Betrieb, 250nA im Standby mit einer Aufwachzeit von weniger als 5 µs.

RA2E1

 32-128 16 25-64 48 Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48 MHz, 25-64-Pin-Gehäusen, 128 KB Flash-Speicher und 16 KB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, Security und Safety Merkmale. Diese MCU Familie adressiert Kosten- und Platzsensitive Applikationen.

RA2E2

 16-64 8 16-24 27 Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48MHz, 16-24-Pin-Gehäusen, 64 KB Flash-Speicher und 8 kB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, Security und Safety Merkmale. Diese MCU Familie adressiert Anwendungen mit sehr niedriger Leistungsaufnahme von 81uA/MHz im aktiven und 200nA im Standby-Modus. Des Weiteren werden maximale Umgebungstemperaturen von 125°C unterstützt.

RA4 Serien - Betriebsspannung [1.6-5.5V] - Max. Betriebsfrequenz [48-100MHz]

Die RA4 Serie verbindet den Bedarf an geringem Stromverbrauch mit dem Bedarf an Konnektivität und Rechenleistung. Diese Mikrocontroller bieten eine CPU-Leistung von bis zu 100 MHz mithilfe von Arm Cortex-M4 oder M33-Kernen mit bis zu 1MB integriertem Flash-Speicher. Die Serie bietet eine breite Palette an Peripherien, darunter USB, CAN, ADC, kapazitivem Touch, einen Segment-LCD-Controller und zusätzliche IP-Sicherheitsintegration. Damit eignet sie sich für Industrieanlagen, Haushaltsgeräte, Bürogeräte, Gesundheitsprodukte und Messgeräte.

Gruppe Flash (KB) SRAM (KB) Anzahl Pins Betriebsspannung (V) Maximale Betriebsfrequenz (MHz) Merkmale

RA4M1

 256 32 40-100 1.6-5.5 48 Sieben Varianten von 48 MHz-Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern, 40-100-Pin-Gehäusen, 256 KB Flash-Speicher und 32 KB SRAM, einschließlich Segment-LCD-Controller, kapazitivem Touch, USB Full-Speed, 14-Bit-A/D-Umsetzer, Security und Safety Merkmale

RA4W1

 512 96 56 1.8-3.6 48 Bluetooth Low Energy 5.0-Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern bei 48 MHz mit 56-poligen QFN-Gehäuse, 512 KB Flash-Speicher und 96 KB SRAM, einschließlich Segment-LCD-Controller, kapazitivem Touch, USB Full-Speed, 14-Bit-A/D-Umsetzer, Security und Safety Merkmale

RA4E1

 256-512 128 48-64 2.7-3.6 100 Vier Varianten von 100 MHz Entry-Line Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 48-64-Pin-Gehäusen, bis zu 512kB Flash-Speicher und 128 kB SRAM.

RA4M2

 256-512 128 48-100 2.7-3.6 100 12 Varianten von 100 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 48-100-Pin-Gehäusen, bis zu 512kB Flash-Speicher und 128 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, CAN, USB Full-Speed, Security- , Safety- und Analogfunktionalität. Dieser Baustein erreicht eine Stromaufnahme von 80uA/MHz während der CoreMark Algorithmus aus dem Flash ausgeführt wird.

RA4M3

 512-1024 128 64-144 2.7-3.6 100 Sieben Varianten von 100 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 64-144-Pin-Gehäusen, bis zu 1MB Flash-Speicher und 128 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, CAN, USB Full-Speed, Security- , Safety- und Analogfunktionalität

RA6 Serien - Betriebsspannung [2.7-3.6 V] - Max. Betriebsfrequenz [120-200 MHz]

Die RA6 Serie bietet die umfassendste Integration von Kommunikationsschnittstellen sowie das höchste Leistungsniveau. Diese Mikrocontroller beinhalten einen Arm Cortex-M4 oder Cortex-M33 Kern, einen Speicherbereich von 256 KB bis 2 MB Flash und eine CPU-Leistung von bis zu 200 MHz. Die Serie bietet die Integration von Ethernet-, USB Full-Speed- und USB High Speed-, QSPI-, Octa-SPI, CAN-FD und TFT-Bildschirmtreibern. Die RA6 Serie ist für Anwendungen wie IoT-Endpunkte, weiße Ware, Zähler und andere Industrie- und Verbraucheranwendungen geeignet. Die RA6 Serie beinhaltet ein ASSP für Motor Control.

Gruppe Flash (KB) SRAM (KB) Anzahl Pins Maximale Betriebsfrequenz (MHz) Merkmale

RA6M1

 512 256 64-100 120 Vier Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern, 64-100-Pin-Gehäusen, 512 KB Flash-Speicher und 256 KB SRAM sowie kapazitivem Touch, CAN, USB Full-Speed, Sicherheitsfunktionen und Analogfunktionalität

RA6M2

 512-1024 384 100-145 120 Sechs Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern, 100-145-Pin-Gehäusen, bis zu 1 MB Flash-Speicher und 384 KB SRAM sowie kapazitivem Touch, Ethernet-, CAN-, USB Full-Speed, Security- , Safety- und Analogfunktionalität

RA6M3

 1024-2048 640 100-176 120 Zehn Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern mit 100-176-Pin-Gehäusen, bis zu 2 MB Flash-Speicher und 640 KB SRAM sowie TFT-LCD-Controller, 2D-Grafik-Engine und kapazitivem Touch, Ethernet, CAN, USB, Security- , Safety- und Analogfunktionalität

RA6E1

 512-1024 256 48-100 200 Sechs Varianten von 200 MHz Entry-Line Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 48-100-Pin-Gehäusen, bis zu 1MB Flash-Speicher und 256kB SRAM.

RA6M4

 512-1024 256 64-144 200 Neun Varianten von 200 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 64-144-Pin-Gehäusen, bis zu 1MB Flash-Speicher und 256 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, Ethernet, CAN, USB Full-Speed, OctaSPI, Security- , Safety- und Analogfunktionalität

RA6M5

 1024 - 2048 512 100-176 200 20 Varianten von 200 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 100-176-Pin-Gehäusen, bis zu 2MB Flash-Speicher und 512 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, Ethernet, CAN FD, USB High-Speed und Full-Speed, OctaSPI, Security- , Safety- und Analogfunktionalität. Die RA6M5 Gruppe komplimentiert die Renesas RA Mainstream Serie und ist das neue Flagship Device.

RA6T1

 256-512 64 64-100 120 Vier Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern mit 64-100-Pin-Gehäusen, bis zu 512 KB Flash-Speicher und 64 KB SRAM sowie applikationsspezifische Funktionalität für Motor Control

Software

Flexible software package

Das RA Flexible Software Package (FSP) beinhaltet Treiber für alle Peripherieelemente der RA Mikrocontroller, das FreeRTOS und Azure RTOS Echtzeitbetriebssystem, Middleware-Stacks, und definierte APIs um das gesamte Arm-Ökosystem zu nutzen.

Merkmale

  • HAL-Treiber
  • Konfigurator und Codegenerator
  • Statische und dynamische Analyse mit branchenüblichen Tools
  • Anwendungsunterstützung in RTOS- und Nicht-RTOS-Umgebungen
  • FreeRTOS-Unterstützung
  • Azure RTOS Unterstützung
  • Tool um RTOS-Ressourcen zu konfigurieren(Threads, Mutexe usw.)
  • TCP / IP- und andere Konnektivitätsprotokollstacks
  • Einfache Konnektivitätsoptionen zu wichtigen Cloud-Anbietern
  • USB-Middleware-Unterstützung für CDC- und Massenspeicherklassen
  • Sichere Verbindungen über Mbed TLS
  • Aktivieren Sie kryptografische PSA-APIs und Unterstützung für integrierte Hardwarebeschleunigung
  • Grafikschnittstellentools mit Segger emWin und TES Dave2D
  • Sichere Debugging-Funktionen
  • Tool-Support von Renesas und Lösungen von Drittanbietern
  • Vollständiger Quellcode über GitHub verfügbar

Komponenten

  • CMIS-kompatible Paketdateien für die integrierte Entwicklungsumgebung Renesas e2 studio
  • Board Support Package (BSP) für RA-Mikrocontroller und Evaluierungsboards
  • HAL-Treiber für Peripherien
  • Middleware-Stacks und -Protokolle
  • Modulkonfiguratoren und Codegeneratoren
  • Quelldateien zur Integration in Entwicklungsumgebungen und Tools von Drittanbietern

Tool-chain

Das RA FSP unterstützt folgende Entwicklungsumgebungen mit entsprechenden Compiler : e2 studio IDE (GCC Compiler for Arm), Arm Keil MDK (Arm Compiler v6) , IAR Embedded Workbench

Debugger

  • SEGGER J-Link
  • Renesas E2 & E2 Lite

Ecosystem

Neben der Renesas e2 Studio-IDE unterstützt das FSP auch Tools und IDEs von Drittanbietern. Diese Unterstützung wird durch die RA Smart Configurators (RASC) Anwendung bereitgestellt. Der Renesas RA Smart Configurator ist eine Desktop-Anwendung, mit der das Softwaresystem (BSP, Treiber, RTOS und Middleware) für einen RA-Mikrocontroller konfigurieren werden kann, wenn eine IDE und die Toolchain eines Drittanbieters verwendet wird. Der RA Smart Configurator kann derzeit mit IAR Embedded Workbench, Keil MDK und den Arm Compiler 6-Toolchains verwendet werden.

Evaluierungsboards

Evaluierungsboards RA6 Serie

EK-RA6M3G (mit optionalem Graphic-Aufsteckboard), EK-RA6M3, EK-RA6M2, EK-RA6M1, EK-RA6M4, EK-RA6M5.

Flexible Prototype Board: FPB-RA6E1

Evaluierungsboards RA4 Serie

EK-RA4M1, EK-RA4W1, EK-RA4M2, EK-RA4M3

Flexible Prototype Board: FPB-RA4E1

Evaluierungsboards RA2 Serie

EK-RA2A1, EK-RA2E1, EK-RA2L1, EK-RA2E2

Tools

Compiler

  • GCC Compiler for Arm
  • Arm Keil MDK (Arm Compiler v6)
  • IAR Embedded Workbench

Debugger

Mit der ARM CoreSight-Debugger-IP wird eine Vielzahl von On-Chip-Debuggern unterstützt. Die Segger J-Link-Familie[16] und die Renesas E2[17] / E2 Lite-Debugger[17] unterstützen SWD- und JTAG-Verbindungen sowie ETM- und ETB-Trace-Daten vollständig.

  • Segger J-Link
  • Renesas E2 and E2 lite

Partner

Das RA Partner Ecosystem bietet eine Reihe von Software- und Hardware-Bausteinen, die mit MCUs der Renesas RA Familie sofort einsatzbereit sind. Das RA-Ready Label indiziert dabei eine Art zertifizierte Partnerschaft. Die Lösungen sind getestet und werden in Videos und Application Notes erklärt.

Dokumentation

Teilenummerbeschreibung

Bauteilebezeichnung mit Stellen von Links nach Rechts:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
R 7 F A 6 M 3 A H 2 C BG
Renesas MCU Flash Advanced Serie Applikation Gruppe Merkmale Flash Temp Quality Gehäusetyp

#5 2: RA2 Serie, 4: RA4 Serie, 6: RA6 Serie

#6: Applikation: A - Analogue, M - Mainstream, W - Wireless, L - Low-Power, E - Entry, T - Motor Control

#9 Flash in KB: 3 (16) 4 (24), 5 (32), 6 (48), 7 (64), 8 (96), 9 (128), A (192), B (256), C (384), D (512),E (768), F (1024), G (1536), H (2048)

#10: 2 [-40°C to 85°C], 3 [-40°C to 105°C], 4 [-40°C to +125°C]

#11: C :Q2A Industrial, D: Q2B Consumer

#12,13# 15 + 16. Gehäuse

Gehäuseform Anzahl der Pins Größe in mm Abstand der Pins in mm
BG BGA 176 13x13 0.8
FC LQFP 174 24x24 0.5
FB LQFP 144 20x20 0.5
FP LQFP 100 14x14 0.5
FF LQFP 80 14x14 0.65
FN LQFP 80 12x12 0.5
FK LQFP 64 14x14 0.8
FM LQFP 64 10x10 0.5
BU BGA 64 4x4 0.4
FL LQFP 48 7x7 0.5
LM LGA 36 4x4 0.5
FJ LQFP 32 7x7 0.8
NH VQFN 32 5x5 0.5
NK HWQFN 24 4x4 0.5
NJ HWQFN 20 4x4 0.5
BY WLCSP 16 1.84x1.87 0.4

Weblinks

Papers:

Einzelnachweise

  1. ↑ Renesas Advanced. In: Renesas. Renesas Electronics Corp, 29. Juni 2020, abgerufen am 29. Juni 2020 (englisch).
  2. ↑ Renesas PSA Certified Products. In: 2020 Arm Limited. 2020 Arm Limited, 29. Juni 2020, abgerufen am 29. Juni 2020 (englisch).
  3. ↑ Renesas Electronics Unveils RA Family of 32-Bit Arm Cortex-M Microcontrollers with Superior Performance and Advanced Security for Intelligent IoT Applications. Renesas Electronics Corp, 29. Juni 2020, abgerufen am 29. Juni 2020 (englisch).
  4. ↑ Renesas Extends Bluetooth 5.0 Connectivity to RA Family of 32-Bit MCUs with Arm Cortex-M Core. Renesas Electronics Corp, 29. Juni 2020, abgerufen am 29. Juni 2020 (englisch).
  5. ↑ Renesas Launches Arm Cortex-M33-based RA6M4 MCU Group with Superior Performance and Advanced Security for IoT Applications. Abgerufen am 3. November 2020.
  6. ↑ Renesas Extends RA MCU Family with RA6T1 MCU Group for Motor Control and AI-based Endpoint Predictive Maintenance | Renesas. Abgerufen am 22. Dezember 2020 (englisch).
  7. ↑ Renesas RA Family Adds Ultra-Low Power RA2L1 MCU Group with Advanced Capacitive Touch Sensing for Cost-Effective, Energy-Efficient IoT Node HMI Applications | Renesas. Abgerufen am 7. Dezember 2020 (englisch).
  8. ↑ Renesas Extends Arm Cortex-Based MCU Family with RA4M3 MCU Group for Industrial and IoT Applications | Renesas. Abgerufen am 21. April 2021 (englisch).
  9. ↑ Renesas Adds New Entry-Line RA2E1 MCU Group to RA Family to Address Cost-Sensitive and Space-Constrained Applications | Renesas. Abgerufen am 21. April 2021 (englisch).
  10. ↑ New RA6M5 Group from Renesas Completes Mainstream Line of RA6 Series Arm Cortex M33-Based MCUs | Renesas. Abgerufen am 21. April 2021 (englisch).
  11. ↑ Renesas Expands RA MCU Family with New RA4 Entry-Line Group Offering Optimal Value with Balanced Low Power Performance and Feature Integration. Renesas, 22. September 2021, abgerufen am 7. November 2021.
  12. ↑ Renesas Introduces Industry’s Highest Performance Entry-Line MCUs. Renesas, 30. September 2021, abgerufen am 7. November 2021.
  13. ↑ Renesas’ New RA MCU Group Delivers Ultra-Low Power, Innovative Peripheral Functions In Tiny Package. Renesas, 13. Oktober 2021, abgerufen am 7. November 2021.
  14. ↑ FSP releases. 29. Juni 2020, abgerufen am 29. Juni 2020 (englisch).
  15. ↑ Releases · renesas/fsp. Abgerufen am 7. Dezember 2020 (englisch).
  16. ↑ J-Link Debug Probes, auf segger.com
  17. ↑ a b E2 emulator RTE0T00020KCE00000R, auf renesas.com
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