通用型超低功耗微控制器RL78G11性能解析

低功耗(最低46uA/MHz)、可擴(kuò)展性(1KB到512KBFlash)和高效率(最高1.6DMIPS/MHz)是瑞薩電子為RL78微控制器系列賦予的三大特性。獨(dú)有的“Snooze”模式，能夠?qū)崿F(xiàn)真正的低功耗。另外，片上高精度(±1%)高速振蕩器、能夠重復(fù)擦寫(xiě)100萬(wàn)次支持后臺(tái)工作的數(shù)據(jù)閃存，以及溫度傳感器和多種電源接口端口等內(nèi)置功能，將有助于降低系統(tǒng)成本和體積。

按照應(yīng)用領(lǐng)域的不同，RL78微控制器家族被細(xì)分為通用應(yīng)用、LCD應(yīng)用、特殊應(yīng)用和汽車應(yīng)用四大類。而今天的主角，將是通用型微控制器中的明星——RL78/G11。

在很多人的觀念中，所謂的通用型微控制器，是指它在很多應(yīng)用場(chǎng)合都能夠使用。但是，隨著嵌入式設(shè)備日趨多樣化，很多應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)微控制器的功能需求逐漸增加，為傳統(tǒng)通用微控制器增加定制化功能開(kāi)始成為趨勢(shì)。

例如，為了滿足傳感器應(yīng)用、照明、電源和許多小型家用電器對(duì)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喚醒，還采用小型3x3mm2WFLGA、4x4mm2HWQFN和標(biāo)準(zhǔn)20引腳的LSSOP封裝，具有10-25引腳小型封裝、小型16KB閃存和豐富的模擬外設(shè)，如A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、比較器和PGA，可配置為PGA+ADC+VBGR、PGA+CMP、CMP+DAC/VBGR或PGA+CMP+DAC/VBGR。

但僅僅做到這些其實(shí)并不夠。在RL78/G11微控制器中，一項(xiàng)標(biāo)志性的創(chuàng)新舉措是瑞薩電子通過(guò)使用直接傳輸控制(DTC)、事件鏈路控制器(ELC)、數(shù)據(jù)操作電路(DOC)和多路中斷標(biāo)志輸出(INTFO)等智能功能，實(shí)現(xiàn)了在內(nèi)部連接許多外圍設(shè)備，以減少CPU使用負(fù)荷量，并節(jié)省整體功耗的目標(biāo)。

下圖中，ELC可以直接從事件啟動(dòng)模塊，而不是通過(guò)中斷控制器。而在CPU處于睡眠模式(HALT)期間，ELC也可以從事件啟動(dòng)模塊，從而在提高系統(tǒng)硬件響應(yīng)速度的同時(shí)降低了功耗

再來(lái)看一下如何使用DOC和DTC功能。DOC和DTC是為分擔(dān)CPU負(fù)荷而專門(mén)設(shè)計(jì)的，它的好處在于兩者可用于HALT模式和SNOOZE模式，除了初始化例程和ISR之外，不需要軟件開(kāi)發(fā)。此外，DTC可以在各種內(nèi)存地址之間傳輸(SFR,RAM和Flash)24組控制數(shù)據(jù)和23個(gè)觸發(fā)源，無(wú)需CPU干預(yù)，和CPU的數(shù)據(jù)傳輸指令相比，DTC的數(shù)據(jù)傳輸速度也更快。

示例中可以看到，采樣輸入通道使用DTC移動(dòng)并使用DOC控制以檢查報(bào)警條件，無(wú)需任何CPU干預(yù)。之后，DTC自動(dòng)將ADC結(jié)果(掃描模式)傳輸?shù)絊RAM以進(jìn)行報(bào)警，存儲(chǔ)在SRAM中的可編程閾值電平將通過(guò)DOC自動(dòng)比較/添加/減少以檢查警報(bào)狀況。

而在實(shí)際應(yīng)用中，以瑞薩電子超低功耗單片機(jī)RL78/G11為主控MCU的燃?xì)庠罹撸捎靡还?jié)9V干電池供電，電量充足，可用時(shí)間長(zhǎng);微動(dòng)開(kāi)關(guān)輕按即可進(jìn)行燃?xì)庠铧c(diǎn)火;高壓脈沖點(diǎn)火可以更快地點(diǎn)燃燃?xì)?氣體檢測(cè)裝置對(duì)于燃?xì)庑孤┻M(jìn)行有效的報(bào)警提示，提高安全性;火焰溫度檢測(cè)(熱電偶溫度反饋)可以實(shí)時(shí)獲得火焰溫度，避免撲溢現(xiàn)象造成的熄火;防干燒保護(hù)裝置可以有效避免危險(xiǎn)的發(fā)生及燃?xì)獾睦速M(fèi)。

在為RL78家族微控制器提供完善的硬件和軟件開(kāi)發(fā)工具支持，包括片上E1調(diào)試器、E2調(diào)試器、E2-Lite調(diào)試器、IECUBE在線仿真器、PG-FP5閃存編程器，以及e2Studio和CS+集成開(kāi)發(fā)環(huán)境和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS等基礎(chǔ)之上，瑞薩電子還為用戶提供了RL78/G11目標(biāo)板。該目標(biāo)板內(nèi)置高速振蕩器可實(shí)現(xiàn)高速操作(@2.7-5.5V)，支持flash存儲(chǔ)器編程和可擴(kuò)展外設(shè)連接接口，通過(guò)具有E2-Lite/E1/EZ-CUBE編程功能的在線調(diào)試器，用戶可進(jìn)行仿真操作和芯片功能測(cè)試，并通過(guò)EasyGo網(wǎng)站進(jìn)行示例代碼下載。