瑞萨推业界首款采用90 nm工艺MCU,速度可达200 MHz

2007-09-18 14:39:27来源: 电子工程世界

业界第一个采用90 nm工艺带有片上闪存的微控制器,实现200 MHz业界最高运行速度
利用高性能SH-2A CPU内核,性能较以前产品提升约4倍,有助实现高精度、实时引擎传输控制

日前,瑞萨科技(Renesas Technology Corp.)宣布开发出了业界第一个采用90 nm(纳米)工艺并带有片上闪存的,可用于汽车引擎、传输等控制程序开发的微控制器——32位SuperH(注1) 系列SH72546RFCC。据悉,该样品将从2007年10月开始在日本交付。

SH72546RFCC微控制器最大的突破是可在汽车应用所需的125℃高温工作环境下,实现200 MHz的业界最高运行速度。此外,它还采用了业界最大的片上闪存容量,可以实现领先的高精度控制。

SH72546RFCC适用于控制程序开发。从2008年开始,瑞萨就将根据SH72546RFCC提供的性能、封装和引脚分配兼容性开发批量生产规格的产品阵容。由于SH72546RFCC与批量生产规格产品的功能和封装完全兼容,因此用户能够方便的以批量生产规格产品同样的方式使用SH72546RFCC,进行控制单元设计和程序的开发,从而快速无缝地将其应用于批量生产的器件中。

SH72546RFCC拥有以下具体特性:
(1)高性能SH-2A CPU内核和200 MHz高速运行有助于实现快速的实时控制
SH72546RFCC集成了采用超标量体系结构设计和哈佛架构的高性能SH-2A CPU内核。与以前的引擎控制微控制器的SH-2E CPU内核(配备SH-2的FPU)相比,在相同频率条件下,性能提高了1.5倍以上。

此外,较瑞萨以前最高80 MHz工作频率的SH7050系列相比,工作频率提升了2.5倍,达到了业界最高水平的200 MHz,而CPU处理性能大约提升了4倍,有助于实现更快速和更精确的实时引擎和传输控制。

同时,SH-2A与SH-2E兼容,可以使用现有的程序,进而有利于缩短程序开发时间。

(2)3.75 MB大容量片上闪存
由于采用了90 nm工艺,因此SH72546RFCC可以提供业界最大3.75 MB容量的片上闪存,使大型程序的存储成为可能。此外,带有实际上相当于EEPROM(电可擦除和可编程只读存储器)的128 KB片上闪存,所以SH72546RFCC还具备数据存储功能,无需外部EEPROM并有助于降低系统成本。

通常,由于工作原理不同,闪存要比逻辑电路的最高运行速度缓慢。但在SH72546RFCC中,由于通过采用瑞萨专有技术,SH72546RFCC实现了更高的闪存存取速度,利用一个高速缓存电路在200 MHz条件下实现了实际上等于1个周期的存取性能。

(3)提供用于引擎和传输控制的全面片上外设功能
SH72546RFCC集成了适用于引擎和传输控制的丰富功能,其片上提供的外设功能和接口是一个多功能定时器单元(ATU-III:先进定时器单元III),可用于引擎和传输控制;而集成的高速12位A/D转换器、CAN(注2) 接口和SPI(串行外设接口)更可以实现高精度实时控制和小安装面积。

(4)片上功能有助于提高程序开发效率
SH72546RFCC拥有的独立于用户RAM的大容量片上仿真RAM(注3) 可作为程序开发的一个专用功能。这个RAM与闪存面积相当,可以实时调整应用程序的控制参数,在它的帮助下,在微控制器工作期间数据即可用进行预期的改写。同时,该微控制器具备的诸如AUD(先进用户调试器)等调试功能亦可帮助用户提升程序开发的效率。

<开发背景>

最近几年,汽车领域正在强调更加严格的环保排放要求和改善燃料消耗的需求。因此,引擎和传输控制系统就要求达到更高的精度,这就带来了对控制用微控制器日益增长的需求:要求微控制器能提供更高的处理性能,以及执行更精确控制的大型程序处理能力——换句话说,就是要求微控制器能提供用于程序存储的更大片上存储容量。

瑞萨当前批量生产的用于上述市场的SH7050系列集成了一个SH-2E CPU内核,该系列微控制器已被广泛采用并在全球保持着领先的市场份额。现在,为了满足对更高性能的需求,瑞萨计划采用90 nm工艺开发一系列与SH-2E兼容的、集成了SH-2A CPU内核的产品,这些产品改善了性能,配备了大容量闪存并具有高达200 MHz的运行速度。作为一个初始步骤,瑞萨首先开发出了SH72546RFCC,作为一款用于程序开发的产品。

<其他产品细节>

SH72546RFCC集成了高性能SH-2A CPU内核,具备极佳的实时控制能力,可以在200 MHz运行条件下实现大约400 MIPS(每秒百万指令)的高处理性能。

3.75 MB大容量片上闪存为程序存储提供了必要条件,有助于执行更精确控制的大型程序处理。此外,128 KB EEPROM功能区有利于在系统运行期间进行数据改写,这样就不必使用外部EEPROM,并有助于降低系统成本。

SH72546RFCC还包括适用于引擎控制的丰富的外设功能。其中,ATU-III是一个用于引擎和传输控制的具备最大106路输出能力的定时器,它包括32位输入捕捉/输出比较功能、单脉冲输出、PWM(脉宽调制)输出等等,而有37个输入通道的12位A/D转换器可以对多个传感器的模拟数据进行高速转换。该器件还提供了各种通信接口,包括一个车载网络CAN接口和一个连接外部器件的SPI。这些丰富的外设功能和接口可减少系统器件的数量。

该器件采用272引脚P-BGA(21 mm×21 mm)封装。

SH72546RFCC可用的开发工具包括USB总线供电E10A-USB片上调试仿真器,无需使用外置电源和E200F全规格仿真器。

今后,将批量生产的规格产品计划中不包括如仿真RAM的SH72546RFCC调试功能,而包括了配有片上闪存和RAM容量,以及低引脚数产品阵容的产品,以满足不断发展的市场需要。

<典型应用>

·用于车载系统如引擎和传输控制设备的程序开发。




<注释>

1.SuperH是瑞萨科技的商标。
2.CAN(控制局域网络)是一种用于车辆的网络规范,由德国罗伯特·博世有限公司提出。
3.仿真RAM是用于调整的RAM,独立于用户RAM。其地址与闪存区重叠,可以在运行期间对数据进行预期的改写。

关于瑞萨

瑞萨科技是移动电话、汽车、消费电子等领域内世界领先的半导体系统解决方案供应商之一,也是全球首位的MCU供应商。瑞萨科技还提供 LCD 驱动IC、智能卡IC、射频IC、SoC、SiP 等产品。作为日立 (TSE: 6501, NYSE: HIT) 与三菱电机 (TSE: 6503) 的合资公司,瑞萨科技成立于2003年。在2005财年(截止2006年3月),瑞萨科技销售收入达到9526亿日元。瑞萨科技总部位于日本东京,拥有一个遍布20多个国家和26,200雇员的制造、设计、销售的全球性网络。

如需获取更详细的信息,请访问公司网站: http://www.renesas.com

关键字:传输  引擎  容量  片上

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