低功耗(最低46uA/MHz)、可擴展性(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。獨有的“Snooze”模式,能夠實現真正的低功耗。另外,片上高精度(±1%)高速振蕩器、能夠重復擦寫100萬次支持后臺工作的數據閃存,以及溫度傳感器和多種電源接口端口等內置功能,將有助于降低系統成本和體積。
按照應用領域的不同,RL78微控制器家族被細分為通用應用、LCD應用、特殊應用和汽車應用四大類。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,是指它在很多應用場合都能夠使用。但是,隨著嵌入式設備日趨多樣化,很多應用場合對微控制器的功能需求逐漸增加,為傳統通用微控制器增加定制化功能開始成為趨勢。
例如,為了滿足傳感器應用、照明、電源和許多小型家用電器對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和標準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,如A/D轉換器、D/A轉換器、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并不夠。在RL78/G11微控制器中,一項標志性的創新舉措是瑞薩電子通過使用直接傳輸控制(DTC)、事件鏈路控制器(ELC)、數據操作電路(DOC)和多路中斷標志輸出(INTFO)等智能功能,實現了在內部連接許多外圍設備,以減少CPU使用負荷量,并節省整體功耗的目標。
下圖中,ELC可以直接從事件啟動模塊,而不是通過中斷控制器。而在CPU處于睡眠模式(HALT)期間,ELC也可以從事件啟動模塊,從而在提高系統硬件響應速度的同時降低了功耗
再來看一下如何使用DOC和DTC功能。DOC和DTC是為分擔CPU負荷而專門設計的,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,不需要軟件開發。此外,DTC可以在各種內存地址之間傳輸(SFR,RAM和Flash)24組控制數據和23個觸發源,無需CPU干預,和CPU的數據傳輸指令相比,DTC的數據傳輸速度也更快。
示例中可以看到,采樣輸入通道使用DTC移動并使用DOC控制以檢查報警條件,無需任何CPU干預。之后,DTC自動將ADC結果(掃描模式)傳輸到SRAM以進行報警,存儲在SRAM中的可編程閾值電平將通過DOC自動比較/添加/減少以檢查警報狀況。
而在實際應用中,以瑞薩電子超低功耗單片機RL78/G11為主控MCU的燃氣灶具,采用一節9V干電池供電,電量充足,可用時間長;微動開關輕按即可進行燃氣灶點火;高壓脈沖點火可以更快地點燃燃氣;氣體檢測裝置對于燃氣泄漏進行有效的報警提示,提高安全性;火焰溫度檢測(熱電偶溫度反饋)可以實時獲得火焰溫度,避免撲溢現象造成的熄火;防干燒保護裝置可以有效避免危險的發生及燃氣的浪費。
在為RL78家族微控制器提供完善的硬件和軟件開發工具支持,包括片上E1調試器、E2調試器、E2-Lite調試器、IECUBE在線仿真器、PG-FP5閃存編程器,以及e2Studio和CS+集成開發環境和實時操作系統RTOS等基礎之上,瑞薩電子還為用戶提供了RL78/G11目標板。該目標板內置高速振蕩器可實現高速操作(@2.7-5.5V),支持flash存儲器編程和可擴展外設連接接口,通過具有E2-Lite/E1/EZ-CUBE編程功能的在線調試器,用戶可進行仿真操作和芯片功能測試,并通過EasyGo網站進行示例代碼下載。