Компания Renesas представила RX74M и RX74N — два новых 32-битных микроконтроллера семейства RX, выполненных по 22-нм техпроцессу со встроенной памятью MRAM. Оба построены на ядре RXv3e с частотой 600 МГц и рассчитаны на промышленную автоматизацию, управление двигателями, робототехнику и управление энергопотреблением.
Микроконтроллеры несут до 1 МБ кодовой MRAM, 1,5 МБ SRAM и 256 КБ локальной RAM без тактов ожидания для обработки в реальном времени. RX74M добавляет встроенный контроллер EtherCAT Slave, два гигабитных Ethernet MAC с поддержкой TSN и Ethernet-коммутатор для промышленных сетей, тогда как RX74N предлагает единственный гигабитный интерфейс Ethernet для общепромышленных задач. Среди прочего — CAN FD, USB 2.0, I3C, таймеры ШИМ высокого разрешения и аппаратная защита Renesas Protect Zone.
Характеристики Renesas RX74M и RX74N:
Блок-схема RX74M
Блок-схема RX74M
- MCU — 32-битное ядро RXv3e с частотой 300/480/600 МГц
- до 3604 CoreMark на 600 МГц
- поддержка вычислений с плавающей точкой одинарной и двойной точности
- ускоритель тригонометрических функций
- функция сохранения банка регистров для ускоренного отклика на прерывания
- 32 КБ кэша инструкций и 32 КБ кэша данных с ECC
- Память
- до 1 МБ кодовой MRAM с поддержкой двух банков
- 48 КБ MRAM для данных (100 000 циклов перезаписи)
- 128 КБ пользовательской MRAM (настраивается как MTJ-OTP)
- 1,5 МБ SRAM с ECC
- 256 КБ локальной RAM (2×128 КБ) с ECC и доступом без тактов ожидания
- поддержка внешней SDRAM до 128 МБ
- Накопители
- интерфейс SD/MMC-хоста с поддержкой карт SD и SDIO
- два интерфейса xSPI для внешней Octal Flash и RAM с исполнением на месте (XiP) и дешифрованием на лету
- Камера — интерфейс параллельного захвата с камеры
- Аудио
- 2 последовательных звуковых интерфейса (I2S)
- интерфейс PDM-микрофона
- Сеть
- RX74M
- 2 гигабитных Ethernet MAC
- 2-портовый Ethernet-коммутатор с поддержкой TSN
- 2-портовый контроллер EtherCAT Slave в избранных версиях
- RX74N
- 1 гигабитный Ethernet MAC
- без встроенного контроллера EtherCAT Slave
- RX74M
- USB
- 1× USB 2.0 High-Speed (480 Мбит/с) Host/Device/OTG
- 1× USB 2.0 Full-Speed (12 Мбит/с) Host/Device/OTG
- Последовательные интерфейсы — до 13 интерфейсов SCI/UART
- Прочий ввод-вывод
- до 197 GPIO
- 3 контроллера SPI, 2 контроллера I2C, 1 контроллер I3C
- до 16 32-битных универсальных таймеров ШИМ
- ШИМ высокого разрешения с тактовой частотой управления до 200 МГц
- до 3 16-битных блоков АЦП с 36 входными каналами
- до 2 12-битных ЦАП
- 2 интерфейса фазового счёта
- до 6 каналов дельта-сигма-модулятора (RX74M)
- до 3 контроллеров CAN FD
- Безопасность
- криптодвижок Renesas RSIP-E50D
- AES, RSA, ECC, ChaCha20-Poly1305, SHA-512, SHA3-512, TRNG
- Protect Zone для разделения защищённой и незащищённой сред исполнения
- безопасная загрузка, управление жизненным циклом устройства, обнаружение вскрытия и обнуление ключей
- дешифрование внешней памяти на лету
- Отладка — JTAG, SWD, FINE
- Разное
- датчик температуры
- RTC и сторожевые таймеры
- 8 контроллеров DMA с дополнительными движками передачи
- Питание — от 1,62 В до 3,63 В с поддержкой режимов пониженного энергопотребления
- Корпуса
- 100/144/176-выводной LFQFP (480 МГц, Ethernet 10/100 Мбит/с; также без высокоскоростного USB-контроллера, интерфейса параллельной камеры и контроллера внешней SDRAM)
- 176/224/320-выводной LFBGA (600 МГц, вплоть до гигабитного Ethernet)
- Диапазон температур — от −40 °C до +125 °C (температура кристалла)
- Техпроцесс — 22 нм
Из характеристик видно, что главное различие двух микроконтроллеров — в сетевой подсистеме. RX74M несёт два гигабитных Ethernet MAC, коммутатор с поддержкой TSN и контроллер EtherCAT Slave для промышленной автоматизации, тогда как RX74N ограничен единственным гигабитным интерфейсом Ethernet без EtherCAT и TSN для общепромышленных применений. При этом оба разделяют одно ядро RXv3e, архитектуру памяти и функции безопасности.
Микроконтроллеры также включают движок RSIP-E50D с аппаратным шифрованием, безопасной загрузкой и функцией Protect Zone, разделяющей защищённые и незащищённые операции. По словам Renesas, эти средства помогают разработчикам соответствовать требованиям вроде Cyber Resilience Act (CRA) ЕС и поддерживают постквантовую криптографию (PQC).
Программная поддержка включает Renesas Flexible Software Package (FSP), среду e² studio, компиляторы C/C++ и инструменты партнёров — IAR, Codewerk и RT-Labs. В числе партнёров по экосистеме Renesas называет Zephyr RTOS и eForce. Для промышленных сетей Codewerk предоставляет услуги интеграции PROFINET, а RT-Labs предлагает стек P-Net PROFINET для RX74M. Renesas также даёт примеры проектов для EtherCAT, EtherNet/IP, Modbus, безопасной загрузки и управления двигателями.
Отладочные комплекты Renesas EK-RX74M и EK-RX74N
Комплекты управления двигателями MCK-RX74M и MCK-RX74N
Платы процессора управления двигателями MCB-RX74M и MCB-RX74N
Renesas также выпустила отладочные комплекты EK-RX74M и EK-RX74N, комплекты управления двигателями MCK-RX74M/MCK-RX74N и платы процессора MCB-RX74M/MCB-RX74N. EK-RX74M включает 600-МГц микроконтроллер RX74M, два интерфейса Ethernet, CAN FD, USB, RS-485, внешние Octal Flash и RAM, слот microSD, а также разъёмы расширения Arduino Uno R3, mikroBUS и Pmod.
Особенно интересно использование MRAM вместо традиционной флеш-памяти для хранения программ — это ускоряет прошивку и обновления. Это не первый микроконтроллер Renesas с MRAM: ранее выходили RA8T2 на ядре Cortex-M85 с процессором 1 ГГц, до 1 МБ MRAM и поддержкой EtherCAT для управления двигателями, а также RA8D2 и RA8M2 с MRAM и дополнительными графическими и вычислительными возможностями. Но если серия RA использует ядра Arm Cortex-M85, то RX74M и RX74N построены на собственной архитектуре Renesas RXv3e.
Блок-схема готового решения магнитолевитационного конвейера
Renesas также предложила «готовые комбинации» (Winning Combinations) — заранее протестированные системные решения, включая систему магнитолевитационного конвейера для бесконтактного перемещения материалов с управлением двигателями и промышленными сетями в реальном времени, а также интеллектуальное управление HVAC со встроенным ведомым приводом для вентиляторов, компрессоров и других компонентов климатических систем.
