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Renesas Electronics ha presentato la serie di microcontrollori RL78/G11, una famiglia di MCU a basso consumo e in package ridotti che permetteranno agli utenti di eseguire facilmente e molto velocemente prototipazioni e sviluppo di sistemi che supportano hubs di sensori a basso consumo e sistemi di sensori. Progettati per connettersi a sensori multipli e convertire i segnali di uscita del sensore in dati digitali, questi sensori hub in miniatura sono utilizzati in una vasta gamma di applicazioni, quali il monitoraggio dell’ambiente operativo dei computer per data center, termocoppie in ambito industriale, dispositivi indossabili per la gestione della salute, rilevamento delle condizioni ambientali in serre e allevamenti, e tante altri ancora.
L’afflusso di informazioni generate da grandi dati combinati con i miglioramenti nelle funzioni di automazione e sensoristica sta aprendo nuove opportunità per migliorare il business e, in ultima analisi, a contribuire a migliorare la qualità della vita. Questo è vero in molti settori, in particolare nel settore industriale, nell’assistenza sanitaria e nelle attività agricole.
In ambito industriale l’obiettivo è il miglioramento dell’efficienza degli impianti di condizionamento e climatizzazione, monitorando gli ambienti operativi dei computer e gli strumenti di comunicazione chiave nei data center e prevedendo i guasti attraverso la raccolta e l’analisi dei dati di funzionamento. Nell’area sanitaria, la registrazione e l’analisi della pressione arteriosa, della frequenza cardiaca e di altri dati da dispositivi indossabili possono aiutare il controllo del paziente giorno per giorno e portare alla scoperta precoce di malattie. Nel settore agricolo, il monitoraggio dell’ambiente e delle condizioni di crescita delle colture per mezzo di sensori ambientali potrebbe portare sia a risparmi sui costi, ad esempio dei fertilizzanti e dei costi di riscaldamento e di illuminazione, sia a una migliore qualità del raccolto in generale. Un numero sempre maggiore di sensori di rilevamento di livello superiore sono richiesti per questo tipo di implementazioni tecnologiche, e l’aumento del consumo di energia associato è diventato un problema, soprattutto in apparecchiature a batteria.
C’è anche una tendenza verso una rapida prototipazione e l’accorciamento dei tempi di sviluppo, utilizzando ad esempio la stampa 3D e altre tecnologie, rendendo necessari sforzi in ambito MCU per supportare facilmente la prototipazione e lo sviluppo rapido.
I dispositivi RL78/G11 sono stati progettati tenendo conto di tutte queste necessità, indirizzando i microcontrollori non solo verso la miniaturizzazione, la riduzione del consumo e quindi l’estensione della durata delle batterie nei sistemi di sensoristica, ma anche verso la necessità di tempi di prototipazione e di sviluppo ridotti. Renesas fornirà anche un ambiente di sviluppo completo che comprende schede di valutazione, strumenti di sviluppo e software di esempio, per contribuire alla realizzazione di dispositivi elettronici ad elevato risparmio energetico a salvaguardia dell’ambiente.
Caratteristiche principali della famiglia RL78/G11:
1) Supporto fino a 13 sensori con un package di soli 24-pin. La serie RL78/G11 supporta il maggior numero di sensori in MCU con 24 pin o meno. Le versioni a 24 e 25 pin di questi nuovi MCU integrano 11 canali di ingressi analogici e sei canali di comunicazione seriale. Anche con il package in miniatura, la MCU RL78/G11 è in grado di gestire segnali di ingresso da un massimo di 13 sensori. L’elaborazione dei segnali di ingresso dai sensori da parte delle funzionalità analogiche integrate e le funzioni di comunicazione seriale (ricezione) che operano anche in modalità standby consentono un controllo a bassa potenza, anche in sistemi con più sensori.
RL78/G11 offre funzioni estese, quali il risveglio ad alta velocità, che permette le transizioni della CPU dalla modalità standby al normale funzionamento in 4 microsecondi e le transizioni della modalità di funzionamento flash che ottimizzano le prestazioni operative della CPU e che contribuiscono al risparmio energetico. I dispositivi supportano anche la misurazione della tensione di batteria utilizzando come riferimento una tensione interna fissa che opera a partire da una tensione di alimentazione di 1,8 V. Sfruttando opportunamente queste funzioni si arriva a ridurre il consumo energetico in ambito di funzionamento intermittente, contribuendo a un ulteriore risparmio energetico e una maggiore durata della batteria nelle applicazioni con sensori.
Il concetto dei micro RL78/G11 è basato su package di piccole dimensioni con numero di pin da 20 a 25, con quantità di memoria contenuta in 16 KB di flash e su una ricca dotazione di periferiche analogiche quali convertitori A/D, convertitori D/A, comparatori e PGA e su analogica configurabile come PGA+ADC+VBGR, PGA+CMP, CMP+DAC/VBGR, o anche PGA+CMP+DAC/VBGR. La serie è in grado di supportare operatività con richiesta di corrente estremamente contenuta (100 µA @ 1 MHz) ed ha un risveglio ad alta velocità misurabile in 4µs. Disponibile in package con dimensioni 3 x 3 mm2 WFLGA , 4 x 4 mm2 HWQFN e con il package standard LSSOP a 20-pin, questa famiglia di MCU si adatta perfettamente ad applicazioni nel mondo della sensoristica ma anche per il controllo di piccoli elettrodomestici.
2) Semplice ambiente di per una veloce prototipazione e valutazione.
Oltre all’ambiente di sviluppo standard per la famiglia di MCU a 16 bit RL78, Renesas sta sviluppando schede promozionali ultra-miniaturizzate e strumenti di programmazione di facile utilizzo per questi nuovi dispositivi. Questi strumenti supporteranno il download e la fase di debugging del programma e permetteranno anche una prototipizzazione rapida tramite breadboard. Gli strumenti di programmazione di facile utilizzo permetteranno lo sviluppo dei programmi utilizzando solo le operazioni di una GUI. È inoltre supportato il funzionamento periodico utilizzando le funzioni di standby. Renesas si sta muovendo per fornire un nuovo semplice ambiente di sviluppo che permetterà di effettuare operazioni di prototipazione e di valutazione in un solo giorno, dove in precedenza ci sarebbe voluto una settimana intera.
Questi nuovi dispositivi integrano anche una gamma estesa di funzioni utili in una varietà di applicazioni. Queste includono timer in grado di funzionare in modalità PWM complementare con funzione di cutoff forzato sulle uscite, funzioni di safety che possono rilevare operazioni hardware scorrette, funzioni di comunicazione seriale multicanale, funzioni timer in grado di eseguire il controllo flyback, e una funzione INTFO che permette di portare i segnali di interrupt in uscita su pin esterni. Utilizzando caratteristiche smart quali DTC ed ELC un certo numero di periferiche possono essere connesse internamente al fine di ridurre il carico di lavoro della CPU e quindi diminuire il consumo totale.
Campioni di RL78/G11 saranno disponibili da Ottobre 2016. L’inizio della mass production è prevista per Dicembre 2016 e la previsione è quella di raggiungere un volume produttivo di 50,000 unità al mese nel 2018. Renesas ha pianificato di fornire schede di valutazione, tools di sviluppo e software di esempio per questi prodotti.
