Renesas ra
Renesas Advanced (RA)[1] sind 32-bit Microcontroller basierend auf Arm Cortex-M33, -M23 und -M4 Prozessor-Kernen.
RA integriert Secure Element Funktionalität mit PSA-Zertifizierung[2] für sichere Internet-of-Things Geräte für unterschiedliche Anwendungen, unter anderem für Geräte der Industrie 4.0.
Geschichte
Hardware (Mikrocontroller)
- Erste Hardware steht seit Oktober 2019 zur Verfügung. Dabei handelt es sich um die RA2A1, RA4M1, RA6M1, RA6M2, RA6M3 Mikrocontroller-Gruppen.[3]
- Im Mai 2020 wurde ein Device mit Bluetooth Low Energy BLE 5.0 veröffentlicht. Es handelt sich um die RA4W1 Gruppe.[4]
- Im Oktober 2020 wurde ein Device mit Cortex-M33 Core[5] und Arm TrustZone veröffentlicht und ein applikationsspezifisches Device mit Cortex-M4 für Motor Control veröffentlicht[6]
- Im Dezember 2020 wurde ein Ultra-Low-Power Baustein mit Cortex-M23 und ein Baustein der Mainstream Serie mit Cortex-M33 Core veröffentlicht.[7][8]
- Im Januar 2021 wurde ein der Entry-Line Baustein RA2E1 veröffentlicht.[9]
- Im März 2021 wurde mit dem RA6M5 ein neues Flagship Device vorgestellt.[10]
- Im September 2021 wurden mit dem RA4E1 [11] und dem RA6E1[12] die ersten hoch peformanten Entry-Line Bausteine der RA Familie eingeführt.
- Im Oktober 2021 wurde mit dem RA2E2 die RA2-Serie um einen weiteren Entry-Line Baustein erweitert.[13]
Software (Software Paket)[14]
- v0.8.0 wurde im Oktober 2019 auf Github released.
- v1.0.0 wurde im März 2020 released.
- v2.0.0 wurde Zeitgleich mit dem RA6M4 im Oktober 2020 auf Github released
- V2.2. wurde im Dezember 2020 auf Github veröffentlicht und unterstützt folgende Devices[12]: RA2A1, RA2L1, RA4M1, RA4M3, RA4W1, RA6M1, RA6M2, RA6M3, RA6M4, RA6T1
- V2.3. wurde im Januar 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA2E1, RA4M2
- V2.3. wurde im März 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA6M5
- V3.3.0 wurde im September 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA4E1 und RA6E1
- V3.4.0 wurde im Oktober 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA2E2
Die Mikrocontroller Serien
Die RA Familie besteht aus den drei Mikrocontroller-Serien RA2, RA4 und RA6
Serie | Taktrate | Speicherdichte | Merkmale |
RA6 | Bis zu 240 MHz | Große Speicherdichte: Bis zu 2 MB on-chip Flash, bis zu 640 kB integriertes SRAM | Für Anwendungen mit hoher Rechenleistung |
RA4 | Bis zu 100 MHz | Mittlerer Speicherdichte: Bis zu 1 MB on-chip Flash, bis zu 128 kB integriertes SRAM | Für Anwendungen mit niedriger Leistungsaufnahme und hoher Rechenleistung |
RA2 | Bis zu 48 MHz | Optimierte Speicherdichte: Bis zu 256 kB on-chip Flash, bis zu 32 kB integriertes SRAM | Für Anwendungen mit niedriger Leistungsaufnahme |
RA2 Serien
Die RA2 Mikrocontroller Serie ist auf niedrige Leistungsaufnahme optimiert und bietet eine CPU-Leistung von bis zu 48 MHz mit einem Arm Cortex-M23-Kern mit bis zu 256 kB integriertem Flash-Speicher und einer einzelnen Spannungsversorgung im Bereich von 1,6 V bis 5,5 V. Mit Peripheriegeräten wie kapazitivem Touch eignet sich die RA2-Serie ideal für Systemsteuerungs- oder Benutzeroberflächenanwendungen wie Gesundheitsgeräte, Haushaltsgeräte, Bürogeräte und Messgeräte.
Gruppe | Flash (kB) | SRAM (kB) | Anzahl Pins | Betriebsspannung (V) | Maximale Betriebsfrequenz (MHz) | Merkmale |
RA2A1 |
256 | 32 | 32-64 | 1.6-5.5 | 48 | Fünf Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48-MHz, 32-64-Pin-Gehäusen, 256 KB Flash-Speicher und 32 KB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, USB Full-Speed, 24-Bit-A/D-Umsetzer, 16-Bit-A/D Umsetzer, Security und Safety Merkmale |
RA2L1 |
32-128 | 16 | 25-64 | 1.6-5.5 | 48 | 48 Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48 MHz, 25-64-Pin-Gehäusen, 128 KB Flash-Speicher und 16 KB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, Security und Safety Merkmale. Diese MCU Familie addressiert Kosten- und Platzsensitive Applikationen. |
RA2E1 |
256 | 32 | 32-64 | 1.6-5.5 | 48 | Fünf Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48-MHz, 32-64-Pin-Gehäusen, 256 KB Flash-Speicher und 32 KB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, USB Full-Speed, 24-Bit-A/D-Umsetzer, 16-Bit-A/D Umsetzer, Security und Safety Merkmale |
RA2E2 |
16-64 | 8 | 16-24 | 1.6-5.5 | 48 | 27 Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48MHz, 16-24-Pin-Gehäusen, 64 KB Flash-Speicher und 8 kB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, Security und Safety Merkmale. Diese MCU Familie addressiert Anwendungen mit sehr niedriger Leistungsaufnahme von 81uA/MHz im aktiven und 200nA im Standby-Modus. Des weiteren werden maximale Umgebungstemperaturen von 125°C unterstützt. |
RA4 Serien
Die RA4 Serie verbindet den Bedarf an geringem Stromverbrauch mit dem Bedarf an Konnektivität und Rechenleistung. Diese Mikrocontroller bieten eine CPU-Leistung von bis zu 48 MHz mithilfe eines Arm Cortex-M4-Kerns mit bis zu 256 KB integriertem Flash-Speicher. Die Serie bietet eine breite Palette an Peripherien, darunter USB, CAN, ADC, kapazitivem Touch, einen Segment-LCD-Controller und zusätzliche IP-Sicherheitsintegration. Damit eignet sie sich für Industrieanlagen, Haushaltsgeräte, Bürogeräte, Gesundheitsprodukte und Messgeräte.
Gruppe | Flash (kB) | SRAM (kB) | Anzahl Pins | Betriebsspannung (V) | Maximale Betriebsfrequenz (MHz) | Merkmale |
RA4M1 |
256 | 32 | 40-100 | 1.6-5.5 | 48 | Sieben Varianten von 48-MHz- Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern, 40-100-Pin-Gehäusen, 256 KB Flash-Speicher und 32 KB SRAM, einschließlich Segment-LCD-Controller, kapazitivem Touch, USB Full-Speed, 14-Bit-A/D-Umsetzer, Security und Safety Merkmale |
RA4E1 |
256-512 | 128 | 48-64 | 2.7-3.6 | 100 | Vier Varianten von 100 MHz Entry-Line Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 48-64-Pin-Gehäusen, bis zu 512kB Flash-Speicher und 128 kB SRAM. |
RA4M2 |
256-512 | 128 | 48-100 | 2.7-3.6 | 100 | 12 Varianten von 100 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 48-100-Pin-Gehäusen, bis zu 512kB Flash-Speicher und 128 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, CAN, USB Full-Speed, Security- , Safety- und Analogfunktionalität. Dieser Baustein erreicht eine Stromaufnahme von 80uA/MHz während der CoreMark Algorithmus aus dem Flash ausgeführt wird. |
RA4M3 |
512-1024 | 128 | 64-144 | 2.7-3.6 | 100 | Sieben Varianten von 100 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 64-144-Pin-Gehäusen, bis zu 1MB Flash-Speicher und 128 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, CAN, USB Full-Speed, Security- , Safety- und Analogfunktionalität |
RA4W1 |
512 | 96 | 56 | 1.8-3.6 | 48 | Bluetooth Low Energy 5.0-Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern bei 48-MHz mit 56-poligen QFN-Gehäuse, 512 kB Flash-Speicher und 96 kB SRAM, einschließlich Segment-LCD-Controller, kapazitivem Touch, USB Full-Speed, 14-Bit A/D-Umsetzer, Security und Safety Merkmale |
RA6 Serien
Die RA6 Serie bietet die umfassendste Integration von Kommunikationsschnittstellen sowie das höchste Leistungsniveau. Diese Mikrocontroller beinhalten einen Arm Cortex-M4-Kern, einen Speicherbereich von 512 kB bis 2 MB Flash und eine CPU-Leistung von bis zu 120 MHz. Die Serie bietet die Integration von Ethernet-, USB Full-Speed- und USB High Speed-, QSPI-, CAN- und TFT-Bildschirmtreibern. Die RA6 Serie ist für Anwendungen wie IoT-Endpunkte, weiße Ware, Zähler und andere Industrie- und Verbraucheranwendungen geeignet.
Gruppe | Flash (kB) | SRAM (kB) | Anzahl Pins | Betriebsspannung (V) | Maximale Betriebsfrequenz (MHz) | Merkmale |
RA6M1 |
512 | 256 | 64-100 | 2.7-3.6 | 120 | Vier Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern, 64-100-Pin-Gehäusen, 512 kB Flash-Speicher und 256 kB SRAM sowie kapazitivem Touch, CAN, USB Full-Speed, Sicherheitsfunktionen und analog Funktionalität |
RA6M2 |
512-1024 | 384 | 100-145 | 2.7-3.6 | 120 | Sechs Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern, 100-145-Pin-Gehäusen, bis zu 1 MB Flash-Speicher und 384 kB SRAM sowie kapazitivem Touch, Ethernet-, CAN-, USB Full-Speed, Security- ,Safety- und Analogfunktionalität |
RA6M3 |
1024-2048 | 640 | 100-176 | 2.7-3.6 | 120 | 10 Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern mit 100-176-Pin-Gehäusen, bis zu 2 MB Flash-Speicher und 640 kB SRAM sowie TFT-LCD-Controller, 2D-Grafik-Engine und kapazitivem Touch, Ethernet, CAN, USB, Security- ,Safety- und Analogfunktionalität |
RA6E1 |
512-1024 | 256 | 48-100 | 2.7-3.6 | 200 | Sechs Varianten von 200 MHz Entry-Line Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 48-100-Pin-Gehäusen, bis zu 1MB Flash-Speicher und 256kB SRAM. |
RA6M4 |
512-1024 | 256 | 64-144 | 2.7-3.6 | 200 | Neun Varianten von 200 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 64-144-Pin-Gehäusen, bis zu 1MB Flash-Speicher und 256 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, Ethernet, CAN, USB Full-Speed, OctaSPI, Security- , Safety- und Analogfunktionalität |
RA6M5 |
1024-2048 | 512 | 100-176 | 2.7-3.6 | 200 | 20 Varianten von 200 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 100-176-Pin-Gehäusen, bis zu 2MB Flash-Speicher und 512 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, Ethernet, CAN FD, USB High-Speed und Full-Speed, OctaSPI, Security- , Safety- und Analogfunktionalität. Die RA6M5 Gruppe komplimentiert die Renesas RA Mainstream Serie und ist das neue Flagship Device. |
RA6T1 |
256-512 | 64 | 64-100 | 2.7-3.6 | 120 | Vier Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern mit 64-100-Pin-Gehäusen, bis zu 512 KB Flash-Speicher und 64 KB SRAM sowie applikationsspezifische Funktionalität für Motor Control |
Software
Flexible software package
Das RA Flexible Software Package (FSP) beinhaltet Treiber für alle Peripherieelemente der RA Mikrocontroller, das FreeRTOS Echtzeitbetriebssystem, Middleware-Stacks, und definierte APIs um das gesamte Arm-Ökosystem zu nutzen.
Download auf Github
Mekmale
- HAL-Treiber
- Konfigurator und Codegenerator
- Statische und dynamische Analyse mit branchenüblichen Tools
- Anwendungsunterstützung in RTOS- und Nicht-RTOS-Umgebungen
- FreeRTOS-Unterstützung
- Tool um RTOS-Ressourcen zu konfigurieren(Threads, Mutexe usw.)
- TCP / IP- und andere Konnektivitätsprotokollstacks
- Einfache Konnektivitätsoptionen zu wichtigen Cloud-Anbietern
- USB-Middleware-Unterstützung für CDC- und Massenspeicherklassen
- Sichere Verbindungen über Mbed TLS
- Aktivieren Sie kryptografische PSA-APIs und Unterstützung für integrierte Hardwarebeschleunigung
- Grafikschnittstellentools mit Segger emWin und TES Dave2D
- Sichere Debugging-Funktionen
- Tool-Support von Renesas und Lösungen von Drittanbietern
- Vollständiger Quellcode über GitHub verfügbar
Komponenten
- CMSIS-kompatible Paketdateien für die integrierte Entwicklungsumgebung Renesas e2 studio
- Board Support Package (BSP) für RA-Mikrocontroller und Evaluierungsboards
- HAL-Treiber für Peripherien
- Middleware-Stacks und -Protokolle
- Modulkonfiguratoren und Codegeneratoren
- Quelldateien zur Integration in Entwicklungsumgebungen und Tools von Drittanbietern
Tool-chain
Das RA FSP unterstützt folgende Entwicklungsumgebungen mit entsprechenden Compiler
- e2 studio Integrated Development Environment (IDE)
- GCC Compiler for Arm
- Arm Keil MDK
- Arm Compiler v6
- IAR Embedded Workbench
Debugger
- SEGGER J-Link
- Renesas E2 & E2 Lite
Ecosystem
Neben der Renesas e2 Studio-IDE unterstützt das FSP auch Tools und IDEs von Drittanbietern. Diese Unterstützung wird durch die RA Smart Configurators (RASC) Anwendung bereitgestellt. Der Renesas RA Smart Configurator ist eine Desktop-Anwendung, mit der das Softwaresystem (BSP, Treiber, RTOS und Middleware) für einen RA-Mikrocontroller konfigurieren werden kann, wenn eine IDE und die Toolchain eines Drittanbieters verwendenm wird. Der RA Smart Configurator kann derzeit mit IAR Embedded Workbench, Keil MDK und den Arm Compiler 6-Toolchains verwendet werden.
Evaluierungsboards
Evaluierungsboards RA6 Serie
EK-RA6M4
Evaluierungsboard für die RA6M4 Mikrocontroller Gruppe
EK-RA6M5
Evaluierungsboard für die RA6M5 Mikrocontroller Gruppe
FPB-RA6E1
Flexible Prototyping Board für die RA6E1 Mikrocontroller Gruppe
EK-RA6M3G
Evaluierungsboard für die RA6M3 Mikrocontroller Gruppe mit optionalem Graphic-Aufsteckboard
EK-RA6M3
Evaluierungsboard für die RA6M3 Mikrocontroller Gruppe
EK-RA6M2
Evaluierungsboard für die RA6M2 Mikrocontroller Gruppe
EK-RA6M1
Evaluierungsboard für die RA6M1 Mikrocontroller Gruppe
Evaluierungsboards RA4 Serie
EK-RA4M1
Evaluierungsboard für die RA4M1 Mikrocontroller Gruppe
EK-RA4W1
Evaluierungsboard für die RA4W1 Mikrocontroller Gruppe
FPB-RA4E1
Flexible Prototyping Board für die RA4E1 Mikrocontroller Gruppe
EK-RA4M2
Evaluierungsboard für die RA4M2 Mikrocontroller Gruppe
EK-RA4M3
Evaluierungsboard für die RA4M3 Mikrocontroller Gruppe
Evaluierungsboards RA2 Serie
EK-RA2A1
Evaluierungsboard für die RA2A1 Mikrocontroller Gruppe
EK-RA2L1
Evaluierungsboard für die RA2L1 Mikrocontroller Gruppe
EK-RA2E1
Evaluierungsboard für die RA2E1 Mikrocontroller Gruppe
EK-RA2E2
Evaluierungsboard für die RA2E2 Mikrocontroller Gruppe
Tools
Compiler
- GCC Compiler for Arm
- Arm Keil MDK (Arm Compiler v6)
- IAR Embedded Workbench
Debugger
Mit der ARM CoreSight-Debugger-IP wird eine Vielzahl von On-Chip-Debuggern unterstützt. Die Segger J-Link-Familie und die Renesas E2 / E2 Lite-Debugger unterstützen SWD- und JTAG-Verbindungen sowie ETM- und ETB-Trace-Daten vollständig.
- Segger J-Link
- Renesas E2 and E2 lite
Partner
Das RA Partner Ecosystem bietet eine Reihe von Software- und Hardware-Bausteinen, die mit MCUs der Renesas RA Familie sofort einsatzbereit sind.
Dokumentation
Teilenummerbeschreibung
Bauteilebezeichnung mit Stellen von Links nach Rechts:
- R - Renesas
- 7 - Mikrocontroller
- F - Flash
- A - Advanced Familie
- x - RA Serie
- 2 - RA2 Serie
- 4 - RA4 Serie
- 6 - RA6 Serie
- x - Application
- A - Analogue
- M - Mainstream
- W - Wireless
- E - Entry
- L - Low-Power
- T - Motor Control
- x - RA Gruppe
- x - Merkmale
- x - Größe des Flash-Speichers
- x - Temperaturebereich
- 2 - -40°C to 85°C
- 3 - -40°C to 105°C
- 4 [-40°C to +125°C]
- x - ROM Number
- x - ROM Number
- x - ROM Number
- x - Qualitätsgrad
- C - Q2A Industiral
- D - Q2B Consumer
- x - Gehäuse
- x - Gehäuse
10. Größe des Glash-Speichers:
3 | 16 kB | 6 | 48 kB | 9 | 128 kB | C | 384 kB | F | 1 MB |
4 | 24 kB | 7 | 64 kB | A | 192 kB | D | 512 kB | G | 1.5MB |
5 | 32 kB | 8 | 96 kB | B | 256 kB | E | 768 kB | H | 2MB |
15 + 16. Gehäuse
Gehäuseform | Anzahl der Pins | Größe in mm | Abstand der Pins in mm | |
FP | LQFP | 100 | 14x14 | 0.5 |
FF | LQFP | 80 | 14x14 | 0.65 |
FN | LQFP | 80 | 12x12 | 0.5 |
FK | LQFP | 64 | 14x14 | 0.8 |
FM | LQFP | 64 | 10x10 | 0.5 |
BU | BGA | 64 | 4x4 | 0.4 |
FL | LQFP | 48 | 7x7 | 0.5 |
LM | LGA | 36 | 4x4 | 0.5 |
FJ | LQFP | 32 | 7x7 | 0.8 |
NH | VQFN | 32 | 5x5 | 0.5 |
NK | HWQFN | 24 | 4x4 | 0.5 |
NJ | HWQFN | 20 | 4x4 | 0.5 |
BY | WLCSP | 16 | 1.84x1.87 | 0.4 |
Weitere Links
https://www.electronicsweekly.com/news/design/better-security-machine-learning-renesas-ra-mcu-support-software-2020-04/
https://www.eejournal.com/article/renesas-goes-mainstream/
White Papers auf Englisch
Securing your IP and Protecting Sensitive Data (https://www.renesas.com/doc/whitepapers/iot-security/whitepaper-security-data-at-rest.pdf)
How to Solve the 6 Top Security Challenges of Embedded IoT Design (https://www.renesas.com/doc/whitepapers/iot-security/iot-security-whitepaper.pdf)
Security for the Connected World (https://www.renesas.com/doc/whitepapers/iot-security/security-for-the-connected-world.pdf)
Secure Internet Communication for IoT Applications (https://www.renesas.com/doc/whitepapers/iot-security/secure-internet-communication-iot-applications.pdf)
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- ↑ https://www.renesas.com/eu/en/about/press-center/news/2020/news20201006.html
- ↑ https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-extends-ra-mcu-family-ra6t1-mcu-group-motor-control-and-ai-based-endpoint-predictive
- ↑ https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-ra-family-adds-ultra-low-power-ra2l1-mcu-group-advanced-capacitive-touch-sensing-cost
- ↑ https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-extends-arm-cortex-based-mcu-family-ra4m3-mcu-group-industrial-and-iot-applications
- ↑ https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-ra-family-adds-ultra-low-power-ra2l1-mcu-group-advanced-capacitive-touch-sensing-cost
- ↑ https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/new-ra6m5-group-renesas-completes-mainstream-line-ra6-series-arm-cortex-m33-based-mcus
- ↑ Vorlage:Internetquelle
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