Renesas ra

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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 BLE5.0 veröffentlicht. Es handelt sich um die RA4W1 Gruppe.[4]

Software (Software Paket)[5]

  • v0.8.0 wurde im Oktober 2019 auf Github released.
  • v1.0.0 wurde im März 2020 released.

Die Mikrocontroller Serien

Die RA Familie besteht aus den drei Mikrocontroller-Serien RA2, RA4 und RA6

Serie Taktrate Speicherdichte Merkmale
RA6 Bis zu 120 MHz Große Speicherdichte: Bis zu 2 MB on-chip Flash, bis zu 640 kB integriertes SRAM Für Anwendungen mit hoher Rechenleistung
RA4 Bis zu 48 MHz Mittlerer Speicherdichte:

Bis zu 256 kB on-chip Flash, bis zu 32 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

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

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

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-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

Evaluierungsboards RA2 Serie

EK-RA2A1

Evaluierungsboard für die RA2A1 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:

  1. R - Renesas
  2. 7 - Mikrocontroller
  3. F - Flash
  4. A - Advanced Familie
  5. x - RA Serie
    1. 2 - RA2 Serie
    2. 4 - RA4 Serie
    3. 6 - RA6 Serie
  6. x - Application
    1. A - Analogue
    2. M - Mainstream
    3. W - Wireless
  7. x - RA Gruppe
  8. x - Merkmale
  9. x - Größe des Flash-Speichers
  10. x - Temperaturebereich
    1. 2 - -40°C to 85°C
    2. 3 - -40°C to 105°C
  11. x - ROM Number
  12. x - ROM Number
  13. x - ROM Number
  14. x - Qualitätsgrad
    1. C - Q2A Industiral
    2. D - Q2B Consumer
  15. x - Gehäuse
  16. 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

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

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)