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[Bearbeiten]

Hardware (Mikrocontroller)[Bearbeiten]

  • 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]
  • 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]

Software (Software Paket)[11][Bearbeiten]

  • 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

Die Mikrocontroller Serien[Bearbeiten]

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

Serie Taktrate Speicherdichte Merkmale
RA6 Bis zu 200 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[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

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

RA4M2[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

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

RA6M4[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

Flexible software package[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]
Mekmale[Bearbeiten]
  • 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[Bearbeiten]
  • 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[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]
  • SEGGER J-Link
  • Renesas E2 & E2 Lite

Ecosystem[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

Evaluierungsboards RA6 Serie[Bearbeiten]

EK-RA6M3G[Bearbeiten]

Evaluierungsboard für die RA6M3 Mikrocontroller Gruppe mit optionalem Graphic-Aufsteckboard

EK-RA6M3[Bearbeiten]

Evaluierungsboard für die RA6M3 Mikrocontroller Gruppe

EK-RA6M2[Bearbeiten]

Evaluierungsboard für die RA6M2 Mikrocontroller Gruppe

EK-RA6M1[Bearbeiten]

Evaluierungsboard für die RA6M1 Mikrocontroller Gruppe

Evaluierungsboards RA4 Serie[Bearbeiten]

EK-RA4M1[Bearbeiten]

Evaluierungsboard für die RA4M1 Mikrocontroller Gruppe

EK-RA4W1[Bearbeiten]

Evaluierungsboard für die RA4W1 Mikrocontroller Gruppe

Evaluierungsboards RA2 Serie[Bearbeiten]

EK-RA2A1[Bearbeiten]

Evaluierungsboard für die RA2A1 Mikrocontroller Gruppe

Tools[Bearbeiten]

Compiler[Bearbeiten]

  • GCC Compiler for Arm
  • Arm Keil MDK (Arm Compiler v6)
  • IAR Embedded Workbench

Debugger[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

Das RA Partner Ecosystem bietet eine Reihe von Software- und Hardware-Bausteinen, die mit MCUs der Renesas RA Familie sofort einsatzbereit sind.

Dokumentation[Bearbeiten]

Teilenummerbeschreibung[Bearbeiten]

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
    4. E - Entry
    5. L - Low-Power
  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 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

Weitere Links[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

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)