Renesas: drei neue, für Motorsteuerung optimierte Mikrocontrollerfamilien

Im Bereich der Mikrocontroller drängen immer mehr Chips auf den Markt, deren Stärke die Ansteuerung aller Arten von Motoren ist. GigaDevice bietet mit dem GD32E5 beispielsweise ein ähnliches Produkt an; Renesas erweitert mit RA4T1, RA6T3 und und RX26T sein Portfolio. Dieser Artikel stellt die drei Neulinge vor.

Worum geht es hier?

Im Prinzip ist jeder Mikrocontroller - passende externe Bescheidung ist natürlich vorausgesetzt - zur Ansteuerung von Motoren befähigt. Sowohl die zur Motorsteuerung benutzten Algorithmen als auch die benötigte Hardware lässt sich allerdings vereinfachen, wenn das Design der Peripherie-Geräte auf die Bedürfnisse dieser Chips zugeschnitten ist. Angemerkt sei, dass die drei neuen Chips - dieser Trend ist in der Halbleiterindustrie universell - sich auf das Generieren der Steuersignale beschränken, und explizit keine Leistungselektronik mitbringen. Zur Finalisierung der eigentlich drehenden Turbine ist immer zusätzliche Elektronik erforderlich.

RX26T - 5V-fähiger Mikrocontroller auf Basis eines RXV3-Kerns.

Kandidat Nummer eins ist der RX26T, der einen mit bis zu 120 MHz getakteten Renesas-Kern mitbringt. Neben bis zu 512 KByte Remanentspeicher und 64 KByte SRAM stehen auch 16 kB EEPROM-artiger Speicher zum Ablegen von Konstanten zur Verfügung. Wie in der Einleitung genannt, unterstützt er einen Spannungsbereich von 2,7-5,5 V - dies ist nicht nur zu Erhöhung der Stör-Festigkeit hilfreich, sondern spart Level Shifter bei der Interaktion mit vielen Motorsteuerungs-ICS.

Bildquelle: https://www.renesas.com/eu/en/products/microcontrollers-microprocessors/rx-32-bit-performance-efficiency-mcus/rx26t-32-bit-microcontroller-optimized-dual-motor-and-pfc-control?

Interessant ist, dass der GPIO-Port - wie in der Abbildung gezeigt - zweigeteilt ist. Die Pins PB1 und PB2 sind dabei „immer“ für 5 V befähigt, während sich die maximalen Spannungen der anderen Pins an der Versorgungsspannung orientieren.

Bildquelle: https://www.renesas.com/eu/en/document/mah/rx26t-group-users-manual-hardware?r=25424951.

Im Rechenkern findet sich außerdem die zweite Version des Trigonometric Function Accelerator, die nach Aktivierung verschiedene trigonometrischen Operationen stark beschleunigt. Interessant ist außerdem die erweiterte PWM-Engine, die Renesas folgendermaßen beschreibt:

1

    • 120 MHz PWM

2

        ◦ 3-phase complementary x 2 channels, 5-phase complementary x 1 channel, single-phase complementary x 8 channels

3

        ◦ High-resolution PWM x 4 channels with timing adjustment down to 260 ps (picoseconds)

Zu guter letzt gibt es einen CAN-FD-Transceiver mit den Performancedaten SO 11898-1:2015 compliant, max. 5 Mbps. Neben einem I2C-Interface steht auch ein I3C Basic-Interface zur Verfügung, um die „Zukunftssicherheit“ des Controllers zu sichern. Die eigentliche „Darbietung“ erfolgt in verschiedenen Gehäusen; weitere Informationen sind den Abbildungen zu entnehmen.

Bildquelle: https://www.renesas.com/eu/en/products/microcontrollers-microprocessors/rx-32-bit-performance-efficiency-mcus/rx26t-32-bit-microcontroller-optimized-dual-motor-and-pfc-control?

In der Pressemitteilung verspricht Renesas „sofortige“ Verfügbarkeit der Produkte bei verschiedenen Distributoren - eine OEMSecrets-Suche nach den Bauteilen ergab derzeit keine lieferwilligen Distributoren. Dabei ist allerdings zu beachten, dass die Modellsequenz nur „die halbe Miete“ darstellt. Wer die Namen der einzelnen Chips herausfinden möchte, muss die URL https://www.renesas.com/eu/en/products/microcontrollers-microprocessors/rx-32-bit-performance-efficiency-mcus/rx26t-32-bit-microcontroller-optimized-dual-motor-and-pfc-control suchen und bis zur Product Options-Tabelle nach unten scrollen.

RA4T1 und RA6T3 - ARM-basierte Motorsteuerungs-Mikrocontroller in zwei Ausbaustufen

Spätestens seit dem die diversen Anbieter von Funkmodul die „Vorteile“ des Anbieten pinkompatibler Varianten gezeigt haben, ist dieser Trend auch im Bereich der Mikrocontroller sichtbar. Der RA4T1 bringt einen mit 100 MHz laufenden Cortex M33 mit, dem entweder 128 oder 256 kB Flash und 40 KByte SRAM zur Verfügung stehen; analog zum RX26T gibt es auch hier einen vier KByte großen EEPROM-Bereich für das Remanentspeicher von Konstanten.

Bildquelle: https://www.renesas.com/eu/en/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m-mcus/ra4t1-ra4-series-100mhz-arm-cortex-m33-motor-control-microcontroller?

Der RA6T3 unterscheidet sich von ihm insofern, als er seinen M33-Kern mit bis zu 200 MHz taktet und außerdem eine USB 2.0 Full Speed-Schnittstelle mitbringt. Im Rahmen der Ankündigung verspricht Renesas, dass die beiden Systeme pinkompatibel sind; das „Wechseln“ zwischen den beiden Controller ist also mit vergleichsweise geringem Aufwand (BOM-Austausch und Rekompilation der Software sowie wie üblich Testing) möglich.

Bildquelle: https://www.renesas.com/eu/en/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m-mcus/ra6t3-ra6-series-200mhz-arm-cortex-m33-motor-control-microcontroller?

Während die beiden Controller im Bereich der Versorgungsspannung auf 2,7-3,6 V beschränkt sind, versprechen die Datenblätter, dass einige GPIO-Pin-Pins 5 V-tolerant sind. Hervorzuheben sind außerdem die diversen Gehäuseformate, die sich folgendermaßen präsentieren:

1

– 64-pin LQFP (10 mm × 10 mm, 0.5 mm pitch)

2

– 48-pin LQFP (7 mm × 7 mm, 0.5 mm pitch)

3

– 48-pin QFN (7 mm × 7 mm, 0.5 mm pitch)

4

– 32-pin LQFP (7 mm × 7 mm, 0.8 mm pitch)

5

– 32-pin QFN (5 mm × 5 mm, 0.5 mm pitch)

Im Bereich der Peripheriegeräte verspricht Renesas sonst, was man von der oben besprochenen MCU kennt - es gibt einen trigonometrischen Beschleuniger, CAN FD und Unterstützung für I3C. Interessant ist, dass einige der Controller mittlerweile bei Distributoren verfügbar sind. Die Abbildung zeigt einen Beispiel-Scan der Preislage aus OEMSecrets.

Bildquelle: OEMSecrets.