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助力智能社会,RZ/A1 MPU有何独特优势?

作者:时间:2017-06-04来源:网络

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201706/348137.htm

随着信息与通讯技术(ICT)、半导体行业的发展以及物联网的兴起,日常生活中所使用到的各类产品及系统,如家用电器、工业设备、建筑维护系统、电网、汽车以及交通设施,都开始与网络紧密相关,一个“智能型社会”正在形成。在这个智能社会中,智能手机与平板电脑作为人类与智能型社会之间的接口,正在迅速普及,家用电器及工业设备对高分辨率显示器、以及触摸屏界面的市场需求也在迅速增长。

然而,执行此类复杂的联网及HMI功能需要较高水平的性能及功能,仅靠难以实现,所以此类应用通常采用要求外部存储器(DRAM)的传统嵌入式.但这个方法仍有些许不足,比如:DRAM的操作频率要求使系统设计变得复杂;DRAM接口频繁地更新换代,很难实现长期稳定采购,特别是对于工业设备;安装面积及电磁噪声增加;设备的复杂性加重了软件的开发负担等。

顺应全球ARM生态系统的发展,为未来“智能型社会”创建复杂的人机接口(HMI),瑞萨电子业界首款基于ARM核的高端通用产品应运而生。该产品拥有10兆位片上随机访问内存,无需外部存储器(DRAM)可直接采用宽屏WXGA图形显示器,具有强大的图形处理功能,支持多种视频输入输出方式和丰富的外设接口,通过控制和信息技术的融合实现智能社会。

内置

基于当前丰富的ARM生态系统,内置核,可以方便地使用ARM开发环境、开发工具等进行产品开发。

内置大容量内存

由于技术的进步而引起的DDR/SDRAM的升级,通用的中规模RAM渐渐停产,从而造成了这一范围RAM的日渐空缺,对使用外置RAM的产品来说,无疑增加了采购风险。而内置最大可以达到10M的大容量的内存,一般应用中无需再使用外置RAM,避免了RAM采购稳定性的问题,同时降低了系统成本,提高了系统性能。在目前业界同类MPU中,RZ/A1拥有最大的片上内存。

1)高速的内存存取

核加上片上的大容量内存,可以实现高速的内存存取。例如在处理高速图形数据时,片上RAM支持大带宽低延时的通信,数据不通过外部总线,不必担心由此而引起的总线负担。图1是RZ/A1基于AXI的总线架构,RZ/A1支持多个master和slave的并行通信而互不影响。



图1 RZ/A1AXI总线架构

2)降低了整体功耗和系统成本

无需外置RAM,节省外部RAM模块,降低了系统成本,同时不必担心外置RAM供货问题。另外在产品设计方面降低了功耗以及噪音,同时减小了电路设计的复杂度,减小了装配面积,提高了产品质量和性能。

先进的图形处理功能

RZ/A1支持高解析度(WXGA);支持2D图形加速,可实现高速图形处理,支持OpenVG1.1,可以实现丰富流畅的图形界面;视频支持模拟输入(CVBS,NTSC/PAL/SECAM),支持数字输入(RGB/YCbCr)。并且,RZ/A1视频处理支持图像调节、缩放、翻转以及图像渲染等功能。图2,图3为RZ/A1图像处理示例。



图2图像调节


图3图像渲染

此外RZ/A1具有CMOS Camera接口,可以直接CMOS Camera信号输入,视频输出可以接

支持SPI Multi I/O接口

对于传统的SPI flash接口,串行flash中的程序在运行时需要先被搬到RAM中然后在RAM中运行。而RZ/A1支持SPI Multi I/O接口,支持连接XIP(Execute-In-Place)Quad Serial Flash,CPU可随意访问外部串行flash,程序可直接在外部flash运行,而无需将程序从flash拷贝到内存运行,既节省了内存的使用,又提高了系统运行(尤其是启动)速度。



图4 SPI Multi I/O

此外RZ/A1的SPI Multi I/O接口与并行NOR flash接口相比大大节省了管脚数量,简化了产品设计,而同时存取数据速度可达到并行NOR flash的水平。

丰富的通讯和外设接口

RZ/A1具有丰富的通讯和外设接口,包括10/100M Ethernet MAC、Ethernet AVB、USB 2.0(支持Host/Function)、SD/MMC/SCI接口、CAN接口、I2C接口、PWM输出等。此外外部ROM接口方面,除了SPI Multi I/O接口,RZ/A1还支持NAND flash和NOR flash接口。

应用案例

图5是应用于工业控制系统的方案示意图。



图5 RZ/A1工业控制系统应用示例


其中各模块及接口作用如下:

1)PWM接口用于输出电机控制信号。

2)IIS音频输出接扬声器,用于报警提示。

3)Ethernet MAC外接Ether PHY用于接入以太网。

4)SPI Multi I/O接口外接XIP Quad SPI flash用于存储应用程序及引导系统启动。

5)I2C接口外接EEPROM,用于存储设备及生产商信息。

6)SDHI(SD host interface)接口可接SD卡用于存存储系统运行日志。

7)USB2.0接口可以外接USB外设,提供方便灵活的信息交互。

8)VDC模块(Video display controller)支持Camera信号输入,用于工业现场实时监控。支持外接,通过丰富流畅的图形及视频处理功能,提供友好的人机接口。

RZ/A1除了应用于工业控制系统(人机接口)外,还可以应用于智能家居、办公自动化、汽车、工业控制等多种场合。

综上所述,此次瑞萨在原有的RL78族、RX族以及RH850族基础上,新增RZ系列,致力于通过控制和信息技术的融合实现智能社会,为实现智能型社会提供全套解决方案。



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