Die neuen Mikrocontroller (MCUs) sind für den Einsatz in verschiedenen Anwendungen im Automobilbau konzipiert und bieten zahlreiche Vorteile. Die RH850/F1x-Serie umfasst drei Gruppen mit über 50 Produkten vom Einsteiger- bis zum High-End-Bereich: RH850/F1L, RH850/F1M und RH850/F1H. Sie bieten die größten Flash-Speicherkapazitäten von 256 KB bis 8 MB sowie kompaktere Gehäuseoptionen (48-polig und größer). Dual-Core-Versionen sind geplant und werden in der RH850/F1H-Gruppe verfügbar sein. Die RH850/F1x-Serie nutzt dieselbe CPU-Kernarchitektur und gemeinsame Peripheriefunktionen; die Software ist innerhalb derselben Gruppe kompatibel. Die RH850/F1x-Serie basiert auf einem 40-nm-Prozess und verwendet eine MONOS-Flash-Speicherstruktur (Metalloxidnitrid-Oxid-Silizium) [Anmerkung 1] mit geringerem Stromverbrauch (0,5 mA/MHz beim RH850/F1L) und erhöhter Zuverlässigkeit. Renesas hat die Netzwerkfunktionen für die Automobilindustrie erweitert (z. B. die Anzahl der LIN-Kanäle – Local Interconnect Network – [Anmerkung 2] auf 18 erhöht) und mit der RH850/F1x-Serie eine Datenverschlüsselung eingeführt. Diese Funktionen unterstützen Kunden bei der Entwicklung von Steuergeräten, die Energieeffizienz, hohe Leistung und verbesserte Sicherheit vereinen.
Die Reduzierung des Stromverbrauchs von Fahrzeugen wird zu einem immer dringlicheren Thema.
Gleichzeitig werden die Fahrzeugnetzwerke immer vielfältiger und komplexer, und die von den Steuergeräten verarbeitete Datenmenge wächst stetig. Da diese Netzwerke zunehmend mit externen Zugangspunkten verbunden werden, sind Sicherheitsmaßnahmen unerlässlich.
Um diesen Entwicklungen gerecht zu werden, arbeiten die Hersteller an der Entwicklung von Plattformen für Steuergeräte, um effizientere und bessere Fahrzeuge zu bauen. Die RH850/F1x-Serie umfasst über 50 Produkte mit einer großen Auswahl an Gehäusetypen, verschiedenen Flash-Speicherchip-Größen und Peripheriefunktionen.
Hauptmerkmale der Mikrocontroller der RH850/F1x-Serie:
(1) Breites Produktsortiment für bessere Skalierbarkeit.
Die RH850/F1x-Serie umfasst drei Gruppen, vom Einsteiger- bis zum High-End-Bereich. Alle Gruppen nutzen dieselbe CPU-Kernarchitektur und Peripheriegeräteauswahl. Dadurch kann gemeinsame Software auf verschiedenen Systemeinheiten verwendet und der MCU-Wechsel zwischen den Gruppen vereinfacht werden. Darüber hinaus verfügen alle Produkte aller Gruppen über eine Stromabschaltschaltung zur Reduzierung des Stromverbrauchs.
RH850/F1L-Gruppe
wurde für einen geringeren Stromverbrauch entwickelt und arbeitet mit 80 MHz. Er bietet eine Leistung von über 2 DMIPS/MHz [Anmerkung 3] bei einer niedrigen Stromaufnahme von 0,5 mA/MHz. Dieser Mikrocontroller ist in einem 48-poligen QFP-Gehäuse erhältlich, das noch kompakter ist als vergleichbare Vorgängerprodukte von Renesas. Er ermöglicht es Kunden, selbst in Geräten mit begrenztem Bauraum leistungsstarke Steuerungssysteme mit einem 32-Bit-CPU-Kern zu realisieren. Er eignet sich ideal für Anwendungen wie die Steuerung von Klimaanlagen oder LED-Scheinwerfern.
in Entwicklung befindliche
Mikrocontroller der RH850/F1M-Gruppe vereint hohe Leistung mit Energieeffizienz. Sein Kern arbeitet mit 120 MHz und verfügt über eine Gleitkomma-Einheit. Verfügbare Gehäusegrößen reichen von 100 bis 208 Pins, und die Flash-Speicherkapazität ist von 1,5 MB bis 4 MB wählbar. Der RH850/F1M eignet sich für den Einsatz in Steuermodulen mit einer großen Anzahl von I/O-Pins.
RH850/F1H-Gruppe (in Entwicklung)
Diese Gruppe nutzt eine Dual-Core-Konfiguration für höchste Leistung innerhalb der RH850/F1x-Serie. Jeder Kern verfügt über eine maximale Betriebsfrequenz von 120 MHz und kann On-Chip-Peripheriefunktionen gemeinsam nutzen. Die verfügbaren Gehäuse reichen bis zu einem 276-Pin-BGA. Neben CAN, LIN und FlexRay [Anmerkung 4] ist auch Ethernet integriert, was eine komplexe Steuerung mit Daten aus verschiedenen Automobilnetzwerken ermöglicht. Ein Anwendungsbeispiel für den RH850/F1H wäre der Einsatz als Steuer-Mikrocontroller in einem Gateway-Modul. Die Verbreitung dieser Module hat in den letzten Jahren zugenommen.
(2) Flash-Speicherchip mit niedrigem Stromverbrauch und hoher Kapazität:
Der Flash-Speicherchip der Serie RH850/F1x nutzt ein 40-nm-Verfahren und eine MONOS-Flash-Struktur für niedrigen Stromverbrauch und hohe Zuverlässigkeit. Die Serie bietet Flash-Speicher mit Speicherkapazitäten von 256 KB bis 8 MB, sodass Kunden die optimale Speichergröße für ihre Fahrzeugsysteme wählen können – von leistungsstarken bis hin zu kostengünstigeren Varianten. Ein separater Flash-Speicherbereich dient der Datenspeicherung und ermöglicht bis zu 125.000 Neuprogrammierungen pro 64-Byte-Block. Durch die Möglichkeit, Daten zu speichern, für die zuvor externe EEPROMs benötigt wurden, reduziert sich die Anzahl externer Komponenten und ermöglicht kleinere Leiterplatten.
(3) Weitere neue Sicherheits- und Diagnosefunktionen:
Eine intelligente kryptografische Einheit (ICU) [Anmerkung 5] zur Datenverschlüsselung wurde hinzugefügt, um die notwendigen Sicherheitsfunktionen in Fahrzeugelektronik zu ermöglichen, die zunehmend Netzwerkfunktionen integriert. Diese Funktionen bieten Schutz vor Diebstahl und Systemmanipulation. Darüber hinaus wurden Diagnosefunktionen in die On-Chip-Peripheriefunktionen integriert, um die Anforderungen der ISO 26262 [Anmerkung 6] zu erfüllen, deren Einführung in der Automobilindustrie erwartet wird. Beispielsweise kann der A/D-Wandler in Verbindung mit der On-Chip-Selbstdiagnoseschaltung zur Überprüfung der Wandlungsergebnisse verwendet werden. Die erhöhte Anzahl an Kanälen, die die Überwachung von Änderungen digitaler oder analoger Eingangssignale im Energiesparmodus ohne CPU-Aktivierung ermöglichen, sorgt für zusätzlichen Bedienkomfort.
Die von Renesas für die RH850/F1x-Serie bereitgestellten Entwicklungswerkzeuge umfassen Renesas Eclipse Embedded Studio, e2studio, den E1-Debugging-Emulator-Chip und Flash-Speicherprogrammierer. Zudem ist geplant, Software-Tuning-Unterstützung für den AUTOSAR-Standard (Automotive Open System Architecture) anzubieten.
Verfügbarkeit:
Muster der RH850/F1L-Mikrocontrollergruppe sind ab dem zweiten Quartal 2013 verfügbar.
Hinweis 1
: MONOS: Renesas verwendet die MONOS-Technologie seit über 20 Jahren im Flash-Speicherchip seiner EEPROM-Mikrocontroller. Der MONOS-Flash-Speicher, der im 90-nm-Verfahren gefertigt wird und in Mikrocontrollern der RX- und SuperH-Familien zum Einsatz kommt, hat sich in der Branche bewährt.
Hinweis 2:
LIN (Local Interconnect Network): LAN-Kommunikationsprotokoll für die Automobilindustrie.
Anmerkung 3:
DMIPS (Dhrystone MIPS (Millionen Instruktionen pro Sekunde)): Ein Maß für die Rechenleistung eines Computers, gemessen mit dem Dhrystone-Leistungsmessprogramm.
Anmerkung 4:
FlexRay: Ein in Automobilanwendungen verwendetes LAN-Kommunikationsprotokoll.
Anmerkung 5
UCI (intelligente kryptographische Einheit): Eine Verschlüsselungsschaltung, die eine höhere Sicherheit bietet.
Anmerkung 6
ISO 26262: Spezifikation für funktionale Sicherheit, herausgegeben von der ISO als Automobilversion der internationalen Norm Funktionale Sicherheit von elektrischen/elektronischen/programmierbaren elektronischen sicherheitsbezogenen Systemen (ISO 61508).
