Az R32 kontrollerchip Napjainkban aligha tudnánk elképzelni életünket mikrokontrollerek (MCU) nélkül.Ezek a mindenütt jelen lévő szerkezeti elemek nap mint nap velünk vannak a legkülönbözőbb helyzetekben. A reggelinél a kávéfőző gépben találkozunk vele. Munkába menet az autóban vagy a tömegközlekedési eszközökön teljesítik feladatukat. Állandó útitársaink, nem utolsósorban annak köszönhetően is, hogy sokoldalúan alkalmazhatók a szabadidős tevékenységeknél

A bevezetőben említett területeken a 16 bites mikrokontrollerek már általánosan meghonosodtak. Az R32C-sorozat volt a Renesas első olyan terméke, amellyel megpróbálta növelni e platform teljesítményét valódi 32 bites mag segítségével.
Az ipari és a fogyasztói készülékek gyártói napjainkban a költségek rendkívüli szorításában élnek, ezért hajlamosak platform-koncepciókat alkalmazni. Már most számos alkalmazást dolgoznak ki a platformok fejlesztéséhez, amikor is elsősorban arról van szó, hogyan lehet csökkenteni a költségeket már kifejlesztett elemek újbóli felhasználásával.

Termékskálájával a Renesas számításba veszi ezeket a követelményeket. Az M16C platform különleges helyet foglal el ebben a tekintetben, mert kompatibilitása nem korlátozódik csupán a mikrokontroller-magokra és -kódokra, hanem kiterjed a perifériákra és a fejlesztési környezetekre is. A kompatibilitás még az érintkezőlábaknál is fennáll, megkönnyítve az azonos formátumú szerkezeti elemek kiválasztását.
A piaci tendenciák azonban nem csupán a meglévő kód újbóli felhasználását biztosító flexibilis platformkoncepciók irányába mutatnak. Jelentkezik egy másik trend is, nevezetesen az egyre nagyobb teljesítményű építőelemek alkalmazása. Ebből a háttérből kiindulva kínál a Renesas - az eddigi platform megtartása mellett - egy új, nagyobb teljesítményű építőelemet anélkül, hogy emiatt a műszaki vagy anyagbeszerzési osztálynak hátrányokat kellene elszenvednie.
Az egyes platformok sikeres alkalmazásához meghatározó jelentősége van annak, hogy a megfelelő magot biztosítsuk, amely rendelkezik az optimális tárhellyel, és fel van szerelve az előirányzott alkalmazáshoz szükséges perifériával - és mindezt természetesen olyan áron, amely nem rengeti meg a tervezett költségvetést. Az új, 32 bites CISC-magra épülő R32C sorozat teljesíti mindezeket a követelményeket.

Az R32C az M16C platform termékpalettájának fokozott teljesítményű kiegészítése
Az új R32C-sorozat mikrokontrollerét piacra dobva a Renesas nagy gyorsmemória- és RAM-kapacitású, nagy teljesítményű építőelemmel bővíti a meglévő M16C platformot. Az egyre nagyobb kapacitású RAM-memóriák iránti igény abból az általános gyakorlatból ered, amely szerint a kommunikációs protokollok implementálásakor a belső RAM-memóriát használják a szükséges verem-adatstruktúrák elhelyezésére.

Az R32C/111 a sokrétű igény kielégítése érdekében a FlatRAM™-koncepciót hasznosítja, mely az előzetesen kiválasztott gyorsmemória-kapacitástól függetlenül egységesen nagy RAM-tartományt irányoz elő. Ez abból a megfontolásból fakad, hogy a beágyazott RAM-memóriát használó kommunikációs veremadatstruktúrák nem lesznek kisebbek csak azért, mert kevesebb gyorsmemória-kapacitást foglalnak le. A FlatRAM-koncepció előnye abban nyilvánul meg, hogy a fejlesztési fázisban a mérnökök a legnagyobb gyorsmemória-kapacitású építőelemet használják. A tömegtermeléshez át lehet állni a pontosan hozzáillő méretű gyorsmemória-változatra anélkül, hogy módosítani kellene a RAM-kapacitást. Az R32C/111 típushoz a 40 KiB és a 63 KiB FlatRAM-opciókat kínáljuk, míg a beágyazott gyorsmemóriákból 256, 384 és 512 KiB méretűek állnak rendelkezésre. Ezzel olyan memóriakombinációk váltak megvalósíthatóvá, amelyeket mostanáig nem tekinthettünk szokásosnak - például a 256 KiB gyorsmemória és a 63 KiB beágyazott RAM.
Mivel a nagyobb gyorsmemória- és RAM-kapacitású építőelemeknek egyidejűleg több számítási feladatot is kell végrehajtaniuk, mint egy szokásos 16 bites mikrokontrollernek, ezért ezek az építőelemek az R32C típusú 32 bites nagy teljesítményű processzormaggal vannak felszerelve. Konstrukciója egyesíti magában a többéves tapasztalatokat a legismertebb M16C mag tulajdonságaival.

Az R32C mag

• A Neumann-architektúrára épülő R32C tí­pusú, 32 bites CISC mikrokontrollermag két regiszterkészletet (-csoportot) tartalmaz, összesen tizenhat 32 bites univerzális/címregiszterrel és 4 db, 32 bites frame/statikus regiszterrel. Az adatregiszter használata rugalmasan hozzáigazítható a programkód egyéni követelményeihez.

A központi feldolgozóegység ezenkívül egy sor funkcionális egységet tartalmaz az általános teljesítmény növelésére. Ezek például a következők:

• Hardveres szorzó: 32 bit×32 bit = 64 bit
• Ismételt szorzás és akkumulálás (RMPA) a következő paraméterekkel: 32 bit×32 bit + 64 bit = 64 bit
• Az IEEE-754 szabvány szerinti lebegőpontos műveleti processzor (egyszeres pontosság)
• 32 bites eltoló logikai áramkör
• 64 bites utasításpuffer

Az R32C/111-csoport maximális órajel-frekvenciája jelenleg 50 MHz, ami minimális 20 ns utasítás-ciklusidőt biztosít. Az R32C koncepció révén a kód feldolgozásakor biztosítható egy 42 Dhrystone-MIPS teljes teljesítménye, a beépített gyorsmemóriából és beiktatott várakozási állapotok nélkül - kimagasló eredmény ez egy CISC központi feldolgozóegység részéről, amelyet csak elméletileg múlhat felül más CISC-magok teljesítménye.
A központi feldolgozóegységbe ezenkívül beépítettek egy, az IEEE-754 szabvány szerinti lebegőpontos műveleti processzort is. A fejlesztési környezet biztosítja a lehetőséget a lebegőpontos műveleti processzor azon jellemzőinek kiválasztásához, amelyet a kódfordításhoz kell használni. A lebegőpontos műveleti processzor felhasználható különböző jellegű logikai utasítások végrehajtására, pl. akkumulálásra, szorzásra, osztásra, kivonásra, konvertálásra, összehasonlításra és lebegőpontos változók kerekítésére. Ha a lebegőpontos műveleti processzor támogatására szolgáló opció be van kapcsolva, a fordítóprogram olyan programokat generál, amelyek 50-szer gyorsabbak, mint az opcionális lebegőpontos szoftverkönyvtárra épülő kód.
A beépített 32 bites szorzó és a szintén beépített 32 bites logikai eltoló áramkör aritmetikai funkciók révén gondoskodik a feldolgozási teljesítmény lényeges növeléséről.
A magas teljesítményszintet kiegészítőleg olyan funkciók fémjelzik, mint pl. a 32 bites hardveres szorzó. Ezenkívül az R32C támogatja az elemi digitális jelfeldolgozási funkciókat, mint pl. az általában a szűrőszámításoknál bevetésre kerülő RMAC-utasításokat (ismételt szorzás/akkumulálás).
A maximális teljesítmény érdekében a 32 bites magot 64 bit széles belső memóriabuszra kapcsolták rá. A belső buszstruktúra egy, a központi feldolgozóegység és a memória-hozzáféréshez fenntartott gyors és egy lassabb buszra tagozódik, amely a perifériafunkciók illesztési felületeként szolgál. A belső busztól és a perifériabusztól eltekintve az R32C rendelkezik egy további, 8 vagy 16 bit széles, valamint max. 32 MHz órajel-frekvenciájú külső busszal is. A 64 MiB címtartomány felosztható max. 4 chipválasztási tartományra, amelyek adatszélességét és várakozásiállapot-beiktatását mindenkor egyénileg lehet megválasztani. Így biztosított a maximális rugalmasság az egyes rendszerkomponensek megvalósításához.

További információ