Renesas RZ/G3L และ RZ/G3SE : MPU Cortex-A55 พลังงานต่ำมาก สำหรับ HMI อุตสาหกรรมและงาน IoT

Renesas ได้ขยายตระกูล RZ/G Series ด้วย ไมโครโปรเซสเซอร์ (MPU) แบบ 64-bit รุ่นใหม่ ได้แก่ RZ/G3L และ RZ/G3SE ซึ่งออกแบบมาสำหรับระบบ HMI และอุปกรณ์ IoT Edge ทั้งสองรุ่นมาพร้อมคอร์ประมวลผล Arm Cortex-A55 สูงสุด 4 คอร์ ความเร็วสูงสุด 1.2 GHz และมี Arm Cortex-M33 ความเร็ว 200 MHz สำหรับงานควบคุมแบบเรียลไทม์

ชิปทั้งสองรุ่นมี พินที่เข้ากันได้แบบ pin-to-pin แต่ถูกออกแบบมาเพื่อการใช้งานต่างกัน โดย RZ/G3L มี GPU Arm Mali-G31 สำหรับกราฟิก 3D และ H.264 video codec จึงเหมาะกับงาน HMI เช่น เครื่อง POS/เทอร์มินัลค้าปลีก และอุปกรณ์ทางการแพทย์ ส่วน RZ/G3SE ตัด GPU และ video codec ออก และเน้นไปที่อุปกรณ์ IoT ที่ต้องการความสามารถด้านจอแสดงผลในระดับพื้นฐาน เช่น เครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า (EV Charger) และอุปกรณ์ Industrial Gateway ทั้งสองรุ่นสามารถลดการใช้พลังงานในโหมดสแตนด์บายลงเหลือประมาณ 1 mW และสามารถกลับมาทำงานจาก Deep Standby ได้อย่างรวดเร็ว จึงเหมาะกับอุปกรณ์ที่ต้องคงการเชื่อมต่อเอาไว้ตลอดเวลา แต่ต้องการใช้พลังงานให้น้อยที่สุด

สเปคของ Renesas RZ/G3L และ RZ/G3SE

• MPU Core
  • CPU
    • Arm Cortex-A55 แบบ Quad-core หรือ Dual-core สูงสุด 1.2 GHz
    • Arm Cortex-M33 สำหรับจัดการระบบ ความเร็ว 200 MHz
  • GPU (เฉพาะ RZ/G3L)
    • Arm Mali-G31 ความเร็ว 600 MHz
    • รองรับ Vulkan 1.2, OpenGL ES 1.1/2.0/3.2 และ OpenCL 2.0
  • VPU (เฉพาะ RZ/G3L)
    • โมดูล codec H.264 สำหรับเข้ารหัสและถอดรหัสวิดีโอ
    • รองรับความละเอียดสูงสุด 1920 × 1080 @ 30 fpss
  • การประมวลผลภาพ – Image Scaling Unit 2 (ISU2) สำหรับการสเกลด้วยฮาร์ดแวร์และการแปลงรูปแบบสี (สูงสุด 2048×2048)
• หน่วยความจำ
  • System RAM ภายในชิป 512 KB พร้อม ECC
  • 1x External DDR interface แบบ 16 บิต รองรับ DDR4-2133 (สูงสุด 4 GB) หรือ LPDDR4-2133 (สูงสุด 2 GB) พร้อม ECC
  • 1x External Bus State Controller (EBSC) รองรับ SRAM 16 บิต
• ที่จัดเก็บข้อมูล
  • 1x คอนโทรลเลอร์ xSPI (1, 4 หรือ 8 พิน)
  • 3x อินเทอร์เฟซ SD/MMC host  (รองรับ SDHI และ eMMC 5.1)
• การแสดงผล
  • 1x MIPI DSI (1, 2 หรือ 4 เลน) สูงสุด 1920×1200 ที่ 60 fps
  • 1x LVDS interface สูงสุด 1280×800 ที่ 60 fps
  • 1x Parallel output interface สูงสุด 1280×800 ที่ 60 fps
  • สามารถใช้งานอินเทอร์เฟซจอแสดงผลได้ เพียงหนึ่งประเภทในเวลาเดียวกัน
• กล้อง – MIPI CSI-2 1 ช่อง (1 หรือ 2 เลน) ความเร็วสูงสุด 1.5 Gbps ต่อเลน
• เสียง
  • 4x Serial Sound Interface (SSIF)
  • 1x SPDIF input/output
  • 3x อินพุต Pulse-density modulation (PDM)
• เครือข่าย – 2x Gigabit Ethernet (10/100/1000 Mbps) รองรับ TSN
• USB – 2x อินเทอร์เฟซ USB 2.0 Host/Function
• ความปลอดภัย
  • Renesas Secure IP, Secure Boot, Secure Update และ Secure Debug
  • Hardware Cryptographic IP และ True Random Number Generator (TRNG)
  • Arm TrustZone และ Tamper Detection
• การขยาย – 1x PCI Express 2.0 (Gen2, 1 เลน, โหมด Root Complex เท่านั้น)
• I/O อื่น ๆ
  • 113x GPIO/Configurable I/O ควบคุมผ่าน Pin Function Controller (PFC)
  • 3x อินเทอร์เฟซ CAN FD
  • 1x I3C, 4x I2C (RIIC), 3x SPI (RSPI), 4x RSCI, 6x SCIF
• อื่น ๆ
  • General-purpose PWM Timer (8 ช่อง: 32 บิต)
  • Multi-Function Timer Pulse Unit (8 ช่อง: 16 บิต, 1 ช่อง: 32 บิต)
  • Watchdog Timer
  • RTC
• พลังงาน
  • Core logic – 1.0 V
  • หน่วยความจำ – 1.1 V (LPDDR4) หรือ 1.2 V (DDR4)
  • I/O – 1.8 V, 2.5 V หรือ 3.3 V
  • Battery Backup Pin (VBATT) – 1.5 V ถึง 1.95 V
• แพ็กเกจ
  • LFBGA 368 พิน (17 x 17 มม. ระยะพิทช์ 0.65 มม.)
  • LFBGA 400 พิน (14 x 14 มม. ระยะพิทช์ 0.5 มม.)
• ช่วงอุณหภูมิการทำงาน – -40°C ถึง +125°C

ด้านซอฟต์แวร์ RZ/G3L และ RZ/G3SE รองรับ Linux stack ที่พัฒนาบนพื้นฐานของ Yocto โดยประกอบด้วย Linux BSP Plus สำหรับ Linux kernel รุ่น LTS ปัจจุบัน และ Verified Linux Package (VLP) โดยคอร์ Cortex-A55 ใช้สำหรับรัน Linux ขณะที่ Cortex-M33 ใช้สำหรับงานเรียลไทม์ โดย Zephyr RTOS ได้รับการระบุให้เป็นพันธมิตรตั้งแต่ช่วงเปิดตัว นอกจากนี้ยังมี Armadillo Base OS ของ Atmark Techno ให้ใช้งานกับ MPU ทั้งสองรุ่นอีกด้วย

สำหรับการพัฒนา HMI นั้น MPU ทั้งสองรุ่นรองรับ RZ/G HMI SDK และรองรับเฟรมเวิร์ก GUI หลายตัว เช่น LVGL, Embedded Wizard, Slint, Candera, Spyrosoft และ Qt ทั้งสองรุ่นยังรองรับ Deep Standby โดยสามารถเก็บ Linux เอาไว้ในหน่วยความจำ ทำให้สามารถปลุกระบบกลับมาทำงานได้อย่างรวดเร็ว

Renesas มีชุดพัฒนา RZ/G3L Evaluation Board Kit สำหรับทั้ง MPU RZ/G3L และ RZ/G3SE ภายในชุดประกอบด้วย RZ/G3L SMARC 2.1.1 module board, Common carrier board, Adapter boards และสายเคเบิลที่จำเป็น นอกจากนี้ยังมี Linux image ที่สร้างไว้ล่วงหน้าและมาพร้อม HMI SDK ทำให้สามารถบูต Linux และเริ่มทดสอบแพลตฟอร์มได้โดยใช้ขั้นตอนการตั้งค่าเพียงเล็กน้อย

บริษัทยังร่วมงานกับพาร์ตเนอร์อย่าง Advanet เช่น AdiMB7103 ซึ่งมีทั้งเมนบอร์ดอุตสาหกรรมขนาดกะทัดรัด และ AdiCS7102 คอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมแบบบางเฉียบ ที่ใช้ RZ/G3L ทั้งคู่ พร้อมรองรับอินเทอร์เฟซ Ethernet, USB, RS232C, RS485, CAN-FD, Display output, M.2, MIPI-CSI และ GPIO และ Advanet ยังมี Adsmc7101 ซึ่งเป็นโมดูล SoM แบบ SMARC ขนาด 82 × 50 มม. ที่ใช้ RZ/G3L เช่นเดียวกัน

Renesas ยังทำงานร่วมกับพันธมิตรอย่าง Virtium/Embedded Artists ซึ่งนำเสนอโมดูล SoM ที่ใช้ชิปในตระกูล RZ/G3 โดย SoM RZ/G3L มีขนาด 82 × 30 มม. และเปิดให้ใช้งานอินเทอร์เฟซสำคัญของโปรเซสเซอร์ ได้แก่ Gigabit Ethernet แบบ 2 พอร์ต, PCIe Gen2, USB 2.0 จำนวน 2 พอร์ต รวมถึงอินเทอร์เฟซ MIPI สำหรับจอแสดงผลและกล้อง

ไมโครโปรเซสเซอร์รุ่นใหม่ RZ/G3L และ RZ/G3E ช่วยเพิ่มสมาชิกใหม่ให้ตระกูล RZ/G ซึ่งปัจจุบันมี SoC สำหรับงาน HMI และ IoT อยู่แล้ว เช่น RZ/G2L สำหรับงาน HMI, RZ/G3S สำหรับอุปกรณ์ IoT และเกตเวย์ที่ใช้พลังงานต่ำ และ RZ/G3E รุ่นระดับสูงสำหรับงาน HMI ที่ต้องการประสิทธิภาพมากกว่า โดย RZ/G3L รุ่นใหม่จะอยู่ระหว่าง RZ/G3S กับ RZ/G2L ส่วน RZ/G3SE เป็นทางเลือกสำหรับงาน IoT ระดับกลางที่ไม่มีกราฟิก 3D และ VPU

RZ/G3L และ RZ/G3SE มีทั้งหมด 4 รุ่นย่อยต่อหนึ่งตระกูล และ Renesas ระบุว่าทั้งสองตระกูลเริ่มวางจำหน่ายแล้ว แต่หลังจากเปิดตัวได้ประมาณหนึ่งวัน สต็อกจากผู้จัดจำหน่ายยังมีจำกัด ข้อมูลจาก DigiKey ระบุว่าปัจจุบันมี 4 จาก 8 part numbers อยู่ในรายการสินค้า แต่ยังไม่มีสินค้าพร้อมส่ง โดยมีระยะเวลาผลิตจากโรงงานประมาณ 14 สัปดาห์ และคาดว่าจะมีสินค้าล็อตแรกเข้าประมาณ 18 ธันวาคม 2026 โดยราคาบน DigiKey เริ่มต้นที่ $34.48 (~1,100฿) สำหรับ RZ/G3L และ $ 31.65  (~1,000฿) สำหรับ RZ/G3SE ขณะที่ Renesas ระบุราคาที่ $15.92 (~500฿) –$ 21.65 (~700฿) สำหรับ RZ/G3L และ $14.28 (~470฿) – $20.03 (~660฿) สำหรับ RZ/G3SE เมื่อซื้อในปริมาณ 1,000 ชิ้น สามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่หน้าสินค้า RZ/G3L และ RZ/G3SE รวมถึงข่าวประชาสัมพันธ์

แปลจากบทความ : Renesas RZ/G3L & RZ/G3SE – Ultra-low-power Cortex-A55 MPUs for industrial HMI and IoT applications

Suthinee Kerdkaew

บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT