Renesas เปิดตัว RX74M และ RX74N เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ (MCU) แบบ 32 บิตในตระกูล RX รุ่นใหม่ ซึ่งผลิตด้วยกระบวนการ 22 นาโนเมตร (nm) และมี MRAM ฝังอยู่ในตัว ทั้งสองรุ่นใช้คอร์ RXv3e ความถี่ 600MHz และออกแบบมาสำหรับงานระบบอัตโนมัติในโรงงาน, การควบคุมมอเตอร์, หุ่นยนต์ และการจัดการพลังงานฅช
ชิปทั้งสองรุ่นมีความจุ MRAM สำหรับเก็บโค้ดสูงสุด 1MB, SRAM 1.5MB และ local RAM แบบ zero-wait-state ขนาด 256KB สำหรับการประมวลผลแบบเรียลไทม์ โดย RX74M เพิ่ม EtherCAT slave controller ในตัว พร้อม MAC Gigabit Ethernet สองพอร์ตที่รองรับ TSN และ Ethernet switch สำหรับงานเครือข่ายอุตสาหกรรม ส่วน RX74N มีอินเทอร์เฟซ Gigabit Ethernet เพียงพอร์ตเดียวสำหรับงานอุตสาหกรรมทั่วไป คุณสมบัติอื่น ๆ ได้แก่ CAN FD, USB 2.0, I3C, ตัวจับเวลา PWM ความละเอียดสูง และระบบความปลอดภัยเชิงฮาร์ดแวร์อย่าง Renesas Protect Zone
สเปคของ Renesas RX74M และ RX74N มีดังนี้
- MCU – คอร์ RXv3e 32 บิต ความเร็ว 300/480/600MHz
- คะแนน CoreMark สูงสุด 3,604 ที่ 600MHz
- รองรับเลขทศนิยมแบบ single และ double precision
- ตัวเร่งการคำนวณฟังก์ชันตรีโกณมิติ
- ฟังก์ชันบันทึก register bank เพื่อให้ตอบสนองอินเทอร์รัปต์ได้เร็วขึ้น
- แคชคำสั่ง 32KB และแคชข้อมูล 32KB พร้อม ECC
- หน่วยความจำ
- MRAM สำหรับเก็บโค้ดสูงสุด 1MB รองรับ dual-bank
- MRAM สำหรับข้อมูล 48KB (เขียนซ้ำได้ 100,000 รอบ)
- MRAM user extra 128KB (กำหนดค่าเป็น MTJ-OTP ได้)
- SRAM 1.5MB พร้อม ECC
- local RAM 256KB (2 × 128KB) พร้อม ECC และเข้าถึงแบบ zero-wait-state
- รองรับ SDRAM ภายนอกสูงสุด 128MB
- ที่เก็บข้อมูล
- อินเทอร์เฟซ SD/MMC host รองรับการ์ด SD และ SDIO
- อินเทอร์เฟซ xSPI สองชุดสำหรับ Octal Flash และ RAM ภายนอก รองรับ execute-in-place (XiP) และการถอดรหัสระหว่างทำงาน
- กล้อง – อินเทอร์เฟซรับภาพจากกล้องแบบขนาน
- เสียง
- 2x อินเทอร์เฟซเสียง Serial Sound Interface (I2S)
- อินเทอร์เฟซไมโครโฟน PDM
- เครือข่าย
- RX74M
- 2x พอร์ต MAC Gigabit Ethernet
- 2x พอร์ต Ethernet switch ที่รองรับ TSN
- 2x พอร์ต EtherCAT slave controller ในบางรุ่น
- RX74N
- 1x MAC Gigabit Ethernet
- ไม่มี EtherCAT slave controller ในตัว
- RX74M
- USB
- 1x USB 2.0 High-Speed (480Mbps) Host/Device/OTG
- 1x USB 2.0 Full-Speed (12Mbps) Host/Device/OTG
- พอร์ต Serial – สูงสุด 13x อินเทอร์เฟซสื่อสารแบบ Serial SCI/UART
- I/O อื่น ๆ
- สูงสุด 197x GPIO
- 3x SPI controllers, 2x I2C controllers, 1x I3C controller
- สูงสุด 16x ตัวจับเวลา PWM อเนกประสงค์ 32 บิต
- PWM ความละเอียดสูงด้วยสัญญาณนาฬิกาควบคุมสูงสุด 200MHz
- สูงสุด 3x ADC 16 บิต รวม 36 ช่องสัญญาณอินพุต
- สูงสุด 2x DAC 12 บิต
- สูงสุด 2x อินเทอร์เฟซนับเฟส (Phase-counting Interface)
- อินเทอร์เฟซ Delta-sigma Modulator สูงสุด 6 ช่องใน RX74M
- สูงสุด 3x ตัวควบคุม CAN FD
- ความปลอดภัย
- security engine Renesas RSIP-E50D
- AES, RSA, ECC, ChaCha20-Poly1305, SHA-512, SHA3-512, TRNG
- Protect Zone สำหรับแยกสภาพแวดล้อมการทำงานแบบ secure และ non-secure
- Secure boot, การจัดการ lifecycle ของอุปกรณ์, การตรวจจับการแทรกแซง และการล้างคีย์ (key zeroization)
- ถอดรหัสหน่วยความจำภายนอกระหว่างทำงาน
- การดีบัก – JTAG, SWD, FINE
- อื่น ๆ
- เซนเซอร์วัดอุณหภูมิ
- RTC และ watchdog timer
- 8x ตัวควบคุม DMA พร้อม transfer engine เพิ่มเติม
- แหล่งจ่ายไฟ – 1.62V ถึง 3.63V รองรับโหมดประหยัดพลังงาน
- แพ็กเกจ
- LFQFP 100/144/176 ขา (480MHz, Ethernet 10/100Mbps และไม่มีตัวควบคุม USB ความเร็วสูง อินเทอร์เฟซรับภาพแบบขนาน และตัวควบคุม SDRAM ภายนอก)
- LFBGA 176/224/320 ขา (600MHz, Gigabit Ethernet สูงสุด)
- ช่วงอุณหภูมิ Junction Temperature – -40°C ถึง +125°C
- กระบวนการผลิต – 22nm
จากสเปคจะเห็นได้ชัดว่าความแตกต่างหลักของ MCU ทั้งสองรุ่นอยู่ที่ชุดเครือข่าย โดย RX74M มาพร้อม MAC Gigabit Ethernet สองพอร์ต, Ethernet switch ที่รองรับ TSN และ EtherCAT slave controller สำหรับงานระบบอัตโนมัติในโรงงาน ขณะที่ RX74N มีอินเทอร์เฟซ Gigabit Ethernet เพียงหนึ่งพอร์ต ไม่รองรับ EtherCAT หรือ TSN และเน้นงานอุตสาหกรรมทั่วไป ทั้งสองรุ่นใช้คอร์ RXv3e สถาปัตยกรรมหน่วยความจำ และฟีเจอร์ด้านความปลอดภัยร่วมกัน
ชิปทั้งสองรุ่นยังมาพร้อมเอนจิน RSIP-E50D ของ Renesas ที่มีการเข้ารหัสเชิงฮาร์ดแวร์, secure boot และฟังก์ชัน Protect Zone สำหรับแยกการทำงานแบบ secure ออกจาก non-secure Renesas ระบุว่าฟีเจอร์เหล่านี้ช่วยให้นักพัฒนาปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัย เช่น EU Cyber Resilience Act (CRA) และรองรับการเข้ารหัสหลังยุคควอนตัม (PQC)
ด้านซอฟต์แวร์รองรับ Flexible Software Package (FSP) ของ Renesas, IDE e² studio, คอมไพเลอร์ C/C++ และเครื่องมือจากพาร์ตเนอร์อย่าง IAR, Codewerk และ RT-Labs นอกจากนี้ Renesas ยังระบุว่า Zephyr RTOS และ eForce เป็นพาร์ตเนอร์ในระบบนิเวศ สำหรับงานเครือข่ายอุตสาหกรรม Codewerk ให้บริการเชื่อมต่อ PROFINET ขณะที่ RT-Labs มีสแต็กอุปกรณ์ P-Net PROFINET สำหรับ RX74M อีกทั้ง Renesas ยังมีโปรเจกต์ตัวอย่างสำหรับ EtherCAT, EtherNet/IP, Modbus, secure boot และการควบคุมมอเตอร์
Renesas ยังเปิดตัว Evaluation kit ของ EK-RX74M และ EK-RX74N พร้อมชุดควบคุมมอเตอร์ MCK-RX74M/MCK-RX74N และบอร์ด CPU สำหรับควบคุมมอเตอร์ MCB-RX74M/MCB-RX74N โดย EK-RX74M ประกอบด้วย MCU RX74M ความเร็ว 600MHz, อินเทอร์เฟซ Ethernet 2 ชุด, CAN FD, USB, RS-485, Octal Flash และ RAM ภายนอก, ช่องเสียบการ์ด microSD รวมถึงหัวต่อขยายแบบ Arduino Uno R3, mikroBUS และ Pmod
จุดที่น่าสนใจของ MCU ทั้งสองรุ่นคือการใช้ MRAM แทนหน่วยความจำแฟลชแบบเดิมสำหรับเก็บโปรแกรม ซึ่งช่วยให้เขียนโปรแกรมและอัปเดตได้เร็วขึ้น แต่ไม่ใช่ MCU รุ่นแรกที่ใช้ MRAM เพราะก่อนหน้านี้บริษัทได้เปิดตัว MCU RA8T2 คอร์ Cortex-M85 ที่มี CPU ความเร็ว 1GHz, MRAM สูงสุด 1MB และรองรับ EtherCAT สำหรับการควบคุมมอเตอร์ในงานอุตสาหกรรม ขณะเดียวกัน Renesas ยังเปิดตัว RA8D2 และ RA8M2 ที่ใช้ MRAM พร้อมฟีเจอร์ด้านกราฟิกและการประมวลผลที่เพิ่มขึ้น แม้ MCU ซีรีส์ RA เหล่านั้นจะใช้คอร์ Arm Cortex-M85 แต่ RX74M และ RX74N กลับอิงสถาปัตยกรรม RXv3e ของ Renesas เอง
Renesas ยังมี “Winning Combinations” ซึ่งเป็นดีไซน์ระบบที่ผ่านการทดสอบล่วงหน้าแล้ว ได้แก่ Maglev Conveyor System สำหรับการลำเลียงวัสดุแบบไม่สัมผัส พร้อมการควบคุมมอเตอร์แบบเรียลไทม์และเครือข่ายอุตสาหกรรม และ Smart HVAC Control with Integrated Slave Actuator สำหรับควบคุมพัดลม คอมเพรสเซอร์ และชิ้นส่วน HVAC อื่น ๆ
Renesas RX74M และ RX74N วางจำหน่ายแล้วในรุ่นความเร็ว 300MHz, 480MHz และ 600MHz โดยรุ่น 300MHz ใช้พลังงานต่ำกว่ารุ่นประสิทธิภาพสูงกว่าเกิน 20% ตามข้อมูลของบริษัท โดยได้ตั้งราคา RX74M ที่ 600MHz ไว้ที่ $10.74 (~400฿) และ RX74N ที่ 480MHz ไว้ที่ $7.62 (~300฿) เมื่อสั่งซื้อจำนวน 1,000 ชิ้น ส่วน Evaluation kit มีจำหน่ายที่ Mouser และ Future Electronics โดยราคาเริ่มต้นที่ $114.84 (~4,000฿) สำหรับ EK-RX74N และ $206.88 (~7,000฿) สำหรับ EK-RX74M ที่ Future Electronics สามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับ RX74M และ RX74N ได้ที่เว็บไซต์ Renesas และข่าวประชาสัมพันธ์
แปลจากบทความ : Renesas RX74M and RX74N – 600MHz industrial MCUs with RXv3e core, embedded MRAM, 22nm process
บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT