2019年01月11日 | 关于超低功耗MCU，您就不看看瑞萨电子的RL78么？

近日，瑞萨电子在天津举办了技术研讨会，会议期间瑞萨电子中国通用解决方案中心市场部统括经理吴频吉介绍了瑞萨电子的RL78产品系列特点，以及瑞萨电子针对中国市场的MCU产品特点。

吴频吉表示，RL78系列具有三大主要特点，分别是低功耗——最低46μA/MHz、可扩展性——1KB-512KB Flash、高效——最高1.39DMIPS/MHz，此外RL78系列拥有超级全面的产品线，同时也有不断开发新品的蓝图，以满足客户未来的产品升级需求。

RL78系列分为通用产品和集成LCD驱动的产品，通用产品的升级款又围绕着传感器、小系统、马达驱动等具体应用领域做了相应拓展。

在可扩展性上，RL78提供多个产品型号，引脚数量从10pin到128pin，同时管脚定义互相兼容，并且支持外设端口重新定位（PIOR），确保不同封装的兼容性，FLASH则支持1KB到512KB，封装也具有多样化选择，包括SSOP、LQFP、QFN、BGA等封装。

产品路线图

低功耗特性详解

瑞萨电子RL78/Lx可以用一颗柠檬做系统供电，实现连续三天的液晶驱动，而如果采用电池供电的话，更是几年内都不需要更换。

RL78的最低工作电压仅为1.6V，低于两节干电池1.8V的终止放电电压，所以可以确保电池工作到最后，在运行时，RL78的功耗低至46μA/MHz。

RL78拥有丰富的低功耗模式，包括暂停（DMA及所有外设都工作）、SNOOZE（ADC、CSI/UART工作）、以及丰富的STOP模式（RAM保持）。



如图所示，RL78在STOP模式下，可以灵活配置各种外设，以达到安全性和灵活性的最大平衡，并保持低功耗特性。同时，STOP模式下RAM数据可以保留，从而实现唤醒。吴频吉表示，最低功耗模式需要外部唤醒，所以适用性并不强，至少需要WDT（看门狗）在低功耗模式下可用，这时功耗只有0.45μA，而家电产品常用的时钟+RTC运行时，也只有0.49μA，而全外设开启的低功耗模式为0.81μA，整体功耗还是很低。

吴频吉特别介绍了Snooze模式，该模式介于STOP和HALT之间，一部分外设和定时器在运行，这时AD转换或者串口通信可以工作，并不需要唤醒CPU，可以等待AD转换完或者串口数据传输完成再去唤醒，省去了CPU的等待时间，也可以有效避免一些干扰信号造成的CPU唤醒。

高数据传输效率是通过ELC（Event Link Controller）实现的，ELC可以实现硬件到硬件的直连，不需要CPU介入，比如将定时器和AD连接，时间到了直接触发AD，具有高速启动及低功耗等特点。

吴频吉表示，单片机程序中很大一部分都数据搬移指令，所以瑞萨电子也开发了DTC（数据传输控制器），通过存储在RAM中的命令列表，自动执行数据搬移操作，以分担CPU负荷。这一功能和DMA类似但是更为灵活，从指令方面讲，DTC有启动时间，相比DMA执行速度要稍慢；但是DMA的功能限制比较多，而DTC可以支持任何内存空间之间的数据传输，包括SFR、RAM及Flash，支持链式传输及重复传输模式。

安全性保证

尽管RL78是瑞萨电子的入门级MCU产品，但是在程序保护上，瑞萨电子恪守严苛的标准。

针对三种主机通信方式，都有对应的Flash保护机制。具体而言，在使用并行编程器时，可以设定禁止写入或禁止擦除，而且没有指令读出功能。在使用仿真器访问Flash时，有两个层面的保护，可以使用ID码保护芯片Flash的内容，或者在量产时完全禁止调试功能。在Flash自编程模式下，内部可以通过程序设定Flash保护区域，防止误擦除。

高集成性与高可靠性

RL78系列产品内置高精度振荡器（预设为24MHz和32MHz，并可以使用分频器生成多种频率），全温度、全工作电压范围内具有±1%的精度。此外，还集成了许多的外设部件。

吴频吉特别强调了RL78的安全性，尤其是通过硬件和固件支持IEC/UL 60730，涵盖从CPU到存储以及ADC、时钟等外设的安规要求，满足家电应用需求。

R78L/G1F 直流无刷电机应用

针对日益火热的直流无刷电机（BLDC）应用，瑞萨电子专门推出了RL78/G1F系列产品，方案无需霍尔传感器，从而进一步降低BOM。

G1F通过增加电流检测比较器功能，可以实现转子位置检测，以及初始位置检测，不需要初始电流反馈就可以判断初始位置。

此外，还具有过电流检测和PWM输出强行关断功能，进一步减少外围器件。

同时，G1F系列内部集成PGA可编程增益放大器，可直接支持单电阻电流采样矢量控制。

针对中国开发的R7F0C系列

R7F0C系列是瑞萨电子专为中国市场开发产品，简单易用，同样包含多款封装，面向LCD、HMI、马达控制、模拟及通用控制等多种应用。

其中R7F0C 806/807系列产品目标市场是简单的电机控制，具有RTO端口，可以将PWM信号分配到不同端口，直接驱动直流无刷电机。RTO端口也可以配置成步进马达驱动。

R7F0C 808/809则具有大电流的特点，可无需外部元件，直接驱动8*6 的LED数码管。

R7F0C 008/009具有内部定时器，生成互补的PWM信号，从而驱动BLDC电机,可用于电动自行车车控制等。

R7F0C 205至208系列加入了电容式触摸功能，也可以实现接近传感，支持多达十余个电容触摸通道，可直接将PCB按键同芯片连接。

完善的开发工具

吴频吉介绍，瑞萨电子拥有全套开发工具，包含硬件仿真器、集成开发环境、编译器以及开发板，此外也支持IAR等第三方工具。

硬件方面则提供了入门套件、目标板、演示板、参考设计等。软件开发环境上则支持代码自动生成工具，同时提供源代码，客户既可以拖拽即用，也可以进行调试修改。

总而言之，尽管RL78系列产品是瑞萨电子的入门级MCU产品线，但对性能、安全性、开发便利性等方面并没有妥协，可广泛应用于各类对性价比要求苛刻但是又对产品品质有一定要求的产品中。

Demo展示：

结合RL78/G11和ISL9001AIRNZ-T的自动液体分配器，实现低待机功耗及快速响应。