闪亮登场!新一代嵌入式系统的微处理器--“RZ”家族产品

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闪亮登场!新一代嵌入式系统的微处理器--“RZ”家族产品

随着智能化社会的加速发展,瑞萨发布了基于ARM®的CPU—“Cortex™-A9”的微处理器--“RZ”家族产品,“RZ”家族产品可满足车载设备、民用设备以及工业设备等所追求的高度的“HMI(人机界面)”功能方面的要求。融合了瑞萨和ARM高度的技术能力且开发支援完善的“RZ”家族产品成了业界热议的话题。第一波产品“RZ/A”系列完美地展现了其实力。

将控制系统和IT进行融合的新一代嵌入式系统、瑞萨针对开发课题而提出的“化解法”

为了使我们的生活更加舒适、安全,并推进智能环保型社会的发展,控制系统和IT的融合在社会的方方面面中都发挥着积极的作用。因此就要求更多的设备及系统加速向高功能化发展,并具备高度的操作性和网络连接性能。嵌入式系统中除了以往的高精度且低功耗的功能外,如何通过简单明了的显示来扩展已具备高操作性的“HMI(人机界面)”功能,以及如何扩展已实现了顺畅网络连接的“Connectivity(连接性)”备受市场期待。于是,支持控制系统和IT融合的新一代嵌入式系统的时代开始了。

下面让我们从系统开发者的视角来了解新一代嵌入式系统吧。通常,在进行嵌入式系统开发时,首先是根据系统用途选择所搭载的单片机的性能和功能后再进行设计。但是,支持将控制系统和IT融合的新一代嵌入式系统中,需具备可存储更大容量的程序和数据、以及可进行更高速的数据处理的能力。在进行上述的高端系统设计时,大多数情况是先选择具备必要性能的嵌入式处理器,再通过外置电路对存储器及外围设备进行设计。此时,为了进行外置电路设计,必将面对如何缩短开发周期、削减成本以及实现小型化等重要的开发课题。

很多客户都在苦苦思考如何推进将控制系统和IT融合的新一代嵌入式系统设计。为了突破该状况,瑞萨提出的“化解法”是:(1)在具有高运算处理能力的处理器中(2)内置大容量的存储器(3)对继承了瑞萨单片机的丰富经验和实绩的微处理器“RZ”家族产品进行开发(图1)。

图1:“RZ”家族产品仅需一个芯片便可实现以往需通过高性能的嵌入式处理器和外置存储器及外围设备才能实现的系统设计。

图1:“RZ”家族产品仅需一个芯片便可实现以往需通过高性能的嵌入式处理器和外置存储器及外围设备才能实现的系统设计。

实现高性能和高功能的新一代嵌入式系统的开发

瑞萨于2013年6月20日发布了微处理器“RZ”家族产品的第一波产品,即“RZ/A”系列产品,该系列产品实现了支持将控制系统和IT融合的嵌入式系统。“RZ/A”系列产品由内置了10M字节存储器的“RZ/A1H”和内置了5M字节的“RZ/A1M”、以及内置了3M字节的“RZ/A1L”等各种程序包组合而成,并作为“RZ/A1x”产品组(共15种产品)进行展开。目前,“RZ/A1H”和“RZ/A1L”已经出样了,“RZ/A1M”也预计于2013年第4季度起开始出样。而且,从2014年度开始进行量产的准备工作也在稳步推进。下面介绍自发布后便成为业界热议话题的“RZ/A”系列产品的令人惊叹的技术。

(1) 高速的运算处理能力

拥有整合过8亿个内核以上丰富的ARM整合经验的瑞萨,以其独特的先进工艺制造出了高性能的CPU“ARM® Cortex™-A9”。为了实现高速的存储器存取及数据处理,将该处理器最大运行频率提高到了400MHz。和以往的“SuperH”处理器相比,其运行频率约提高了1.5倍(图2)。

图2:“SuperH”和“RZ/A”系列产品的运行频率对照图,“RZ/A”系列产品的运行频率约提高了1.5倍。

图2:“SuperH”和“RZ/A”系列产品的运行频率对照图,“RZ/A”系列产品的运行频率约提高了1.5倍。

(2) 内置大容量存储器

通过内置最大达10M字节的大容量存储器,可存储大的程序和数据。所以可在无外置存储器的情况下记录(用作帧缓存器)两幅32位全彩色WXGA尺寸的图像信息。同时还因内置有存储器而具备了高速存储的优点。

由于无需外置存储器,降低了存储成本的同时,在安装面积、功耗以及噪声对策等方面也具有很大的优势。另外,还解决了PC通用存储器方面经常面临的供给及价格不稳定以及规格变更等方面的烦恼。

(3) 继承了瑞萨单片机丰富的经验和实绩

微处理器“RZ”家族产品继承了“SuperH”家族产品的经验和实绩,此外,瑞萨还计划将各种功能进行组合,依次扩大可满足客户需要的产品阵容。

“RZ/A”系列产品中,在图像处理功能中搭载了可进行高速绘制的OpenVG1.1的2D图像处理加速器,另外还搭载了VideoIn/Out功能等支持各种显示的功能。在通信功能方面,搭载了USB2.0(支持Host/Function)功能而使其可与硬盘及USB存储器等进行高速通信,SD/MMC接口可使其与SD卡进行通信,而10/100以太网MAC则支持网络连接(图3)。

图3:功能完善,提高了系统的显示功能及降低成本的“RZ/A”系列产品。

图3:功能完善,提高了系统的显示功能及降低成本的“RZ/A”系列产品。

可以说,在构筑高度的“HMI(人机界面)”所要求的新一代的嵌入式系统时,与“RZ/A”系列产品相比,无其他产品能出其右。也可说这是实现了客户期望的一种产品吧。

瑞萨和ARM的“生态系统”合成一个整体,最大限度地支持客户的系统开发

“ARM Cortex-A9”的开发工具供应商大多都支持“SuperH”家族产品,今后瑞萨仍将继续推进与其合作,以实现更高的功能。通过将瑞萨和ARM两家公司完善的生态系统进行融合而产生的高价值的开发支持,不仅在日本,还在全球范围内最大限度地支持客户的系统开发。很多合作伙伴在“RZ/A”系列产品发布后立即表示在技术上支持的同时,还将继续推进开发工具的准备工作。让我们关注今后将依次推出的开发环境及OS、中间软件及主板等产品吧。

图4:此主板可对已经上市的搭载了“RZ/A1H(ARM Cortex-A9、运行频率400MHz、324引脚BGA版)”的“GENMAI CPU主板”以及“RZ/A1H”的功能和性能进行评价。而且,还准备了用于评价外围设备的功能控制板。

图4:此主板可对已经上市的搭载了“RZ/A1H(ARM Cortex-A9、运行频率400MHz、324引脚BGA版)”的“GENMAI CPU主板”以及“RZ/A1H”的功能和性能进行评价。而且,还准备了用于评价外围设备的功能控制板。

另外,瑞萨与ARM长年的合作关系也得到了进一步的发展。依托着两家公司高度的技术能力,还开发出了面向“RZ/A”系列产品的启动套件“DS-5™ Starter Kit for RZ/A1”。“DS-5”是地道的ARM的开发工具,其中包含编译器、调试器、免版税的实时系统“CMSIS-RTOS RTX”(*1)等。瑞萨对“DS-5”进行优化后使其适合于进行“RZ/A”系列产品的早期评价,而且,其中必要的功能可免费使用一年。

(*1)实时系统“CMSIS-RTOS RTX”:即“ARM Cortex”家族高端产品系列中的“Cortex-M”的实时系统。这次,将实时系统“CMSIS-RTOS RTX”安装到瑞萨和ARM共同研发的高端系列产品中的“Cortex-A”上。这是业界首创。由此,可使继承了“Cortex-M”系列产品的软件资产转移到“RZ/A”系列产品上,从而可大幅减少客户在进行高功能系统开发时的开发周期以及降低开发成本。

推进控制系统和IT融合的新一代嵌入式系统开发的瑞萨的“化解法”,在微处理器“RZ”家族产品中绝无死角。精心准备的第一波产品“RZ/A”系列产品已经引起了市场的高度关注,请您也来对其进行评价吧。

* ARM、Cortex、DS-5是ARM Limited的注册商标或商标。另外,本文中的其他产品名及服务名皆为各所有者的商标或注册商标。