3D grafika nebo lokální zpracování? Vybírejte z MPU RZ/G od Renesas

HMI nebo též IoT Edge? Novinky z dílny Renesas Electronics pamatují na oba případy. Vybírejte z nových 64bitových mikroprocesorů, které si poradí jak se složitějšími případy komunikace mezi člověkem a strojem, tak i moderními systémy internetu věcí s důrazem na zpracování a vyhodnocení dat přímo v koncovém zařízení, tzv. „Edge“. Dvojí MPU s jinak univerzálními předpoklady výrobce představil minulý čtvrtek [1].

V jádru stejné. G3L přidá 3D GPU

Renesas v případě nových obvodů širší skupiny RZ/G [2] zabrousil jak do světa chytrých maloobchodních terminálů, operátorských panelů či lékařských zařízení s rozhraním HMI, vyžadujících pokročilé grafické nebo též video funkce, tak i mezi systémy IoT, které již nemusí mít zase tak vysoké požadavky na zobrazování, protože jim kupříkladu u nabíjecích stanic pro elektromobily nebo průmyslových bran (gateway) bohatě stačí ukazatele stavu, konfigurační obrazovky apod. V prvním případě proto sáhneme po prvcích RZ/G3L [3] a jindy pro změnu svobodně vybereme mezi integrovanými obvody RZ/G3SE [4]. Ve výsledku se každopádně jedná o vývodově kompatibilní mikroprocesory, podporující širokou škálu průmyslových, ale i spotřebních systémů HMI, resp. IoT Edge či domácích bran, vyžadujících vysoký výpočetní výkon a také vysokorychlostní připojení k síti.

Jako vývojáři jsme dostali pokaždé k dispozici čtveřici jader Arm^® Cortex^®-A55, taktovaných na kmitočtu až 1,2 GHz (v úvahu připadá též dvoujádrová konfigurace hlavního CPU), dohromady s jedním 200MHz koprocesorem Cortex-M33. Systém RZ/G3L umí dále nabídnout i procesor GPU pro vykreslování 3D grafiky (Arm Mali-G31), včetně video kodeku H.264. Pouzdra typu LFBGA na desce pokaždé zaberou buď 17 × 17 × 1,4 mm nebo jen 14 × 14 × 1,4 mm a počet vývodů nikdy nepřekračuje čtyři stovky.

Třetí generace procesorů Renesas řady RZ/G navíc využije vlastní architektury pro řízení napájení, která v pohotovostním režimu výrazně sníží spotřebu energie. Novinky tak mohou v rámci hlubokého spánku (deep standby) fungovat na úrovni jednoho miliwattu. A s úsporným režimem se nevylučuje ani operační systém Linux, načtený přímo v paměti, takže lze v případě potřeby okamžitě obnovit plný provoz. Zmíněné funkce s výhodou použijeme u průmyslových, resp. IoT zařízení, která vyžadují neustálé připojení k síti. Nové mikroprocesory máme dále vybaveny vysokorychlostními rozhraními typu PCIe, gigabitového Ethernetu s podporou TSN nebo též USB, takže lze snadno reagovat na potřeby dané aplikace. Rozhraní PCIe slouží k připojení komunikačních modulů (5G, Wi-Fi 6) nebo externích akcelerátorů umělé inteligence. Gigabitový Ethernet s podporou TSN zase umožňuje vysoce spolehlivou komunikaci s malou časovou prodlevou, bez které se u průmyslových sítí, vyžadujících práci v reálném čase, zkrátka neobejdeme.

Zapomenout ale nesmíme ani na funkci detekce a opravy chyb (ECC) pro interní paměť čipu nebo též externí rozhraní DDR, klíčovou bezpečnost (Renesas Secure IP, Secure Boot, Arm TrustZone, sledování neoprávněné manipulace) nebo teplotní rozsah od -40 °C až do +125 °C.

Nabíječka nebo chytrá domácnost?

Pod svižným vývojem se v neposlední řadě rovněž podepíše bohatý doprovodný ekosystém s desítkou různých řešení, pokud jde o vývojová prostředí pro grafická uživatelská rozhraní (GUI; LVGL, Embedded Wizard, Slint, Candera, Spyrosoft, Qt Group), operační systémy (Zephyr RTOS, Atmark Techno), software, ale také hotové procesorové moduly (SoM; Embedded Artists, a Virtium Company, Advanet).

A nejen to. S novými mikroprocesory rodiny RZ/G od společnosti Renesas jdou již tradičně ruku v ruce hotové návrhy řešení – osvědčené kombinace „Winning Combinations“. Patří mezi ně i nabíjecí stanice pro elektromobily „Mode3 AC EV Charger Wallbox“ [5] s pokročilou komunikací PLC, stavějící nakonec na lépe vybaveném systémovém procesoru RZ/G3L s 3D GPU, kterému dále sekunduje 48MHz mikrokontrolér skupiny RA2A2 s jádrem Arm^® Cortex^®-M23 a 24bitovým A/D převodníkem sigma – delta se sedmi kanály na pozici měřicího 32bitového MCU (na stránkách DPS Elektronika od A do Z jste mohli v roce 2024 číst více v [6]), doplněný dále třeba o MCU RA6W1 či RA6W2 pro potřeby související bezdrátové komunikace cestou Wi-Fi, resp. Bluetooth^® LE (představili jsme koncem minulého roku v [7]).

Inspirovat se můžeme i chytrou domácí zabezpečovací ústřednou – centrálou s podporou AI (AI-Enabled Smart Home Security Hub,[8]), využívající na blokovém diagramu pro změnu čipy RZ/G3SE. Díky provázanosti s kamerami, mikrofony nebo i dalšími senzory (dveřní či okenní kontakty, pohybová čidla PIR apod.) zde takový systém umožňuje pokročilé monitorování, a to včetně připojení do cloudu.

Odkazy:

[1] Tisková zpráva, https://www.renesas.com/en/about/newsroom/renesas-launches-64-bit-rzg3l-and-rzg3se-mpus-advanced-hmi-and-iot-edge-systems

[2] Mikroprocesory řady RZ/G, https://www.renesas.com/en/products/microcontrollers-microprocessors/rz-mpus/rzg-series

[3] MPU RZ/G3L, https://www.renesas.com/en/products/rz-g3l

[4] MPU RZ/G3SE, https://www.renesas.com/en/products/rz-g3se

[5] Mode 3 AC EV Charger Wallbox, https://www.renesas.com/en/applications/automotive/ev-hev-vehicles/mode-3-ac-ev-charger-wallbox

[6] Analogové bohatství s MCU RA2A2 od Renesas, https://www.dps-az.cz/clanky/id:99374/analogove-bohatstvi-s-mcu-ra2a2-od-renesas

[7] Wi-Fi 6 a BLE to sluší spolu. Renesas tomu říká MCU RA6W, https://www.dps-az.cz/zpravy/id:104406/wi-fi-6-a-ble-to-slusi-spolu-renesas-tomu-rika-mcu-ra6w

[8] AI-Enabled Smart Home Security Hub, https://www.renesas.com/en/applications/industrial/building-automation/ai-enabled-smart-home-security-hub

robenek@dps-az.cz