В HTML      В PDF
микроэлектроника, микросхема, микроконтроллер, память, msp430, MSP430, Atmel, Maxim, LCD, hd44780, t6963, sed1335, SED1335, mega128, avr, mega128  
  Главная страница > Статьи > Микроконтроллеры

реклама

 
радиационно стойкие ПЗУ Миландр

Продажа силового и бронированного кабеля и провода в Москве

текст еще



Микроконтроллеры Renesas

Предисловие

Renesas Technology - это имя незаслуженно мало говорит российским разработчикам электронной аппаратуры, тогда как продукция компании может быть полезна для широкого спектра применений.

Созданная в апреле 2003 года в результате слияния нескольких подразделений Hitachi Ltd. и Mitsubishi Electric Corporation, компания так сформулировала свое отношение к бизнесу: «Renesas Technology обеспечивает постоянную уверенность, комфорт и помогает людям исполнять свои мечты, предоставляя им выгоды высоких технологий во всех сферах их деятельности».

Renesas Technology Corp. специализируется на производстве микроконтроллеров, в том числе с Flash ПЗУ, микросхем SRAM памяти, чипов для смарт-карт, систем в едином корпусе и аналогово-цифровых изделий.

Объединение компаний под маркой Renesas позволило стать крупнейшим производителем микроконтроллеров и занять одно из лидирующих мест среди производителей полупроводников. В результате этого потребители продукции компании получили неоспоримые преимущества:

  • расширились линейки продукции, в том числе в сторону младших бюджетных микроконтроллеров
  • сократилось время выхода новых изделий на рынок
  • увеличились производственные мощности, включая высокотехнологичное производство пластин
  • улучшилось качество технической поддержки конечных потребителей

Правильный выбор микроконтроллера для системы или устройства во многом определяет успех и скорость выполнения проекта, поэтому компания Renesas Technology предлагает широчайший выбор микросхем с различными техническими характеристиками для применения практически в любой сфере деятельности человека.

Продолжительный срок службы, надежность и высочайшее качество микроконтроллеров Renesas – это необходимые составные части для рынков бытовой аппаратуры и техники, офисного оснащения и промышленного оборудования. Высокое качество продукции обеспечивается за счет контроля на каждом технологическом этапе, поскольку компания владеет полным производственным циклом.

Успех компании наглядно демонстрирует уверенное лидерство в мировых рейтингах производителей полупроводников и микроконтроллеров. В 2006 году Renesas Technology, мировой лидер в производстве микроконтроллеров со встроенной FLASH памятью, планирует преодолеть рубеж в 1 млрд. этих устройств, поставленных на мировой рынок с начала их производства.

Главная задача статьи - это ознакомление российских разработчиков с основными особенностями, структурой, составом семейства, а также инструментарием для разработки и отладки устройств, и, наконец, - с тенденциями развития семейства микросхем архитектуры SuperH.

Обзор семейства SuperH микроконтроллеров и микропроцессоров компании Renesas Technology

Вступление

Одними из популярных микросхем Renesas Technology, являются микроконтроллеры с наиболее динамично развивающееся и прекрасно себя зарекомендовавшей архитектурой SuperH (рис. 1). Устройства, построенные на базе архитектуры SuperH, представляют собой 32-х битные высокопроизводительные RISC (с сокращенным набором команд) вычислительные машины.

Основные концепции, характеристики и области применения семейства микросхем SuperHОсновные концепции, характеристики и области применения семейства микросхем SuperH
Основные концепции, характеристики и области применения семейства микросхем SuperH
Рисунок 1. Основные концепции, характеристики и области применения семейства микросхем SuperH

Тщательно продуманная архитектура SuperH отвечает основным современным концепциям развития микроконтроллеров. Она характеризуется:

  • высокой производительностью;
  • совместимостью программ «снизу вверх»;
  • высокой эффективностью (плотностью) кода;
  • сниженным энергопотреблением и наличием режимов энергосбережения;
  • производством на базе передовых полупроводниковых технологий.

Семейство микроконтроллеров, выполненных на основе архитектуры SuperH, состоит из множества линеек микросхем с различными конфигурациями ЦПУ и сочетанием периферийных модулей. Это позволяет упростить конструкцию разрабатываемого устройства за счет уменьшения или даже исключения компонентов внешней обвязки микроконтроллера. Результатом является снижение себестоимости изделия за счёт уменьшения затрат на его разработку и производство.

Следует также отметить, что микросхемы семейства SuperH обладают хорошим соотношением цена/производительность/периферия, что делает их более привлекательными для применения в новых проектах по сравнению с микросхемами других производителей.

Ширина номенклатуры микроконтроллеров дают возможность удовлетворить возрастающие потребности производителей электроники, практически в любой области.

Благодаря преимуществам архитектуры SuperH, микросхемы, построенные на ее основе, являются лучшим выбором для большинства современных встроенных систем в различных областях применения, например: системы автомобиля, бытовая электроника и техника, оборудование для телекоммуникаций, системы контроля промышленных процессов, системы автоматизации офисной деятельности.

Обзор микросхем с архитектурой SuperH

Выбор конфигурации ядра микроконтроллера или микропроцессора – наиболее важное решение при проектировании любой встроенной системы.

Архитектура SuperH имеет множество оптимизированных реализаций
Рисунок 2. Архитектура SuperH имеет множество оптимизированных реализаций

На рисунке 2 представлены основные линейки микросхем архитектуры SuperH и указано направление их развития. Основой для них стали чипы серии SH-1. Сегодня сформировались два направления развития ядра, связанные с оптимизацией использования вычислительных устройств в разных областях применения. Одним из направлений развития являются линейки с ядром SH-2 и более мощным SH-2A. Микроконтроллеры этого направления оптимизированы для применения в приложениях, где требуется обработка больших массивов данных, а также реакция на внешние события в реальном времени. (Основное внимание в статье будет уделено именно этим двум вариантам ядра, остальным будет дана лишь краткая характеристика.)

Представителями другого направления являются серии SH-3, SH-4 и их варианты с более мощным процессорным ядром SH-4A. Микропроцессоры, входящие в эти серии, в первую очередь предназначены для применения в мобильных устройствах, сетевых системах и других приложениях требующих высокоскоростной обработки данных.

Для упрощения рисунка, на нем не показаны существующие серии SH2-DSP и SH3-DSP. Эти реализации ядра специально предназначены для использования в мультимедийных устройствах и коммуникационных приложениях требующих цифровой обработки сигналов. Следует, однако, отдельно отметить микроконтроллеры серии SH7710/2 (ядро SH3-DSP) с двумя Ethernet каналами, так как они прекрасно подходят для устройств использующих сети Ethernet, в качестве среды передачи.

Одной из основных характеристик микроконтроллера или микропроцессора является его производительность. В таблице 1 показана максимальная производительность устройств в каждой линейке.

Таблица 1

Ядро Производительность* / на частоте
SH-1 10 MIPS / 20 МГц
SH-2 130 MIPS / 100 МГц
SH-2A 360 MIPS / 200 МГц
SH-3 260 MIPS / 200 МГц
SH-4 430 MIPS / 240 МГц
SH-4A развитие ядра 720 MIPS / 400 МГц 1080 MIPS / 600 МГц

* Производительность измерена при помощи тестовой программы «Dhrystone».

Совместимость и плотность кода программ

Основными достоинствами ядер SH – это совместимость «снизу вверх» программного кода и его лучшая плотность при заданной производительности.

Принцип матрёшки архитектуры SuperH даёт возможность легко повышать производительность и функциональность устройств
Рисунок 3. Принцип «матрёшки» архитектуры SuperH даёт возможность легко повышать производительность и функциональность устройств

Как показано на рисунке 3, различные реализации архитектуры SH полностью совместимы «снизу вверх», то есть микросхемы со старшим ядром включают все команды ядра младшего. Данное свойство архитектуры SuperH можно назвать принципом «матрёшки». В этой «матрёшке» микросхемы со старшим ядром отличаются большим уровнем производительности и набором периферии, предназначенным для применения в различных устройствах, и поэтому у них более широкий набор инструкций. Это неоспоримое преимущество позволяет экономить силы и финансовые средства, а также ускорить время разработки новых устройств и систем или редизайн существующих.

В архитектуре SuperH используются 16-ти битные инструкции и поэтому объём скомпилированного кода на 33% меньше
Рисунок 4. В архитектуре SuperH используются 16-ти битные инструкции и поэтому объём скомпилированного кода на 33% меньше

Ещё одним достоинством архитектуры является на 33% более плотный код. Повышенная плотность кода достигается тем, что в архитектуре SuperH используются фиксированные по длине 16-ти битные инструкции (рис. 4), в отличие от традиционных 32-х битных RISC архитектур, использующих команды полной длины.

В дополнение, использование 16-ти битных инструкций увеличивает пропускную способность шины в два раза, а также увеличивает эффективность КЭШ-памяти почти на 40%, что в свою очередь снижает потребность во внешней памяти примерно на такой же объём.

Низкое энергопотребление и современные технологии

Другие ключевые концепции архитектуры - это малое энергопотребление устройств, созданных на основе новейших технологий.

Как правило, встраиваемые системы требуют, чтобы процессор работал на высокой тактовой частоте для достижения необходимой производительности. Однако в некоторых устройствах, чувствительных к уровню потребляемой от источника питания мощности, не все микросхемы могут использоваться, так как их энергопотребление чрезмерно высоко. Это приводит к увеличению выделяемого тепла и в свою очередь требует применения дорогостоящих теплоотводящих устройств. Высокое тепловыделение и как следствие повышенная рабочая температура устройства в большинстве случаев отрицательно сказываются на его надежности и долговечности. Кроме того, высокое энергопотребление серьёзно снижает время работы автономных устройств с батарейным питанием.


Инженеры компании Renesas Technology тщательно подошли к дизайну микроконтроллеров и микропроцессоров архитектуры SuperH и сумели достичь хорошего соотношения между производительностью и потребляемой мощностью. Чипы изготовлены на основе низкопотребляющей субмикронной КМОП технологии и могут работать при низких напряжениях питания.

Для снижения общего энергопотребления микросхемы снабжены программно-управляемыми механизмами подстройки активности системы. Примером могут служить режимы пониженного потребления «standby» и «sleep», возможность управления частотой тактового генератора, селективное отключение не использующихся периферийных модулей.

Компания Renesas Technology выпускает микросхемы SuperH, используя новейшие технологии разработки, производства полупроводниковых кристаллов и корпусирования.

Применяя микросхемы с архитектурой SuperH, вы получаете преимущества от использования передовых технологий компании Renesas - это, например, субмикронная технология производства пластин, усовершенствованная технология производства флэш-памяти, объединение в одном чипе комплекса периферийных модулей и устройств, содержащих интеллектуальную собственность (IP).

Состав микроконтроллерных семейств SH

Состав семейств SH-2, SH-2
Рисунок 5. Состав семейств SH-2, SH-2A

Как видно на карте семейств микроконтроллеров SuperH (рис. 5), развитие линеек происходит по трем основным направлениям. Первое - это различные варианты кристаллов с ядром SH-2, отличающиеся производительностью, объёмом памяти, набором периферии. Особый интерес представляет линейка микроконтроллеров SH708x с самой быстрой флэш-памятью. Микроконтроллеры могут работать на частоте 80 МГц, то есть минимальное время доступа к памяти составляет всего 12,5 нс. Ещё одна из примечательных - линеек SH7618 / SH7619 с контроллером Ethernet. В этих микросхемах применен оригинальный интерфейс 16-ти битной шины чипа «мастера» (HIF), обеспечивающий обмен данными между шиной и ОЗУ. Готовится к выпуску микроконтроллер SH7147, имеющий на своем борту быстродействующий 12-ти битный АЦП, позволяющий более простыми средствами решать задачу управления различными процессами с обратной связью в реальном времени.

Второе направление – это микросхемы серии SH-Tiny: в меньших корпусах, с сокращенной периферией, памятью и соответственно, более дешевые. Эти микроконтроллеры удобны для применения в небольших системах, где, например, требуется управление электродвигателями в реальном времени, в частности, для использования в бытовой и офисной технике.

Третье направление - наиболее перспективное и динамично развивающееся. Линейка SH-2A отличается высокой производительностью, большим набором периферии, в том числе и коммуникационной. Это дает возможность применять их в различных промышленных системах, робототехнике и т. п. В планах развития микросхем этой линейки в первую очередь стоит создание чипов с двухъядерной архитектурой, расширение коммуникационных возможностей, наращивание объёма памяти.

В таблице 2 приведены основные характеристики микроконтроллеров семейств SH-2, SH-2A и SH-2 Tiny.

Таблица 2

Серия Ядро Флэш ПЗУ/ОЗУ/КЭШ Произво-
дительность, MIPS
Fc, МГц Vcc, В Таймеры АЦП/ЦАП Интерфейсы I/O Кол-во выводов
SH70834 SH-2 256/16/- 104 80 3,0-5,5 MTU2, MTU2S, CMT, WDT 8x10bit/- I2C, 3 SCI, SSU, SCIF 73 100
SH70844 SH-2 256/16/- 104 80 3,0-5,5 MTU2, MTU2S, CMT, WDT 8x10bit/- I2C, 3 SCI, SSU, SCIF 84 112
SH70854 SH-2 256/16/- 104 80 3,0-5,5 MTU2, MTU2S, CMT, WDT 8x10bit/- I2C, 3 SCI, SSU, SCIF 108 144
SH70855 SH-2 512/32/- 104 80 3,0-5,5 MTU2, MTU2S, CMT, WDT 8x10bit/- I2C, 3 SCI, SSU, SCIF 108 144
SH70865 SH-2 512/32/- 104 80 3,0-5,5 MTU2, MTU2S, CMT, WDT 16x10bit/- I2C, 3 SCI, SSU, SCIF 134 176
SH7144 SH-2 без ПЗУ/ 256/ 8/- 65 50 3,0-3,6 MTU, CMT, WDT 8x10bit/- I2C, 4 SCI 82 112
SH7145 SH-2 без ПЗУ/ 256/ 8/- 65 50 3,0-3,6 MTU, CMT, WDT 8x10bit/- I2C, 4 SCI 106 144
SH7146 SH-2 256/8/- 104 80 4,0-5,5 MTU2, MTU2S, CMT, WDT 12x10bit/- 3 SCI 57 80
SH7147 SH-2 256/12/- ТУ 64 ТУ MTU2, MTU2S, WDT 16x12bit/- 3 SCI, SSU ТУ 100
SH7149 SH-2 256/8/- 104 80 4,0-5,5 MTU2, MTU2S, WDT 12x10bit/- 3 SCI 75 100
SH7618 SH-2 без ПЗУ/4/4 - 100 3,0-3,6 WDT -/- SCIF, Ethernet +HIF 78 176
SH7619 SH-2 без ПЗУ/16/16 163 125 3,0-3,6 WDT -/- SCIF, Ethernet +HIF 78 176
SH7201 SH-2A без ПЗУ/32/- 288 120 ТУ MTU2, WDT 8x12bit/ ТУ 3 I2C, 8 SCIF, 2 CAN ТУ 176
SH7203 SH-2A без ПЗУ/16+16/ТУ ТУ 200 ТУ MTU2, CMT, RTC, WDT ТУ/ТУ 4 I2C, 2 SSU, 4 SCIF, 2 CAN, host USB ТУ 240
SH7206 SH-2A без ПЗУ/128/16 360 200 3,0-3,6 MTU2, MTU2S, CMT, WDT 8x10bit/ 2x8bit I2C, 4 SCIF 79 176
SH7211 SH-2A 512/32/- ТУ 160 3,0-3,6 MTU2, MTU2S, CMT, WDT 8x12bit/ 2x8bit I2C, 4 SCIF ТУ 144
SH7124 SH-2 Tiny 64/128/8/- 65 50 4,5-5,5 MTU2, CMT, WDT 8x10bit/- 3 SCI 31 48
SH7125 SH-2 Tiny 64/128/8/- 65 50 4,5-5,5 MTU2, CMT, WDT 8x10bit/- 3 SCI 45 64

Примечания:

Микроконтроллеры в строках помеченных желтым цветом находятся в разработке. Значения параметров приведены только с ознакомительной целью и могут измениться.

ТУ - значение параметра трубует уточнения .

Микроконтроллеры могут выпускаться в версиях: с Флэш ПЗУ, с масочным ПЗУ и без внутреннего ПЗУ.

MTU - Multi-function Timer pulse Unit - Модуль 16-ти битных таймеров состоящий из 5-ти таймеров
MTU2 - Multi-function Timer pulse Unit 2 - Модуль 16-ти битных таймеров состоящий из 6-ти таймеров
MTU2S - Multi-function Timer pulse Unit 2S - Модуль 16-ти битных таймеров состоящий из 3-х таймеров
CMT - Compare Match Timer - Таймер интервалов времени
RTC - Real Time Clock - Часы реального времени
WDT - WatchDog Timer - Сторожевой таймер
HIF - Host InterFace - Контроллер "мастер" интерфейса
SCI - Serial Communication Interface - Последовательный интерфейс
SCIF - Serial Communication Interface with FIFO - Последовательный интерфейс с буфером FIFO
SSU - Synchronous Serial Communication Unit - Модуль синхронного последовательного интерфейса (аналог SPI)

Особенности ядра SH-2

Обобщенный состав ядра SH-2
Рисунок 6. Обобщенный состав ядра SH-2

Ядро SH-2 построено на основе гарвардской архитектуры с непрерывным адресным пространством 4 Гб и является логическим продолжением начального ядра SH-1. За машинный цикл ЦПУ выполняет до одной операции, и базируется на пятиуровневом конвейере обработки команд. В своем составе SH-2 имеет 16 регистров длиной 32 бита, а также аппаратный модуль умножения операндами которого выступают 32-х битные данные, результат же имеет длину 64 бита. Процесс вычислений модуля происходит за 2-4 машинных цикла. Помимо обычного умножения, возможно умножение с накоплением результатов.

На рисунке 6 показан обобщенный состав кристалла с ядром SH-2. Разные микросхемы содержат различный состав внутренних устройств. Основными принципами выбора набора внутренних устройств являются максимальная разгрузка ЦПУ, уменьшение числа внешних компонентов, а также гибкость применения микросхемы.

Желтым цветом обозначены таймеры и таймерные модули. Таймерные модули MTU2 и MTU2S специально разработаны для управления различными электромоторами, но они также могут работать как обычные таймеры. Модуль MTU2 включает 6 таймеров (16-ти битные), а MTU2S – 3 таймера. Модуль CMT состоит из 2-х каналов 16-ти битных таймеров, синхронизируемых от четырёх внутренних источников. Он предназначен для генерации периодических прерываний.

Синим цветом обозначены различные последовательные интерфейсы, такие как I2C, SCI (аналог SPI) и модуль синхронного последовательного интерфейса SSCU.

В составе кристаллов SH-2 для отладки работы устройств находятся высокопроизводительный интерфейс отладки (H-UDI) и улучшенный модуль отладки (AUD), обозначенные фиолетовым цветом

.

С целью разгрузки ЦПУ в чип встроены контроллеры различного назначения. В частности, INTC – контроллер прерываний, BSC – контроллер внешней шины доступа к микросхемам памяти, контроллер ПДП (DMAC) и контроллер обмена данными (DTC).

Набор команд и режимы адресации были разработаны с учетом максимального облегчения программирования на языке высокого уровня Си. При работе используются 11 режимов адресации. В составе имеются абсолютный, относительный, косвенный режимы. Также, для того чтобы обеспечить непрерывность работы конвейера обработки команд, в состав набора инструкций введены команды условного перехода с циклом ожидания. Пятиуровневая конвейеризация обработки команд - довольно сложный процесс и при работе конвейера возможен его останов по ряду причин. Компилятор для кристаллов с архитектурой SuperH оптимизирует программный код для минимизации остановов конвейера.

SH-2A развитие ядра SH-2

Дальнейшее развитие ядра SH-2 направлено на повышение производительности ЦПУ, увеличение тактовой частоты, оптимизацию (сокращение) программного кода.

ЦПУ SH-2A, так же как и SH-2 построено на основе гарвардской архитектуры с общим адресным пространством 4 Гб. Так же, как и в SH-2, используется пятиуровневый конвейер обработки команд, однако за один машинный цикл загружается и обрабатывается не одна инструкция, а две. Дополнительно к набору 16-ти битных инструкций добавлены 32-х битные. Надо отметить, что хотя ядро SH-2A не имеет полноценных функций цифровой обработки, наличие умножителя с накоплением результатов (MAC) значительно упрощает обработку данных, повышая тем самым производительность. Для увеличения скорости обработки данных во многих микросхемах с ядром SH-2A встроен модуль обработки чисел с плавающей точкой (FPU), что в свою очередь также увеличивает общую производительность.

Улучшение произошло и при обработке прерываний. Время перехода к программе обработки прерывания происходит за 6 циклов ЦПУ против 37 в SH-2. Сокращение времени достигнуто посредством объединения 19 основных регистров в банк и автоматического запоминания их в стеке в случае возникновения прерывания.

Наличие в ядре встроенной кэш-памяти увеличивает скорость обработки данных. Встроенный кэш разделен на память данных и команд, и внутри каждая ассоциативно разделена на 4 банка. Глубина каждого банка 128 линий, а в каждой линии ввода помещаются 4х32 информационных бита. Режимы работы, оригинальный алгоритм и дополнительная инструкция упрощают манипуляции с кэш-памятью.

Благодаря всем перечисленным достоинствам ядро SH-2A названо супервычислительным.

На диаграммах 1, 2, 3 продемонстрировано улучшение характеристик ЦПУ SH-2A в сравнении с SH-2.

Высокоэффективный программно-аппаратный комплекс разработки приложений

Широкий выбор аппаратных и программных инструментов мирового уровня сделает написание и отладку программного кода устройств и систем эффективной и легкой.

В число этих инструментов входят оценочные наборы, среда разработки и отладки ПО, комплект программных инструментов (компилятор, линкер, оптимизатор, ассемблер, конвертер форматов, стандартные библиотеки и др.), симулятор-отладчик, конфигуратор периферийных модулей, эмуляторы-отладчики различного уровня, в том числе реального времени, системные платформы, операционные системы реального времени, программаторы.

Пример программно-аппаратного комплекса разработчика, включающего полноскоростной эмулятор Е6000
Рисунок 7. Пример программно-аппаратного комплекса разработчика, включающего полноскоростной эмулятор Е6000

Программные средства

Интерфейс среды разработки HEW
Рисунок 8. Интерфейс среды разработки HEW

Главным звеном в разработке программного обеспечения микроконтроллеров является High-performance Embedded Workshop (HEW) (рис. 8) - высокоэффективная среда разработки ПО (IDE), универсальная для всех микроконтроллеров компании Renesas Technology. Она представляет собой графическую среду для разработки программного обеспечения с пакетом компилятора С/С++, имеющую типичный для программ такого рода интерфейс. Все элементы интерфейса среды HEW, такие как различные оконные меню, панели инструментов, строки состояния, связанные окна и контекстные локальные меню, направлены на облегчение действий по созданию и управлению проектами программного обеспечения конечной продукции. Среда разработки ПО HEW имеет следующие возможности:

  • Создание и редактирование проекта;
  • Графическое конфигурирование утилит компилятора;
  • Сборка проекта;
  • Отладка;
  • Управление версиями.

Шаблоны и мастера проектов, помогающие правильно сгенерировать код
Рисунок 9. Шаблоны и мастера проектов, помогающие правильно сгенерировать код

В среде HEW имеется интегрированный симулятор с расширенными возможностями, который позволит вам отлаживать код приложения даже при отсутствии соответствующих аппаратных средств. Помимо этого, сборка инструментальных средств компилятора С/С++, подключаемая к HEW, позволяет генерировать код, оптимизированный по скорости выполнения и/или по объему занимаемой памяти.

Единообразный интерфейс — различные функции

Вы можете быстро освоить мощные инструменты, необходимые для создания программы. Не последнюю роль в этом играет удобное управление этими инструментами.

Более того, эффективность вашей работы увеличивается за счет использования единообразного интерфейса, который имеет один и тот же вид для всех микроконтроллеров и микропроцессоров компании Renesas. Причем, интерфейс можно настроить таким образом, чтобы сформировать среду, наиболее удобную для разработки конкретного приложения.

«Мастера» упрощают выполнение начальных этапов

Вы можете очень быстро приступить к написанию программы, воспользовавшись преимуществом «мастеров» Генератора проекта (рис. 9), находящегося в составе среды HEW. Воспользуйтесь их помощью в задании конфигурации, выборе объектов отладки и создании стартового кода.

Новые функции, помогающие оптимизировать код программы

Встроенный симулятор/отладчик имеет специальные возможности и окна для исследования кода программы, полученного в результате компиляции:

  • Окно профилирования кода (позволяет отображать статистическую информацию в текстовом и графическом виде);
  • Анализ производительности;
  • Окно анализатора использования исходного кода.

Вспомогательные инструментальные средства анализа помогут разобраться в функционировании и структуре вашей программы:

  • Программа-анализатор стека;
  • Программа для просмотра файла распределения кода и данных (*.map), генерируемого компоновщиком.
  • Программные средства генерации оптимизированного кода C/C++.

Инструментальные средства Renesas (компилятор, ассемблер и компоновщик) полностью поддерживают спецификацию языка C++ и имеют обратную совместимость с языком Cи. В них реализованы расширения, позволяющие осуществлять полноценное управление встраиваемой системой средствами самого языка C, без использования ассемблерных вставок. К этим расширениям относятся:

  • Подпрограммы обработки прерываний;
  • Условные регистровые операции;
  • Команда Sleep;
  • Псевдо-функции для вызова различных команд, например команда умножения с накоплением или команды сложения и вычитания десятичных чисел;
  • Управление оптимизацией вызова функций и адресации в соответствии с возможностями архитектуры устройств и системы команд.

Оптимизирующий компоновщик формирует код, который включает в себя только действительно используемые блоки, выполняя глобальную оптимизацию всего приложения.

Бесплатная ознакомительная версия пакета HEW

Гибкая методика лицензирования, установленная компанией Renesas в отношении своей продукции, означает, что вы можете загрузить бесплатную ознакомительную версию пакета HEW с компилятором и использовать ее без ограничений в течение 60 дней. Такая возможность очень полезна для тестирования эффективности сгенерированного компилятором оптимизированного кода, и производительности архитектуры. По истечении этого срока размер генерируемого кода ограничивается величиной 64 Кбайт, что, тем не менее, не мешает исследовать архитектуру микроконтроллеров или экспериментировать с периферийными устройствами. Ознакомительная версия среды HEW отличается от полной версии только ограничением размера компилируемого кода. Поэтому возможна генерация полноценного кода для устройств построенных на базе младших моделей микроконтроллеров (с меньшим, чем 64 Кб объёмом ПЗУ).

Интегрированные средства отладки пакета HEW

Эмулятор-отладчик E8
Рисунок 10. Эмулятор-отладчик E8

Поддержка отладки модульных объектов обеспечивается непосредственно самой средой HEW, благодаря чему вы можете создавать свое приложение и отлаживать его, не покидая среды. «Мастер» отладочной сессии легко позволяет добавлять новые объекты отладки в рабочую среду:

  • Симулятор;
  • Внутрисхемные эмуляторы (серия E6000);
  • JTAG-эмуляторы (E10A, E8);
  • Оценочные платы, с резидентным монитором.
  • Flash Development Toolkit.

Программа Flash Development Toolkit (FDT) компании Renesas является простой в использовании утилитой для программирования встроенной Flash-памяти микроконтроллеров семейства H8. Вы можете создавать проекты, объединяющие нескольких файлов, содержащих s-записи, в один загружаемый образ, а также сохранять параметры соединения для облегчения управления процессом программирования устройств.

FDT поддерживает:

  • Непосредственное USB-подключение для устройств, имеющих режим загрузки через USB;
  • Последовательный обмен на скоростях до 115 200 бод;
  • Шестнадцатеричный редактор образа;
  • Выдачу самых разнообразных сообщений, помогающих при работе над проектом.
  • Аппаратные средства.

Аппаратные средства

Аппаратные средства выпускаются в различных ценовых категориях, начиная с недорогих, бюджетных отладочных комплектов и стартовых наборов RSK (Renesas Starter Kit).

Отладочные комплекты

Набор начального уровня RSK
Рисунок 11. Набор начального уровня RSK

Отладочные комплекты и наборы (рис. 11) представляют собой недорогой вариант оценки характеристик микроконтроллеров. В составе каждого комплекта имеется собранная макетная плата и компакт-диск, который содержит:

  • Ознакомительную версию пакета HEW, компиляторы языков C/C++, а также программу связи отладчика с резидентным монитором;
  • Утилиту Flash Development Toolkit (FDT).

На компакт-диске также содержится руководство по быстрому старту, подробно описывающее процесс инсталляции ПО, полный комплект документации с учебными проектами и учебным программным модулем «Project Generator» для среды HEW.

Внутрисхемные эмуляторы E8 и E10A-USB

Эмулятор-отладчик E10A-USB
Рисунок 12. Эмулятор-отладчик E10A-USB

Эмуляторы E8 (рис. 10) и E10A-USB (рис. 12) предназначены для подключения к отладочному интерфейсу JTAG. Эти недорогие устройства обеспечивают отладку в реальном времени, используя специальные ресурсы самого микроконтроллера в отлаживаемом устройстве. Эмуляторы соединяются с пользовательской системой по интерфейсу, который может использоваться как для её отладки, так и для программирования расположенной на кристалле микроконтроллера Flash памяти.

В эмуляторах E8 и E10A-USB используется интерфейс USB 2.0 с функцией plug-and-play, что позволяет легко подключать их к любому ПК или ноутбуку, имеющему интерфейс USB. Основные возможности эмуляторов:

  • До 255 программных точек останова;
  • Одна аппаратная точка останова по значению адреса и данных;
  • Сохранение информации о 4 последних переходах;
  • Программирование внутренней Flash памяти;
  • Интегрированная поддержка отладки в среде HEW.
  • Внутрисхемный эмулятор E6000.

Серия инструментов E6000 (рис 11) компании Renesas содержит множество развитых внутрисхемных эмуляторов реального времени, каждый из которых поддерживает одно из процессорных семейств. Эти эмуляторы можно использовать в полностью автономном режиме для разработки и отладки программного обеспечения или же, подключив их с помощью специального кабеля к разрабатываемому устройству, для отладки аппаратной части. Эти мощные отладочные средства обеспечивают:

  • Эмуляцию микроконтроллера в режиме реального времени, без циклов ожидания или изменения хода выполнения программы;
  • Память эмуляции объемом от 1 до 4 Мбайт, которая может быть отображена на адресное пространство целевого процессора;
  • 256 точек останова;
  • Буфер трассировки размером до 32К машинных циклов, запись в который может быть остановлена, а его содержимое считано во время выполнения программы;
  • Фильтрацию событий, заносимых в буфер трассировки с использованием системы Complex Event System;
  • Фильтрацию событий уже занесённых в буфер трассировки с возможностью поиска;
  • Автоматическое отслеживание напряжения питания отлаживаемого устройства для исключения неправильной работы эмулятора в отсутствии корректного напряжения питания устройства;
  • Большой выбор источников тактового сигнала целевого устройства;
  • Интегрированная поддержка отладки в среде HEW;

Заключение

Архитектура SuperH не только востребована у мировых производителей электроники, но в некоторых областях является стандартом де-факто. В частности, чипы семейства SH-Mobile использованы в более 200 моделях мобильных телефонов, а на базе МП SH-4 и SH-4A построена большая часть автомобильных навигационных систем. Так же как и старшие семейства, SH-2 и SH-2A активно используются в различных устройствах и системах, например в бытовой технике, системах вентиляции и кондиционирования и т. п. А с появлением более дешевых микросхем линейки SH-Tiny интерес к семейству SuperH заметно возрос. Высокая производительность, хороший объём памяти, отличный набор периферии и развитые коммуникационные возможности делают эти микроконтроллеры незаменимыми не только в бытовых системах и офисном оснащении, но и в промышленных системах для управления производственными процессами. Хорошие коммуникации позволяют использовать микросхемы с архитектурой SuperH в системах проводной связи, например в телефонии, и локальных компьютерных сетях. Если вы заинтересовались продукцией компании Renesas Technology и не получили достаточно информации, посетите пожалуйста сайт eu.renesas.com. Посетив сайт www.renesasinteractive.com, вы получите уникальную возможность пройти обучение на интерактивных курсах и оценить возможности микросхем компании Renesas в виртуальной лаборатории. Для этого Вам необходимо будет всего лишь пройти регистрацию на сайте.

Дмитрий Колганов
Инженер Центра Перспективных Технологий компании Симметрон
E-mail: dmitriy.kolganov@symmetron.ru






 
Впервые? | Реклама на сайте | О проекте | Карта портала
тел. редакции: +7 (495) 514 4110. e-mail:info@eust.ru
©1998-2016 ООО Рынок Микроэлектроники