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Oggi testiamo la RENESAS RPB RX210 demoboard

RPBRX210 demoboard

Grazie al programma [REVIEW4U] si può avere la possibilità di affacciarsi nel fantastico mondo dei microcontrollori a 32 bit. Oggi vi mostreremo il funzionamento della demoboard RPBRX210 e del relativo sistema di sviluppo.

1. Introduzione

L'RPBRX210 è un circuito di valutazione per il nuovo microcontrollore RX210 della Renesas. Renesas per chi non lo sapesse è il quarto produttore al mondo di semiconduttori ed è nato dall'unione delle divisioni semiconduttori di giganti come Mitsubishi, NEC e Toshiba. Ognuna aveva una sua linea di microcontrollori, che nel tempo si sono integrate e evolute. Caratteristiche:

  • Core: RISC a 32 bit con istruzioni DSP
  • Frequenza operativa: fino a 50MHz
  • Velocità di elaborazione: 78DMIPS
  • Ordinamento: little endian
  • Flash: da 128kB a 512kB
  • RAM: da 20kB a 64kB
  • EEPROM: 8kB (simulata in flash chiamata Data Flash)

Fra le periferiche integrate possiamo trovare:

  • il controllore d'interrupt,
  • il generatore di clock con oscillatore interno,
  • il PLL,
  • il Power On Reset con il brownout,
  • il DMA,
  • il circuito per il controllo della frequenza di oscillazione,
  • il generatore di CRC,
  • il gestore di eventi,
  • il gestore di risparmio energetico,
  • la timer pulse unit a 6 canali ottima per generare segnali PWM,
  • un timer di cattura eventi a 4 canali,
  • 4 timer a 8 bit che possono essere concatenati per ottenerne 2 a 16 bit,
  • il watchdog,
  • il real time clock con oscillatore separato a 32KHz,
  • l'I2C bus,
  • l'SPI,
  • 7 periferiferiche seriali multifunzione.

Per la parte analogica abbiamo:

  • 4 comparatori,
  • un A/D converter a 12 bit a 16 canali con possibilita di campionamento simultaneo,
  • un A/D converter a 10 bit a 2 canali,
  • un sensore interno di temperatura.

Direi che non manca proprio niente. Una caratteristica molto interessante è il consumo molto basso e il campo esteso di tensione di funzionamento che va da 1,65V a 5,5V, caratteristica estremamente rara da trovare in questa classe di processori. Attenzione però che sotto 1,8V la max frequenza operativa è 20MHz e sotto 2,7V è 32 MHz. Fare attenzione inoltre che certi pin non sono tolleranti al 5V. Disponibile anche in package BGA. Nel datasheet non si parla del processo di fabbricazione.

2. Unboxing

La confezione consiste della scheda di valutazione, un cavetto USB da 50 cm (corto direi) e un mini-cd. Sulla scheda è stato montato il micro più completo della gamma: 100pin, 512kB flash, 64kB ram. Sulla board ci sono:

  • 3 led dedicati alle applicazioni,
  • un led per l'alimentazione,
  • 2 pulsanti di cui uno dedicato alle applicazioni e uno di reset,
  • un potenziometro,
  • un quarzo da 32 KHz,
  • una clip per batteria al litio CR2032,
  • la predisposizione per montare una EEPROM seriale esterna,
  • la predisposizione per montare un quarzo esterno,
  • la predisposizione per 4 connettori che portano fuori tutti i pin del micro.

Mi sarei aspettato anche una parte di multiforo per montare qualche accessorio, ma si vede che hanno voluto risparmiare.

Board retro

Sotto un circuito non documentato denominato Segger Debugger Circuit e connesso all'USB con il chiaro compito di fare il debugging. Tra l'altro il debugging sembra sia gestito da software attraverso una seriale mentre altri processori di questa fascia hanno invece un circuito hardware dedicato al debugging molto piu affidabile. Manca anche il JTAG. L'installazione è abbastanza semplice: si lancia il setup e si aspetta che abbia fatto il suo lavoro. E adesso ? Scorro i programmi e trovo un programma interessante che si chiama Manual Navigator.

Manual navigator

Lo apro. Fra i documenti vedo una Quick Start Guide: è quello che cercavo. Mi dice che sulla scheda è gia installato un programmino che consente di porre il micro nelle varie modalita operative e misurare l'assorbimento di corrente. Connetto il cavo USB per dare corrente alla scheda e lo provo: ok funziona, con un tester si puo misurare la corrente assorbita nelle varie modalità operative ed effettivamente sono molto basse per un micro del genere, comparabili con l'MSR430 della Texas, ma quello è un 16 bit. Adesso passiamo al software: fra i programmi installati c'è l'High-performance Embedded Workshop detto anche HEW. Seguendo la guida lo apro e provo a caricare il programmino che hanno precaricato e di cui forniscono i sorgenti. L'ambiente di lavoro è abbastanza standard, ma avendolo visto per la prima volta mi ci devo abituare. Provo a compilare e funziona.

Dowload firmware

Il compilatore viene dato con un periodo di prova di 60 giorni dopo di che funziona in modalita limitata a 128kB che tutto sommato non sono pochi e consentono di fare dei discreti programmi però non capisco perché si ostinino ancora a far pagare i compilatori: la trovo solo un ostacolo al diffondersi di certe architetture. E' vero che per chi ci lavora veramente non sono un problema, ma per tanti piccoli sviluppatori sono un costo che disincentiva al passaggio ad una nuova architettura e che nel migliore dei casi deve essere scaricato sul cliente, per non parlare poi delle scuole per cui è assolutamente proibitivo. Per scaricare il programma devo connettermi con la scheda ma mi da un errore. Ho dimenticato di attivare il debugger togliendo il ponticello J15. Resetto il tutto ed adesso funziona correttamente, ma non si riesce a debuggare. Capisco che avevo compilato in modalità release, attivo la modalità debug e faccio il rebuild. Ora ci siamo. Attivo le varie finestre di debugging: oltre al codice sorgente vediamo i registri, le variabili locali, gli watches, i logs, lo stato degli I/O e dei registri delle periferiche, c'è anche una finestra di terminale che consente di interagire con una seriale.

Debugging

Posso dire che l'ambiente di sviluppo è fatto veramente bene ed è molto completo e si puo anche customizzare utilizzando l'apposito linguaggio Tcl/tk. Fra le caratteristiche interessanti che ho trovato c'è la possibilita di fare dei grafici a partire da una serie di campioni presenti in RAM ovvero si puo campionare un segnale o una variabile mettendola in una zona di memoria e poi vederne l'andamento usando questo generatore di grafici. Altra cosa interessante è il visualizzatore di immagini: a partire da una zona di memoria visualizza le immagini in formato grezzo, proveniente per esempio dal campionamento di una telecamera o da una sorgente video. Non credo che possa interessare questo tipo di microprocessore: non ha abbastanza potenza per gestire cose del genere.

3. Conclusioni

Si tratta certamente di un processore dalle caratteristiche interessanti: consumo ridotto, campo esteso di alimentazione, dsp. Cosa ci possiamo fare ? A vederlo sembra tagliato perfettamente per l'impiego nelle "white goods": lavatrici, condizionatori, contatori di energia o per piccoli strumenti come misuratori di pressione corporea o misuratori di temperatura/pressione ambientali. Potrebbe essere impiegato anche nel settore industriale come PLC, centraline di controllo di macchinari industriali o nelle interfacce operatori. E' molto adatto anche in tutte le applicazioni che richiedano il controllo motori. In effetti da un 32 bit classificato come mid-range mi sarei aspettato una serie di periferiche più ricca: la mancanza del CAN lo rende inadatto per gli impieghi automotive dove invece sarebbe stato molto indicato per le altre caratteristiche. Manca anche un'interfaccia USB nativa e questo lo taglia fuori da molti impieghi in campo consumer come le stampanti, i fax, gli scanner e le fotocopiatrici, mentre l'assenza di una ethernet lo esclude dall'impiego nel networking cioè i modem/router. Sicuramente questo micro nasce come evoluzione delle architetture a 8/16 bit ma non inteso a rimpiazzarle: per quello Renesas sta sviluppando una famiglia denominata RX220 a piu basso costo che pero ancora non è sul mercato. Inoltre Renesas ha creato anche un'altra famiglia, la RX21A per l'impiego specifico come lettore/contatore di corrente ed in tutte le applicazioni che richiedono un'elevata precisione di misura dove è integrato un convertitore A/D sigma-delta a 24 bit. In effetti se compariamo il costo di questo micro (fra 5 e 7 dollari) con la concorrenza vediamo che quest'ultima per questa fascia di prezzo offre molto di più. Questo perché il mercato del 32 bit è passato, dall'avvento dei Cortex, dalla fascia performance a quella mainstream, rosicchiando prima e sostituendo poi il mercato prima detenuto dagli 8/16 bit. Ma per far questo molti produttori hanno abbassato i prezzi offrendo molto di più un 8 bit ad un prezzo piu basso. Credo quindi che Renesas, se vorrà vendere questi oggetti fuori dal paese del sol levante, dovrà rivedere le sue politiche commerciali.
Per quanto riguarda i tool di sviluppo li trovo molto completi e facili da usare, ma a quanto sembra il debugging avviene via software iniettando una porzione di codice monitor all'interno dell'applicazione: avrei preferito invece una sezione hardware e magari anche una porta JTAG. Anche in questo la concorrenza è più avanti.

 

 

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ritratto di Emanuele

Renesas

Indubbiamente negli ultimi anni Renesas ha fatto passi da gigante nel mondo dei microcontrollori, ed in particolare nei sistemi di sviluppo.
Ricordo molti anni fa, quando un emulatore proveniva dall'oriente, pesava qualche Kg, era ingombrante ed aveva delle procedure di lavoro assurde. Ad esempio si doveva inserire un ponticello per programmare e poi spostarlo per emulare, e questo sull'interfaccia..... (sto parlando di Hitachi per chi se lo ricorda).
Negli stessi anni invece le case americane (Atmel/Microchip...) già producevano emulatori/debugger low cost dal peso di pochi grammi.

Oggi questa differenza non esiste più e Renesas, forse anche grazie a tutte le varie fusioni, offre veramente un'alternativa valida...orientale :)

ritratto di Giorgio B.

Ottimo articolo. Sintetico ed

Ottimo articolo.
Sintetico ed efficace.
Ora vorrei fare qualche domanda all'autore.
A quando la prossima prova di questa scheda?
Che altro hai in mente di farci?
Per quali applicazioni la consiglieresti?
E per quali, invece, pensi di sconsigliarla vivamente?

ritratto di Stefano Panichi

RENESAS RPB RX210 demoboard

Ciao Giorgio, ho già in testa qualche idea su cosa fare ma ci vorra un po di tempo in quanto al momento sono molto impegnato in altre cose.
Questo microcontrollore è di tipo general purpose e puo essere impiegato per tantissime applicazioni classiche anche a batteria.
Lo sconsiglio nel caso di applicazioni che richiedano il CAN, l'Ethernet e l'USB dal momento che non li supporta nativamente.
Un vero peccato dato che sarebbe stato molto piu interessante se l'avesse avuti.

ritratto di Stefano Panichi

Aggiornamento

Recentemente Renesas ha annunciato la disponibilità di nuove serie di microcontrollori a basso costo, vedi:
http://www.electronicspecifier.com/Micros/RX100-Renesas-Next-Generation-Low-Power-Microcon...

ritratto di Stefano Panichi

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