Renesas Synergy Microcontrollers and ThreadX – binomio vincente in termini di innovazione e potenza

Renesas Synergy è una famiglia innovativa di microcontrollori, che grazie ad un nuovo approccio permette agli sviluppatori embedded di realizzare progetti a basso time to market e a costo ridotto. Infatti, questa famiglia di microcontrollori è dotata di un set di API di alto livello, che permettono di velocizzare lo sviluppo software, spostando il focus sull'applicazione vera e propria andando a tralasciare in buona parte la gestione dei livelli più bassi. Da notare come nell'ultimo decennio si siano evoluti i sistemi embedded, raggiungendo maggiori performance e lavorando sempre connessi. Gli ambienti di sviluppo associati sono dotati di interfacce grafiche su cui è possibile scegliere di usare e/o configurare il sistema RTOS ThreadX e tutti i sui middleware per connettersi in rete o per realizzare velocemente interfacce grafiche.

Getting Started

Il punto di partenza in genere quando si ha a che fare con una nuova tecnologia, ovviamente dopo aver ricavato il materiale informativo necessario, è quello di installare il software di sviluppo. Nella fattispecie, Renesas fornisce agli sviluppatori un potentissimo strumento chiamato e2 studio, un IDE (Integrated Development Environment) basato sull'ambiente Eclipse. Questo ambiente di sviluppo, ovviamente, con gli opportuni plug-in permette di sviluppare sulle piattaforme Renesas Synergy, essendo dotato di svariati strumenti quali un evoluto editor di testo, un'ottima interfaccia di debug e di un configuratore grafico, che permette di realizzare l'ossatura delle nostre applicazioni, generando codice sorgente. Da questo tool è possibile configurare i clock, inserire i Thread del sistema operativo ed aggiungere i moduli software presenti nelle API, il cui insieme a questo punto può essere introdotto con il nome di SSP (Synergy Software Package). L'ambiante di sviluppo avrà bisogno per funzionare, di una toolchain che permetta la compilazione e il debug del codice. Essenzialmente nel mondo Synergy si può scegliere tra il tool GCC e il compilatore IAR, messo gratuitamente a disposizione. Inoltre, abbiamo a disposizione diverse funzionalità avanzate di debug, quando andiamo ad operare con il sistema operativo.

Mentre l'estensione di e2 studio per Synergy così come la toolchain GCC possono essere installate direttamente, durante l'installazione di e2 studio, le librerie SSP invece devono essere scaricate ed installate a parte. In questo articolo ci focalizzeremo unicamente sull'utilizzo di e2 studio con GCC, anche se IAR permette lo scaricamento del proprio ambiente di sviluppo e del proprio compilatore gratuitamente per chi lavora con i microcontrollori Renesas Synergy. Riassumendo, in base alle nostre scelte, le fasi di installazione saranno le seguenti:

  • installazione e2 studio, tenendo conto in fase di installazione di inserire gli strumenti di sviluppo Renesas Synergy tra cui GCC;
  • installazione della libreria SSP, che al momento della stesura di questo articolo è arrivata alla versione 1.7.0 (questa operazione in genere serve quando si vogliono installare nuove versioni della libreria SSP);
  • installazione driver SEGGER.

Come accennato precedentemente, è possibile scegliere al posto di e2 studio l'ambiente di sviluppo IAR, stessa cosa vale per il compilatore al posto di GCC, si può scegliere di usare il compilatore IAR. Prima di proseguire, descrivendo il processo di installazione, è utile soffermarci sugli strumenti di programmazione e di debug. Le famiglie Synergy utilizzano il Programmatore/Debugger J-link della SEGGER, il cui costo può arrivare anche a diverse centinaia di euro, per gli hobbisti comunque esistono versioni più economiche con piccole limitazioni. Inoltre è possibile scaricare sul sito di SEGGER alcuni tool per scrivere sulla memoria FLASH dei microcontrollori. Per quanto riguarda invece l'interfaccia di programmazione in genere le serie Synergy utilizzano sia SWD che JTAG, anche se per alcune serie è possibile utilizzare unicamente l'interfaccia SWD. Di seguito un breve specchio riassuntivo delle varie famiglie Synergy, che descrive brevemente le varie serie in termini di prestazioni e riporta le interfacce di programmazione supportate.

Serie Descrizione Interfaccia di programmazione
S1 Questa serie è orientata alle applicazioni portable, essendo incentrata sul low-power. Vengono impiegati core ARM Cortex M0+ o Cortex M23 a 32 MHz di clock. Non sono dotate di memorie molto capienti, hanno comunque periferiche hardware orientate alla connessione sicura come True Random Generator e AES. SWD
S3 Questa serie rispetto alla serie S1 è decisamente più orientata alle performance, essendo incentrata sull'high-performance. Utilizza core Cortex M4 a 48 MHz. Per quanto riguarda la dotazione di memoria è lievemente più dotata della serie S1. Anche questa serie possiede periferiche hardware per la connessione sicura come AES e True Random Generator. SWD/JTAG
S5 Questa serie si pone come obbiettivo predominante l'integrazione, high-integration, con memorie molto capienti per bufferizzare i frame nei driver TFT e LCD. Dotata in genere di core Cortex M4 a 120 MHz con unità Floating Point. Anche questa serie come le precedenti è dotata di periferiche AES e True Random Generator per la connessione sicura. SWD/JTAG
S7 Questa è la serie a maggiore performance, infatti, è incentrata sull'high-performance, possiede 4 Mb di memoria flash.

E' dotata di core Cortex M4 a 240 MHz di clock unità FPU. Possiede periferiche hardware per la connessione sicura come la periferica HASH e periferiche per il calcolo delle chiavi di sicurezza.

SWD/JTAG

Chiunque voglia approfondire, avendo uno specchio di tutti i core Synergy in base alla serie e alle dotazioni hardware può visitare il seguente link:

https://www.renesas.com/us/en/products/synergy/hardware/microcontrollers.html

Installazione e2 studio

Per reperire il software è necessario connettersi al seguente link:

https://www.renesas.com/eu/en/products/synergy/software/tools/e2-studio.html

Per fare il download comunque è richiesta una registrazione al sito della Renesas. [...]

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