【問答精選】RA6T2 1KW 逆變器在線研討會（3）技術(shù)篇-芯片

在去年年底，我們舉辦了《基于RA6T2 1KW 逆變器參考實現(xiàn)》線上研討會，大家對瑞薩RA MCU，尤其是主打高級電機(jī)控制和電源應(yīng)用的RA6T2，反響非常熱烈，在后臺提出了很多有意義的問題。經(jīng)過我們分門別類的梳理，特此把一些比較集中的問題和大家做一個分享與統(tǒng)一回答。前期主要聚焦在市場篇，后期會著眼于技術(shù)篇。

前篇回顧：

Part 1. 市場篇-芯片

Part 2. 市場篇-生態(tài)&應(yīng)用

Part 3. 技術(shù)篇-芯片

問題一

關(guān)于RA6T2功能的基本問題

RA6T2芯片基于什么內(nèi)核、最大CPU主頻、多大RAM，F(xiàn)lash、有哪些封裝、工作溫度范圍、有哪些外設(shè)、哪些通信接口、包括幾路串口之類的問題，可以從下面一覽圖中獲得直接答案：

● RA6T2官網(wǎng)產(chǎn)品頁請識別下方二維碼或復(fù)制下方網(wǎng)址在瀏覽器中訪問查看：

https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m-mcus/ra6t2-240mhz-arm-cortex-m33-trustzone-high-real-time-engine-motor-control

問題二

RA6T2的RAM可以外擴(kuò)嗎？

支持從外部FLASH運(yùn)行程序嗎？

瑞薩MCU外擴(kuò)SRAM flash用的什么接口？

● RA6T2暫時不支持外擴(kuò)memory，因此也不支持從外部Flash運(yùn)行程序。

●RX家族中的T系列（RX72T）有128K RAM / 1M Flash的配置可供選擇；今年即將推出的RA8T1會有更大的片上Flash/RAM

●當(dāng)前RA6的M系列支持外擴(kuò)memory：“CS區(qū)域控制器”支持8位/16位外部memory擴(kuò)展，最高支持16MB；SDRAM區(qū)域控制器，支持最高64B的SDRAM，burst傳輸可高達(dá)120MHz

問題三

RA6T2是已經(jīng)通過了汽車芯片等級認(rèn)證嗎？

支持功能安全ASIL B嗎？

● RA6T2是工業(yè)級別的通用MCU，片上ECC SRAM，帶MPU的CM33內(nèi)核、看門狗、CRC運(yùn)算單元等支持工業(yè)級別的功能安全，包括IEC61508 Fusa或者IEC 60730等。

問題四

單片機(jī)的單個端口驅(qū)動電流多少？

IO是否有鉗位二極管保護(hù)過壓或者欠壓？

5V寬電壓支持是僅針對GPIO工作模式嗎？

還是復(fù)用外設(shè)功能時也兼容5V，比如UART、I2C、SPI等？

● 不同的功能和配置（是否是I²C引腳還是其他輸出引腳，輸出引腳配置的驅(qū)動能力），電流能力不同，請參看芯片的硬件參考手冊46.2.3中的表格 46.5（I/O I_OH，I_OL）。約在2~20mA之間。為了保護(hù)MCU的可靠性，輸出電流值不應(yīng)超過此表中的值。其中平均電流是指100μs期間測得的電流平均值。

●沒有鉗位二極管。請在絕對最大定格范圍內(nèi)使用。

●RA6T2有部分引腳是5V容忍，具體參考芯片的硬件參考手冊46.1中的表格 46.1的說明1，與是否是GPIO還是復(fù)用外設(shè)功能無關(guān)。

問題五

RA6T2的Flash最大速度多少？

和CPU主頻獨(dú)立嗎？

片上Flash的容量會影響讀取速率嗎？

Data Flash是純Flash還是EEPROM模擬？

單位大小和壽命是怎樣的？

●RA6T2的片上Flash采用瑞薩私有技術(shù)，在200MHz CPU主頻時，F(xiàn)lash訪問速度可以到達(dá)120MHz。

● Flash讀取速度固定時，片上Flash的容量只能影響需要讀取全片F(xiàn)lash的時間，和速度沒有關(guān)系。

●瑞薩MCU的特色之一就是集成了Data flash，非EEPROM模擬。對于RA6T2的Data flash，容量是16KB，擦除單位支持64/128/256字節(jié)，編程單位支持4/8/16字節(jié)。該Data flash的擦除次數(shù)可以高達(dá)125,000次，詳情參見芯片的硬件參考手冊46.11中的表格 46.50 注釋1

問題六

RA6T2功耗如何？靜態(tài)電流多大？抗干擾能力如何？有低功耗MCU嗎？最大功耗電流多少？

● RA6T2不是低功耗系列產(chǎn)品，主打高性能和實時控制。以全速240MHz來運(yùn)行Coremark為例，運(yùn)行功耗139uA/MHz。

●ARM內(nèi)核的瑞薩MCU里，RA2是低功耗系列，以32位CM23為內(nèi)核。以RA2E2為例，Active 電流：81uA/MHz；Software Standby模式下電流：200nA。更低功耗要求，還可以在瑞薩私有16位內(nèi)核的RL78家族里選擇。

● RA6T2的可靠性測試指標(biāo)，可以參看下方官網(wǎng)公布的文檔，其中ESD相關(guān)的指標(biāo)如下：

RENESAS SEMICONDUCTOR RELIABILITY REPORT (RA6T2)請識別下方二維碼或復(fù)制下方網(wǎng)址到瀏覽器中訪問查看該文檔全文：

https://www.renesas.cn/cn/zh/document/prr/r7fa6t2xxx-reliability-report?r=1542426

問題七

RA6T2有幾路ADC、支持幾個采樣通道、最高速率是多少？集成DAC和增益放大器嗎？

● RA6T2有兩個獨(dú)立的逐次逼近型ADC單元，可以工作在12-bit/14-bit/16-bit模式下。ADC1有21個通道，ADC2有17個通道，之前有復(fù)用的，因此兩個ADC都工作時，可以最多支持29個通道。

●每個ADC單元都可以使能三路采保，保持時間可長達(dá)5 us

●ADC工作在12-bit模式時，每個通道最小轉(zhuǎn)換時間0.16 us

●RA6T2也集成四個12-bit的DAC，4個PGA

□ 單端輸入時，增益x2 ~ x13.33可調(diào)

□ 差分輸入時，增益有四檔可設(shè)置：x1.5到x5.667

問題八

PWM定時器有幾個，精度可以做到多少？可以同時輸出幾路PWM？有PWM相關(guān)例程有哪些？PWM死區(qū)控制又是如何實現(xiàn)的？

● RA6T2集成了兩種定時器，一種是“低功耗異步通用定時器”（AGTW）?！癆”代表“異步”，就是還可以工作在低功耗模式下（Software standby mode）；“GT”代表通用定時器；“W”表示它是32-bit的定時器。它可以輸出脈沖，對輸入脈沖計數(shù)或者進(jìn)行周期測量，對外部事件進(jìn)行計數(shù)等。另一種是“通用PWM定時器”（GPT），主要區(qū)別就在于“P”，后者是PWM定時器，在文檔里有時用GPT32代表。

●RA6T2集成了10個PWM定時器，即GPT320~GPT329。這10個定時器，在文檔里用10 channel表示，所以有時候口頭上也會說是10路PWM定時器。每一個（路）GPT32有自己的時鐘源和分頻因子，即有自己的time base。每一個（路）GTP32有2個輸出引腳A、B。因此RA6T2可以有10對PWM信號，即20個PWM信號輸出。Time base的時鐘最高可以200MHz，因此可輸出的最小脈寬是50 ns。10對（20個）PWM信號中，有4對（8個）的PWM信號相位差最小可達(dá)156 ps，即高精度PWM通道。

●如下圖所示：

●每一個（路）GPT32的A、B兩個輸出引腳可以同時輸出PWM波形，通過設(shè)置死區(qū)時間寄存器，自動加載死區(qū)功能。

問題九

RA6T2集成CAN或者CANFD嗎？支持幾路？通信速度如何？集成LIN控制器嗎？

● RA6T2支持1路經(jīng)典CAN或者CANFD，對應(yīng)的料號不同。

●經(jīng)典CAN模塊，波特率最高支持1M；CANFD模塊，仲裁場的波特率可高達(dá)1M，數(shù)據(jù)場波特率可高達(dá)5M。順便說一句，RA6M5集成雙CANFD，它的數(shù)據(jù)場波特率可高達(dá)8M。

●RA6T2的串行通訊模塊（SCI）支持simple LIN mode，詳情見芯片的硬件參考手冊26.11

問題十

RA6T2集成CAN或者CANFD嗎？支持幾路？通信速度如何？集成LIN控制器嗎？

● RA6T2芯片上沒有集成TFT-LCD控制器，但是可以通過SPI外接組態(tài)屏。

●集成TFT-LCD控制器的有RA6M3，集成片上2M的片上Flash，640K片上SRAM，支持800x480。RX家族中選擇更多：有RX72M，RX72N、RX66N、RX65N，既集成了TFT-LCD控制器、2D渲染引擎，還有高達(dá)4M Flash/1M SRAM的片上資源。在WVGA上跑8位分辨率時，無需外擴(kuò)memory

問題十一

RA6T2有嵌入DSP單元提供算力嗎？

● RA6T2基于ARM CM33內(nèi)核。內(nèi)核層面支持多條整數(shù)DSP指令，搭配ARM在CMSIS項目中免費(fèi)提供的DSP庫，提供了包括濾波、矩陣變換等操作。內(nèi)核還包含了單精度浮點(diǎn)擴(kuò)展，兼容單精度浮點(diǎn)指令。

● 濾波操作是DSP中的重要部分。RA6T2集成了處理單精度浮點(diǎn)數(shù)據(jù)的二階IIR濾波單元。

● DSP中另外一個重要運(yùn)算是三角函數(shù)。RA6T2也集成了三角函數(shù)硬件單元TFU

問題十二

RA6T2在芯片層面有哪些安全設(shè)計？是否鎖步核（lock step）?是否已經(jīng)適配好了功能安全庫

● 瑞薩MCU都集成了帶ECC的SRAM、時鐘精度測量、看門狗、ADC自檢、硬件CRC、存儲器保護(hù)單元（MPU）、PWM輸出關(guān)閉（POE）、主晶振停止檢測、電源監(jiān)控（POR，PVD）等，從芯片硬件層面全方位支持應(yīng)用的安全設(shè)計。

● RA6T2是基于ARM CM33內(nèi)核，單核架構(gòu)，從內(nèi)核方面來講不是鎖步核。

●在FuSa方面，瑞薩提供雙MCU架構(gòu)實現(xiàn)SIL3的方案，目前是基于RX200、RX600、RX700。RA MCU自檢庫已經(jīng)提供基于RA6T1(CM4內(nèi)核)、RA6M1/2/3 (CM4內(nèi)核) 、RA6M4/5（CM33內(nèi)核）的實現(xiàn)。RA6T2的自檢庫暫時還沒有發(fā)布。

問題十三

RA6T2有哪些Security功能？

在代碼包含方面有哪些安全設(shè)計？

● RA6T2是CM33內(nèi)核，通過TrustZone和生命周期管理（DLM）機(jī)制實現(xiàn)代碼保護(hù)。

● 密碼學(xué)方面，集成硬件AES，支持128/192/256的密鑰長度；支持芯片唯一ID，集成隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器TRGN。

●FSP中支持密鑰安裝和基于HUK的密鑰存儲