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Samstag, Oktober 21, 2017
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Aktuelles aus der Mikrosystemtechnik

Miniaturisierung, Nano, Ultraschall, Mikro, Photonik, Sensorik, Halbleiter, Chip, Elektronik, Reinraum

Aus den Specials

  • Dach- und Fassadenelemente mit integrierten optoelektronischen Bauelementen

    fraunhofer0317 Das vom BMWI geförderte Verbundprojekt „Flex-G“ unter der Forschungsinitiative „ Energiewende Bauen “ ist kürzlich gestartet. Ziel des Vorhabens ist die Erforschung von Technologien zur Herstellung von transluzenten und transparenten Dach- und Fassadenelementen mit integrierten optoelektronischen Bauelementen. Im Fokus stehen dabei ein schaltbarer Gesamtenergiedurchlassgrad (g-Wert) und die Integration flexibler Solarzellen. Weiterlesen
  • Toolcraft unterstützt Hyperloop 2.0 Projekt der Warr e.V. an der TU München

    toolkraft0317 Die Idee des „Hyperloops“ stammt von Elon Musk, der nicht nur Paypal verwirklicht, sondern auch namhafte Firmen wie Tesla oder SpaceX gegründet hat. Jetzt geht der Traum vom schnellen Reisen in die nächste Runde: Dabei sollen Menschen in einer Kapsel mit Schallgeschwindigkeit (1200 km/h) in einer Vakuumröhre an ihr Ziel Weiterlesen
  • Würth Elektronik und Fela forschen gemeinsam an neuer Technologie

    wuerth0317 Trotz der der positiven Umsatzzuwächse innerhalb der Leiterplattenbranche ist davon auszugehen, dass die Konsolidierung noch nicht abgeschlossen ist. Leiterplattenhersteller müssen sich dem enormen Preisdruck asiatischer Hersteller, den steigenden Herstellungskosten in Europa und dem angespannten globalen Wettbewerbsumfeld stellen. Seit Anfang des Jahres vereint daher Würth Elektronik und Fela eine Entwicklungskooperation zur Weiterlesen
  • Dünnringlager in künstlichem Kniegelenk und E-Bike mit Automatikgetriebe

    rodriguez0217 Dünnringlager von Rodriguez erreichen trotz Miniaturisierung eine vergleichbare Leistungsfähigkeit und Lebensdauer wie normale Wälzlager. So lässt sich mit ihnen die Getriebeeinheit im Kniegelenk eines Exoskelettes ohne komplizierte und platzraubende Hilfskonstruktionen lagern. Zudem kommen sie in einem Fahrrad mit Automatikgetriebe zum Einsatz. Weiterlesen
  • Positronen als neues Werkzeug für die Forschung an Lithiumionen-Batterien

    TUM0117 Forschungsbericht

    Akkus, deren Kathode aus einer Mischung aus Nickel, Mangan, Kobalt und Lithium besteht, gelten derzeit als die leistungsfähigsten. Doch auch sie haben eine begrenzte Lebensdauer. Schon beim ersten Zyklus verlieren sie bis zu 10 % ihrer Kapazität. Woran das liegt und was gegen den darauffolgenden schleichenden Kapazitätsverlust unternommen werden kann, Weiterlesen

  • Stuttgarter Forscher stellen extrem leistungsfähiges Linsensystem her

    nanoscribe0117 Forschungsbericht

    Adleraugen sind extrem scharf und sehen sowohl nach vorne, als auch zur Seite gut – Eigenschaften, die man auch beim autonomen Fahren gerne hätte. Physiker der Universität Stuttgart haben nun im 3D-Druck Sensoren hergestellt, die das Adlerauge auf kleiner Fläche nachbilden und das mit neuester 3D-Druck-Technologie von Nanoscribe realisieren.

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  • Prüfsystem für zukunftsweisende Composites-Forschung

    zwick10416 Im vergangenen Jahrzehnt hat sich die Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung (SLK) der TU Chemnitz zu einer der führenden Forschungseinrichtungen auf dem Gebiet des Leichtbaus entwickelt. Um den steigenden Prüfbedarf in immer neuen Anwendungsfeldern für Composites-Materialien decken zu können, hat sich die Professur SLK für ein fortschrittliches Prüfsystem von Zwick Roell Weiterlesen
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renesas0115Fachartikel

Hannover Messe Halle 9, Stand D68

Renesas Electronics meldet die Verfügbarkeit der RX71M-Gruppe als neue Spitzen-Produktlinie in der 32-Bit RX-Mikrocontrollerfamilie. Die Serie ist für den Einsatz in Industriegeräten ausgelegt und bietet gegenüber früheren Produkten mit 240 MHz eine doppelt so hohe CPU-Taktfrequenz sowie bis zu 4 MB On-Chip Flash-Speicher.


Bei Herstellern werden Produktentwicklungsplattformen immer beliebter, um den zunehmend längeren Entwicklungszeiten und höheren Entwicklungskosten zu begegnen. MCUs mit On-Chip Flash-Speicher finden breiten Einsatz in Industriegeräten der Mittelklasse, da sie dank günstiger Preise einen guten Kompromiss zwischen Systemleistung und -kosten ermöglichen. Die M2M-Datenkommunikation in Industriesystemen führt zu einer Nachfrage nach MCUs, die für unterschiedliche Leistungsniveaus optimiert wurden. Die Leistungsanforderungen reichen dabei von Sensor-Knoten mit einer Taktfrequenz von 30 MHz bis zu Controllern mit mehr als 200 MHz Taktfrequenz. Zusätzlich ist dabei auch Skalierbarkeit gefordert, um die Anzahl der Mannstunden für Soft- und Hardwareentwicklung zu verringern.

Industriekunden verteilen die Systementwicklung heute zunehmend auf mehrere Standorte und verfolgen Entwicklungskooperationen mit Partnern, die Stärken in spezifischen Technologiefeldern aufweisen. Dezentrale Entwicklungskonzepte und Kooperationen bergen Risiken für die eigentlichen Kern-Technologien des Kunden durch Informationslecks und unberechtigtes Kopieren von Daten. Die Entwicklungsarbeiten müssen daher so ausgeführt werden, dass die eigenen Software-Ressourcen geschützt bleiben.

Industriesysteme benötigen Echtzeit-Leistung, da die Abfolge der Verarbeitungsschritte von Dateneingabe über arithmetische Verarbeitung bis zur Ausgabe der Ergebnisse immer in einer festen Zeitdauer erfolgen muss. Ist die CPU-Arbeitsgeschwindigkeit einer MCU schneller als die Zugriffsgeschwindigkeit für den Flash-Speicher, so kann man zusätzlichen On-Chip Hochgeschwindigkeits-SRAM nutzen, um Algorithmen, die Echtzeitverarbeitung erfordern, direkt aus dem Hochgeschwindigkeits-SRAM heraus auszuführen. Die Nutzung von dediziertem SRAM neben dem On-Chip Flash-Speicher verursacht jedoch höhere Kosten. In manchen Fällen reichte außerdem die auf dem Chip enthaltene Speicherkapazität früherer Flash-Mikrocontroller nicht aus, so dass externer teurer Hochgeschwindigkeits-SRAM oder Flashspeicher hinzugefügt werden musste, was die Stücklistenkosten und den Flächenbedarf auf der Leiterplatte erhöhte.

Genau für diese Anforderungen hat Renesas die neue RX71M-Gruppe entwickelt. Sie umfasst insgesamt 112 Produktversionen mit Gehäuse-Pinzahlen von 100 bis 177 Pins und On-Chip Flash-Speicher von 2 MB bis 4 MB. 

Wichtigste Funktionsmerkmale der RX71M-Gruppe

Erhöhung der maximalen Taktfrequenz der RX-Familie auf 240 MHz ermöglicht skalierbare Produktpalette und verringert Produktentwicklungszeiten und -kosten: Mit Vorstellung der RX71M Gruppe umfasst die RX-Familie neben der Serie RX100 mit einer Taktfrequenz von 32 MHz, der Serie RX200 mit einer Taktfrequenz von 50 MHz und der Serie RX600 und 120 MHz Taktfrequenz nun auch die Serie RX700 mit 240 MHz Taktfrequenz. Damit wurde die maximale Taktfrequenz verdoppelt, was eine Rechenleistung von CoreMark/MHz = 4.4 bei 240 MHz ermöglicht – ein Höchstwert für Flash-Mikrocontroller in der Branche.

Um einen reibungslosen Übergang zwischen den einzelnen Familien innerhalb der Produktpalette zu ermöglichen, bietet die RX71M-Gruppe Rückwärtskompatibilität zu früheren Produkten der RX-Familie in Bezug auf Peripheriefunktionen, Entwicklungswerkzeugen und Pin-Zuweisungen. Der RXv2-Prozessorkernen bietet ungefähr 1,3-mal mehr Rechenleistung als der frühere RXv1-Prozessorkern. Zugleich ist er umfassend Code-kompatibel (Rückwärtskompatibilität) zu RXv1 und gewährleistet damit Software-Portabilität.
Treiber mit Unterstützung für Firmware Integration Technology (FIT) vereinfachen die Portierung von Software zwischen unterschiedlichen RX-Mikrocontrollern weiter. Damit lassen sich Entwicklungszeiten und -kosten bei der Portierung von Programmcode zwischen RX-Produkten um bis zu 50 Prozent verringern, was die Entwicklung von Produkten vereinfacht, die eine gemeinsame Plattform nutzen.

Der größere Funktionsumfang zur Sicherung der Vertraulichkeit von Daten bzw.um  unberechtigte Kopiervorgänge in allen Phasen des Produktzyklus ab der Entwicklung zu vermeiden wird immer wichtiger, da das IoT eine größere Vielfalt von Kommunikations-Schnittstellen mit sich bringt und die Entwicklung zunehmend globalisiert wird. Zur Abdeckung der zunehmenden Vielfalt an Kommunikations-Standards, die mit dem IoT verbunden sind, unterstützt die RX71M-Gruppe eine erweiterte Liste an Kommunikations-Schnittstellen jenseits der früheren Standards CAN und SPI. Die neuen Bausteine arbeiten nun auch mit SD Host Interface, USB High Speed (in PHY integriert) sowie mit Zweikanal-Ethernet nach IEEE 1588. Sie bieten damit Connectivity zu den unterschiedlichsten Geräten, die bei heutigen Industriegeräten gefragt sind.

Als Antwort auf die erhöhten Sicherheitsrisiken, die mit den umfassenden Kommunikations-Standards einhergehen, enthält die neue Produktgruppe daher in Hardware auf dem Chip integrierte Verschlüsselungsfunktionen wie AES, DES, SHA und RNG. Sie bietet damit einen robusten Schutz für wichtige Geräte- und Kommunikationsdaten. Frühere MCUs des Anbieters enthielten Schutzfunktionen gegen ein Auslesen von Programm-Code nach der Entwicklung, d. h. es war nicht möglich, auf dem Chip-internen Flashspeicher gesicherten Code durch externe Geräte auszulesen. Die RX71M-Produktgruppe erweitert diesen Schutz auf die eigentliche Entwicklungsphase und nutzt dafür eine "Trusted Memory"-Funktion, die ein Kopieren oder Auslesen wichtiger Algorithmen ohne Autorisierung verhindert. Die Trusted Memory-Funktion reserviert einen speziellen Speicherbereich, z. B. den On-Chip Flashspeicher, aus dem der Code nicht einmal mehr durch interne Module des Mikrocontrollers gelesen (kopiert) werden kann. Diese Funktion schützt wichtige Software-Technologie vor Offenlegung, selbst wenn die Entwicklung dezentral an unterschiedlichen Standorten oder gemeinsam mit anderen Unternehmen durchgeführt wird.

Dank exklusiver High-Speed Flash-Technologie und großer On-Chip Speicherkapazitätder ließen sich die Stücklistenkosten um bis zu 45 % verringern und die Rechenleistung gegenüber früheren Produkten dank exklusiver High-Speed Flash-Technologie und großer On-Chip Speicherkapazität verdoppeln. Hochgeschwindigkeits-Flashspeicher in modernster 40-nm-Technologie mit 120 MHz Taktfrequenz und einer AFU (Advanced Fetch Unit) mit exklusiver Cache-gestützter Speicher-Steuerungstechnik ermöglichen die gleiche Leistung wie ein Zugriff ohne Wartezyklen bei 240 MHz Taktfrequenz. Selbst bei einem Cache-Miss entspricht der Leistungsverlust nur einem Taktzyklus.

So lässt sich eine hervorragende Echtzeit-Leistung selbst unter ausschließlicher Verwendung von Flashspeicher erzielen. Verfügbare On-Chip Speicherkonfigurationen reichen bis zu maximal 4 MB Flashspeicher (dies ist die größte auf dem Markt erhältliche Speicherkapazität für diese Produktklasse), 512 kB User RAM mit Parity-Check-Funktion sowie 32 kB Single Error Correction/Double Error Detection ECC RAM. Dank dieser Speicherwerte kann man ohne externen High-Speed SRAM auskommen. Der RX71M ermöglicht es Kunden, den On-Chip Speicher voll auszunutzen, was die Stücklistenkosten um bis zu 45 % verringert.

Umfassendes Ecosystem für die Entwicklung

Eine robuste Umgebung für Entwicklungswerkzeuge von Renesas und externen Anbietern bildet das RX-Ecosystem. Es ermöglicht einen schnellen Einstieg in die Entwicklung mit RX71M-MCUs. Renesas liefert ein umfassendes Ecosystem für die Entwicklung der RX-Familie. Dies umfasst e2 Studio, eine leistungsfähige IDE auf Eclipse-Basis sowie Compiler, Debugger, Codegenerierungswerkzeuge und Flash-Programmer. Darüber hinaus werden RX71M-Bausteine auch durch die IAR Embedded Workbench für den RX Compiler und die IDE (Integrated Development Environment) unterstützt. Echtzeit-Betriebssysteme und Middleware gibt es von führenden externen Anbietern wie Micrium, Segger, CMX, Express Logic, RoweBots, port GmbH and Freertos.
weiterer Beitrag des Herstellers         Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!





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