Single Source MCU und Software

Schneller und effizienter zum Embedded-MCU-System

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Was wäre also, wenn die Entwickler den klassischen Produktentwicklungszyklus neu erfinden und damit mehr von ihrer Zeit für die wirklich innovativen Aspekte ihrer Lösung verwenden könnten? Was, wenn MCU-Lieferanten wie Renesas den Zeitbedarf verkürzen könnten, den Entwickler auf das grundlegende Kernsystem verwenden müssen, sodass sie stattdessen mehr Zeit für den Anwendungscode hätten? Wie könnte so ein neuer Entwicklungskreislauf aussehen?

Im herkömmlichen Ablauf haben Entwickler laufend mit Updates und stets neuen Roadmaps für Echtzeit-Betriebssysteme, Stacks und Tools zu kämpfen. Aber eine Plattform direkt vom MCU-Lieferanten, vor der auch die Software stammt, könnte zusätzlich auch die Integration neuer Updates übernehmen und so diesen Teil der Produktpflege für den Entwickler verkürzen. Wie wäre es, wenn der MCU-Lieferant diese Software als ein kommerzielles Paket zusammen mit APIs anbieten und unterstützen würde, so dass ein Entwickler seine eigenen Anwendungen einfach darauf aufsetzen kann?

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Diese Fragen führten zur Entwicklung der Renesas Synergy Plattform. Mit ihr bietet der MCU-Hersteller eine voll integrierte und für Embedded- wie IoT-Anwendungen optimierte Hard- und Softwarelösung. Die Plattform umfasst das Synergy Software Paket (SSP), eine Mikrocontroller-Familie, Tools, Kits und Lösungen sowie die sogenannte Galerie.

Software und Mikrocontrollerfamilie aus einer Hand

Das Synergy Software Paket (SSP) gehört zum Lieferumfang jeder Synergy-MCU und enthält Softwarekomponenten für alle in Embedded-Anwendungen grundlegenden Kernsystem-Funktionen. Als Basis dient das Premium-RTOS ThreadX von Express Logic. Hinzu kommen weitere Middleware-Komponenten aus der X-Ware Suite des gleichen Herstellers. Diese Bestandteile sind mit bausteinspezifischen Softwarekomponenten wie Device Treibern, Middleware, Bibliotheken und einem flexiblen Applikations-Framework zusammen mit einem API integriert.

Das SSP verbindet RTOS, Middleware und Bibliotheken anhand der API über ein spezielles Framework mit Low-Level Peripheriefunktionen. So kann die Anwendung auf Peripherieelemente in Form von benutzerfreundlichen Funktionen zugreifen. Das Framework unterstützt die Details der RTOS-Integration. Über logisch definierte Werte können Treiber Hardwareregister abstrahieren.

Renesas Synergy Software: Das integrierte Softwarepaket enthält umfangreiche SSP-, QSA- und VSA-Komponenten.
Renesas Synergy Software: Das integrierte Softwarepaket enthält umfangreiche SSP-, QSA- und VSA-Komponenten.
(Bild: Renesas)

Dadurch lassen sich die API und deren Parameter konsistent für alle unterschiedlichen Produktreihen innerhalb der MCU-Familie nutzen. Dieser Ansatz erlaubt es dem Entwickler, Lösungen aufzubauen, ohne Zeit für detaillierte MCU-Hardwarespezifikationen, spezielle Registerdefinitionen oder ThreadX -Details aufwenden zu müssen.

Es wird hierbei zwischen „qualifizierten“ und „verifizierten“ Add-Ons unterschieden. Die „qualifizierten“ Renesas Synergy Softwarekomponenten sind für die Synergy-MCUs optimiert und integriert, wobei ihre Leistungsfähigkeit und ihre Zuverlässigkeit umfassend geprüft wurde. Wo erforderlich, haben entsprechende Softwarekomponenten auch Konformitätstests für Industrienormen durchlaufen.

Softwarekomponenten von externen Entwicklern werden auf Funktionsumfang und Kompatibilität zur SSP hin geprüft, um zu gewährleisten, dass sie auch korrekt mit der Synergy Plattform zusammenarbeiten. Solche durch Renesas „verifizierte“ Softwarekomponenten von externen Entwicklern sind im SSP als „Verified Software Add-ons“ (VSAs) gekennzeichnet. Das SSP wird von Renesas gepflegt und künftig sowohl um eigene Softwarekomponenten als auch um Software externer Entwickler ergänzt.

Synergy-Mikroprozessorfamilie: Die Hand in Hand mit der Synergy-Plattform eingeführte MCU-Reihe hält zum Launch bereits große Palette an verschiedenen Leistungsanforderungen bereit.
Synergy-Mikroprozessorfamilie: Die Hand in Hand mit der Synergy-Plattform eingeführte MCU-Reihe hält zum Launch bereits große Palette an verschiedenen Leistungsanforderungen bereit.
(Bild: Renesas)

Für die Plattform wurde eine spezielle Familie untereinander kombatibler 32-Bit Mikrocontroller auf Basis der ARM Cortex-M CPU-Cores von Grund auf, ohne Legacy-Anforderungen, entwickelt. Jedes Mitglied der MCU-Familie besitzt die gleichen oder ähnliche Peripherieschaltungen, was Einarbeitungszeiten verkürzen und ein Maximum an Wiederverwendbarkeit für Software ermöglichen soll.

Zudem sind alle Synergy-MCUs im gleichen Gehäuse pinkompatibel, d.h., spezielle Funktionen sind immer denselben Pins zugewiesen. Die Peripheriefähigkeiten lassen sich zudem bei gleichbleibendem Registeraufbau auf- und abwärtsskalieren.

Ergänzendes zum Thema
Verfügbarkeit der Renesas-Synergy-MCU-Familie

Als erste Mikrocontroller aus der Synergy-Plattform sind die MCU-Modelle S3 und S7 ab sofort verfügbar. Beide Varianten basieren auf einem ARM Cortex-M4-Core. Der S3 ist mit Taktfrequenzen von 32 - 100 MHz erhältlich und zielt auf Anwendungen ab, in denen eine hohe Effizienz bei geringer Leistungsaufnahme gefragt ist. Die High-Performance-Variante S7 ist auf Taktfrequenzen von 200 bis 300 MHz ausgelegt und bietet bis zu 640 KByte an SRAM.

Das auf einem Arm Cortex M0+ Kern basierende Ultra-Low-Power-Modell S1 wird voraussichtlich ab Februar 2016 zur Verfügung stehen. Bis etwa Mitte 2016 soll schließlich der S5 folgen.

Weitere Informationen finden Sie auf der Webseite des Herstellers: www.renesas.com/synergy

Die Mikrocontrollerfamilie beginnt mit dem S1, einer Ultra-Low-Power MCU auf Basis eines 32 MHz Cortex-M0+ Cores. Die Serien S3, S5 und S7 nutzen Cortex -M4 Cores und bieten Taktfrequenzen bis aktuell 240 MHz. Bei den Renesas-MCUs der Serie S3 kommt ein 48 MHz Cortex-M4 Core zum Einsatz. Diese eignen sich für Anwendungen, die ein höheres Maß an Integration benötigen als die auf dem Cortex M0+ beruhende S1-Serie bieten kann.

Die Serie S5 ist für komplexere IoT-Anwendungen konzipiert. Ihre MCUs basieren auf einem Cortex-M4 Core, getaktet auf 120 MHz, während die S7-Reihe einen 240 MHz Cortex-M4 Core mit einer Palette von Hochgeschwindigkeits-Peripherieschaltungen vereint. Die gesamte MCU-Familie bietet umfangreichen, auf dem Chip integrierten Speicher bis zu 4 MByte Code-Flashspeicher und 640 KByte SRAM in der S7-Serie.

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