【问答精选】RA6T2 1KW 逆变器在线研讨会（3）技术篇-芯片

 

 

在去年年底，我们举办了《基于RA6T2 1KW 逆变器参考实现》线上研讨会，大家对瑞萨RA MCU，尤其是主打高级电机控制和电源应用的RA6T2，反响非常热烈，在后台提出了很多有意义的问题。经过我们分门别类的梳理，特此把一些比较集中的问题和大家做一个分享与统一回答。前期主要聚焦在市场篇，后期会着眼于技术篇。

 

         

前篇回顾：

Part 1. 市场篇-芯片

Part 2. 市场篇-生态&应用

         

 

Part 3. 技术篇-芯片

 

问题一

关于RA6T2功能的基本问题

   

RA6T2芯片基于什么内核、最大CPU主频、多大RAM，Flash、有哪些封装、工作温度范围、有哪些外设、哪些通信接口、包括几路串口之类的问题，可以从下面一览图中获得直接答案：

● RA6T2官网产品页请识别下方二维码或复制下方网址在浏览器中访问查看：

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

 

 

问题二

RA6T2的RAM可以外扩吗？

支持从外部FLASH运行程序吗？

瑞萨MCU外扩SRAM flash用的什么接口？

   

● RA6T2暂时不支持外扩memory，因此也不支持从外部Flash运行程序。

● RX家族中的T系列（RX72T）有128K RAM / 1M Flash的配置可供选择；今年即将推出的RA8T1会有更大的片上Flash/RAM

● 当前RA6的M系列支持外扩memory：“CS区域控制器”支持8位/16位外部memory扩展，最高支持16MB；SDRAM区域控制器，支持最高64B的SDRAM，burst传输可高达120MHz

 

 

问题三

RA6T2是已经通过了汽车芯片等级认证吗？

支持功能安全ASIL B吗？

   

● RA6T2是工业级别的通用MCU，片上ECC SRAM，带MPU的CM33内核、看门狗、CRC运算单元等支持工业级别的功能安全，包括IEC61508 Fusa或者IEC 60730等。

 

 

问题四

单片机的单个端口驱动电流多少？

IO是否有钳位二极管保护过压或者欠压？

5V宽电压支持是仅针对GPIO工作模式吗？

还是复用外设功能时也兼容5V，比如UART、I2C、SPI等？

   

● 不同的功能和配置（是否是I²C引脚还是其他输出引脚，输出引脚配置的驱动能力），电流能力不同，请参看芯片的硬件参考手册46.2.3中的表格 46.5（I/O I_OH，I_OL）。约在2~20mA之间。为了保护MCU的可靠性，输出电流值不应超过此表中的值。其中平均电流是指100μs期间测得的电流平均值。

● 没有钳位二极管。请在绝对最大定格范围内使用。

● RA6T2有部分引脚是5V容忍，具体参考芯片的硬件参考手册46.1中的表格 46.1的说明1，与是否是GPIO还是复用外设功能无关。

 

 

问题五

RA6T2的Flash最大速度多少？

和CPU主频独立吗？

片上Flash的容量会影响读取速率吗？

Data Flash是纯Flash还是EEPROM模拟？

单位大小和寿命是怎样的？

   

● RA6T2的片上Flash采用瑞萨私有技术，在200MHz CPU主频时，Flash访问速度可以到达120MHz。

● Flash读取速度固定时，片上Flash的容量只能影响需要读取全片Flash的时间，和速度没有关系。

● 瑞萨MCU的特色之一就是集成了Data flash，非EEPROM模拟。对于RA6T2的Data flash，容量是16KB，擦除单位支持64/128/256字节，编程单位支持4/8/16字节。该Data flash的擦除次数可以高达125,000次，详情参见芯片的硬件参考手册46.11中的表格 46.50 注释1

 

 

问题六

RA6T2功耗如何？静态电流多大？抗干扰能力如何？有低功耗MCU吗？最大功耗电流多少？

   

● RA6T2不是低功耗系列产品，主打高性能和实时控制。以全速240MHz来运行Coremark为例，运行功耗139uA/MHz。

● ARM内核的瑞萨MCU里，RA2是低功耗系列，以32位CM23为内核。以RA2E2为例，Active 电流：81uA/MHz；Software Standby模式下电流：200nA。更低功耗要求，还可以在瑞萨私有16位内核的RL78家族里选择。

● RA6T2的可靠性测试指标，可以参看下方官网公布的文档，其中ESD相关的指标如下：

 

RENESAS SEMICONDUCTOR RELIABILITY REPORT (RA6T2) 请识别下方二维码或复制下方网址到浏览器中访问查看该文档全文：

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

 

 

问题七

RA6T2有几路ADC、支持几个采样通道、最高速率是多少？集成DAC和增益放大器吗？

   

● RA6T2有两个独立的逐次逼近型ADC单元，可以工作在12-bit/14-bit/16-bit模式下。ADC1有21个通道，ADC2有17个通道，之前有复用的，因此两个ADC都工作时，可以最多支持29个通道。

● 每个ADC单元都可以使能三路采保，保持时间可长达5 us

● ADC工作在12-bit模式时，每个通道最小转换时间0.16 us

● RA6T2也集成四个12-bit的DAC，4个PGA

□ 单端输入时，增益x2 ~ x13.33可调

□ 差分输入时，增益有四档可设置：x1.5到x5.667

 

 

问题八

PWM定时器有几个，精度可以做到多少？可以同时输出几路PWM？有PWM相关例程有哪些？PWM死区控制又是如何实现的？

   

● RA6T2集成了两种定时器，一种是“低功耗异步通用定时器”（AGTW）。“A”代表“异步”，就是还可以工作在低功耗模式下（Software standby mode）；“GT”代表通用定时器；“W”表示它是32-bit的定时器。它可以输出脉冲，对输入脉冲计数或者进行周期测量，对外部事件进行计数等。另一种是“通用PWM定时器”（GPT），主要区别就在于“P”，后者是PWM定时器，在文档里有时用GPT32代表。

● RA6T2集成了10个PWM定时器，即GPT320~GPT329。这10个定时器，在文档里用10 channel表示，所以有时候口头上也会说是10路PWM定时器。每一个（路）GPT32有自己的时钟源和分频因子，即有自己的time base。每一个（路）GTP32有2个输出引脚A、B。因此RA6T2可以有10对PWM信号，即20个PWM信号输出。Time base的时钟最高可以200MHz，因此可输出的最小脉宽是50 ns。10对（20个）PWM信号中，有4对（8个）的PWM信号相位差最小可达156 ps，即高精度PWM通道。

● 如下图所示：

● 每一个（路）GPT32的A、B两个输出引脚可以同时输出PWM波形，通过设置死区时间寄存器，自动加载死区功能。

 

 

问题九

RA6T2集成CAN或者CANFD吗？支持几路？通信速度如何？集成LIN控制器吗？

   

● RA6T2支持1路经典CAN或者CANFD，对应的料号不同。

● 经典CAN模块，波特率最高支持1M；CANFD模块，仲裁场的波特率可高达1M，数据场波特率可高达5M。顺便说一句，RA6M5集成双CANFD，它的数据场波特率可高达8M。

● RA6T2的串行通讯模块（SCI）支持simple LIN mode，详情见芯片的硬件参考手册26.11

 

 

问题十

RA6T2集成CAN或者CANFD吗？支持几路？通信速度如何？集成LIN控制器吗？

   

● RA6T2芯片上没有集成TFT-LCD控制器，但是可以通过SPI外接组态屏。

● 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家族中选择更多：有RX72M，RX72N、RX66N、RX65N，既集成了TFT-LCD控制器、2D渲染引擎，还有高达4M Flash/1M SRAM的片上资源。在WVGA上跑8位分辨率时，无需外扩memory

 

 

问题十一

RA6T2有嵌入DSP单元提供算力吗？

   

● RA6T2基于ARM CM33内核。内核层面支持多条整数DSP指令，搭配ARM在CMSIS项目中免费提供的DSP库，提供了包括滤波、矩阵变换等操作。内核还包含了单精度浮点扩展，兼容单精度浮点指令。

● 滤波操作是DSP中的重要部分。RA6T2集成了处理单精度浮点数据的二阶IIR滤波单元。

● DSP中另外一个重要运算是三角函数。RA6T2也集成了三角函数硬件单元TFU

 

 

问题十二

RA6T2在芯片层面有哪些安全设计？是否锁步核（lock step）?是否已经适配好了功能安全库

   

● 瑞萨MCU都集成了带ECC的SRAM、时钟精度测量、看门狗、ADC自检、硬件CRC、存储器保护单元（MPU）、PWM输出关闭（POE）、主晶振停止检测、电源监控（POR，PVD）等，从芯片硬件层面全方位支持应用的安全设计。

● RA6T2是基于ARM CM33内核，单核架构，从内核方面来讲不是锁步核。

● 在FuSa方面，瑞萨提供双MCU架构实现SIL3的方案，目前是基于RX200、RX600、RX700。RA MCU自检库已经提供基于RA6T1(CM4内核)、RA6M1/2/3 (CM4内核) 、RA6M4/5（CM33内核）的实现。RA6T2的自检库暂时还没有发布。

 

 

问题十三

RA6T2有哪些Security功能？

在代码包含方面有哪些安全设计？

   

● RA6T2是CM33内核，通过TrustZone和生命周期管理（DLM）机制实现代码保护。

● 密码学方面，集成硬件AES，支持128/192/256的密钥长度；支持芯片唯一ID，集成随机数产生器TRGN。

● FSP中支持密钥安装和基于HUK的密钥存储

 

   

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原文标题：【问答精选】RA6T2 1KW 逆变器在线研讨会（3）技术篇-芯片

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