瑞薩電子發表用於馬達控制的RX24T群組32位元MCU，可提升工業設備、辦公室設備及家用電器之能源效率
前言：
適用RX24T與RX23T的多種馬達控制開發支援工具已開始供應
2016年6月8日--先進半導體解決方案之頂尖供應商瑞薩電子(TSE：6723)推出RX24T群組產品，擴大其陣容堅強的32位元微控制器(MCU)系列。此新款MCU採用RXv2 CPU核心，提供兩倍於RX23T的效能、縮短30%的開發時間，並提供額外的指令，可提高工業設備、辦公室設備及家用電器的效能與能源效率。
新產品系列共有六種新裝置，腳位數介於80至100-pin，晶片內建快閃記憶體，容量介於128 KB至256 KB。RX24T群組產品可由單晶片同時控制多個馬達的變頻器，適用於多種應用的永磁AC (PMAC)馬達控制(註1)。
RX24T群組產品最高可提供160 DMIP，包括專屬類比功能，可最佳化變頻器物料清單(BoM)，進而提升算數運算，使成本最佳化的RX23T擴大其馬達控制周邊功能。
此外，瑞薩計畫提供24 V馬達控制評估套件(註2)，可支援單馬達控制RX23T與多馬達控制RX24T。
近來許多國家實施新法，要求業者改善馬達效率，在此之前也已祭出法規，意在減低能源消耗(註3)，因而推升了高效能變頻器控制功能的市場需求。
然而，部分企圖迅速將產品推入新市場的系統製造商卻憂心忡忡，因其缺乏必要的開發人員與馬達控制專業。此外，許多類型設備日益精巧，導致可容納印刷電路板的空間縮減。設法減少元件以便整合多個電路板，並降低電路板的數量，也因此成為主要的議題。
為了因應更高能源效率、更精密的控制、更小的電路板尺寸，以及更短開發時間等需求，瑞薩已開發RX24T高速、高功能性32位元MCU群組，能以單晶片控制多個馬達。
新款RX24T MCU群組的主要特色：
(1)RX24T具備晶片內建FPU功能，可加速程式碼執行，並以多種產品支援高效能多馬達控制的平台開發
RX24T結合RXv2 CPU核心與五階段管線、浮點運算單元(FPU，註4)及DSP功能，可於單一指令執行32位元乘算以提升演算法的計算準確性。實際上，以80 MHz運行的RX24T之效能水準相當於100MHz的MCU。晶片內建的FPU功能提供寬廣動態範圍，可加速運算密集型演算法的實作。
FPU可減少整體程式碼數量，並且不會發生換算或飽和，因此可加速執行整體軟體實作；而其準確性優於整數實作，因為實體單元是使用於嵌入式軟體。
另外，FPU必定能為PI控制器與估計器實現更快速的運算時間。FPU可簡化除錯作業，縮短約30%的開發時間，同時減少軟體異常。
此外，RX24T MCU群組維持與RX23T群組的極佳相容性，可重複使用現有軟硬體資產，並將CPU效能從40 MHz大幅提升至80 MHz，快閃記憶體容量則可從128 KB擴充至256 KB，同時加倍提升晶片內建馬達控制相關周邊功能(計時器、A/D轉換器及運算放大器)，進而利用單晶片控制多個永磁AC馬達。
RX24T亦可整合硬體的故障安全機制，加速實作並執行Class B自我檢測常式，確實遵守IEC60730-1的安全合規要求。
(2)瑞薩提供彈性的馬達控制開發解決方案與工具，可於一日內完整評估無感應器向量控制功能
如要針對急遽成長的市場開發全新的馬達功能系統，就需要更短的應用開發週期與純熟的專業技能。瑞薩已開發適用於RX23T與RX24T的24 V馬達控制評估套件(註2)，可協助開發人員迅速著手評估馬達控制應用，使開發作業的進行更為便捷。此套件包括CPU卡、低電壓變頻器、PMAC馬達含無感應器向量控制驅動器軟體(註5)，以及示範樣品。
此套件亦包含一款RAM可變波形顯示工具In-Circuit Scope (ICS)，其為減少開發工作負荷不可或缺的利器，可確保安全除錯並大幅縮短評估作業時間。這套直觀易用的自動調校工具，可供使用者在一分鐘內自行調整馬達，大幅簡化開發作業，不再需要典型的試誤法。支援CS+與e2 studio的軟體與評估工具有效整合開發環境、程式碼產生支援工具、C編譯器、除錯器及快閃記憶體程式設計工具。
另外，亦將提供RX24T入門套件(註6)，為初始實作提供完整的開發環境，包括已安裝RX24T的參考板以及MCU評估環境。
(3)更精簡的外部元件，實現更小巧的印刷電路板
隨著各類應用日益精巧，印刷電路板(PCB)的尺寸也隨之縮減，因此非常需要可以整合外部元件功能的MCU。RX24T晶片內建了變頻器控制系統所需的外部電路，例如運算放大器(可支援Three-shunt與One-shunt電流的四通道同時放大)、比較器(可針對放大電流進行過電流偵測)、取樣保持電路(最多可同時處理五個通道，例如Three-shunt電流)，以及可儲存記錄與設定檔的DataFlash。如此可大幅降低PCB所需的安裝面積。
RX24T與RX23T亦結合自動PWM訊號停機功能，以確保三相橋接器受到保護；此模組稱為Port Output Enable (POE)，並將訊號設為高阻抗狀態以保護變頻器的安全。
供貨時程
RX24T已開始供應樣品，價格依記憶體容量、包裝與腳位數而異。目前已開始量產，預估至2017年7月產能可達每月50萬顆。(供貨時程如有變更，將不另行通知。)
關於RX24T MCU之主要規格，請參閱附件。
(註1)亦稱為無刷直流(BLDC)馬達。
(註2)瑞薩解決方案入門套件—24 V馬達控制評估系統，適用於RX23T (馬達RSSK適用於RX23T)：開發工具套件包括24 V變頻器板、已安裝RX23T的CPU板，以及PMAC馬達。它可讓開發人員立即開始利用瑞薩MCU進行馬達控制。另外提供已安裝RX24T的CPU卡。
(註3)馬達效率等級是由IEC 60034-30規定，為國際標準組織國際電工委員會(IEC)所發佈的標準。從最高效率開始，依序為IE3(最高效率)、IE2(高效率)及IE1(標準效率)。
(註4)浮點運算單元(FPU)是可執行浮點運算的專屬功能單元。由於FPU的貢獻，整體軟體程式碼實作在程式碼大小方面得以大幅縮減，讓原始程式碼更容易維護。
(註5)瑞薩網站提供下載馬達控制軟體In-Circuit Scope (ICS) RAM可變波形顯示工具及其他軟體。
(註6)瑞薩入門套件(RSK)為低成本開發工具套件，可實現易學易用的開發環境以便評估瑞薩MCU。所供應的模擬器與整合開發環境可供進行編碼與除錯。
關於瑞薩電子
瑞薩電子株式會社(TSE:6723)為全球第一的微控制器供應商，同時也是SoC系統晶片與各式類比及電源裝置等先進半導體解決方案的領導品牌之一。經由NEC電子(TSE:6723)與瑞薩科技的業務整合，瑞薩電子自2010年4月1日起正式營運，業務範圍則涵蓋了各種應用裝置的研發、設計與生產。總部位於日本的瑞薩電子，子公司遍及全球20個國家，如欲了解更多資訊，請造訪www.tw.renesas.com。
