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NEC 78K0 Familie Bei den 78K Familien handelt es sich um 8 und 16 Bit Mikrocontrollerfamilien die von der Firma Renesas

NEC 78K0-Familie

Bei den 78K-Familien handelt es sich um 8- und 16-Bit-Mikrocontrollerfamilien, die von der Firma Renesas Electronics (vormals NEC Electronics) hergestellt werden. Ende 2006 wurde die „78K0R“ Familie mit 16-Bit-Mikrocontrollern eingeführt. Nach der Verschmelzung von NEC zu Renesas Electronics ersetzt der 16-bittige RL78 die 78K0-Familie gänzlich und den Renesas R8C.

Familienübersicht Bearbeiten

78K0S Bearbeiten

Das kleine BGA-Gehäuse im Vergleich zum Standard SOT-23 Gehäuse

Die kleineren Controller innerhalb der 8 Bit Familie mit gegenüber dem 78K0 reduzierten Befehlssatz

78K0 Bearbeiten

die verbreitetste NEC 8 Bit Familie. 4 Registerbänke mit jeweils 8 bzw. 16 Bit Registern A-X, B-C, D-E und H-L, Multiplikations- und Divisionseinheit im Kern (8 × 8 bzw. 16/8 zum Teil auch mit 16 × 16 bzw. 32/16).

Einige Produkte sind

78K0R Bearbeiten

mit 16 Bit das jüngste Mitglied der Familie. Besonderheiten sind etwa der integrierte DMA-Controller, eine dreistufige Befehlspipeline und bei einigen Produkten ein externes Speicherinterface. Der Registersatz ist der gleiche wie bei der 78K0-Familie, also vier Bänke mit jeweils acht 8 Bit- oder vier 16 Bit-Registern.

Einige Produkte sind

Speicheraufteilung Bearbeiten

Die Speicheraufteilung ist nach der Von-Neumann-Architektur ausgeführt, d. h. Programm- und Datenspeicher werden über einen gemeinsamen Bus angesprochen.

Bei den 8-Bit-Controllern der Serie 78K0 kann ein Flashbereich bis 60 KB linear angesprochen werden, bei den Bausteinen mit mehr als 60 KB Flash werden die Bereiche größer 32 KByte in sogenannte Bänke von jeweils 16 KByte eingeteilt.

Die 16-Bit-Controller der Familie 78K0R können ihren gesamten Speicher linear adressieren.

Interruptbehandlung Bearbeiten

Die Mikrocontroller verfügen über eine voll vektorisierte Interruptbearbeitung für jede Interruptquelle mit zuweisbarem Prioritätslevel.

Der Oszillator Bearbeiten

Die Mikrocontroller der 78K-Familie verfügen alle über einen 8-MHz-Oscillator auf dem Chip. Darüber hinaus befindet sich noch ein stromsparender 240-kHz-Ringoszillator für den Watchdog auf dem Chip. Dieser Ringoszillator kann aber nicht die CPU oder andere Peripherie mit einem Takt versorgen.

Interne Peripherie Bearbeiten

Die Ausstattung mit interner Peripherie unterscheidet sich von Derivat zu Derivat, besteht aber prinzipiell u. a. aus den folgenden Funktionsblöcken:

  • Timer, in 8- und/oder 16-bit Breite
  • Standard-Kommunikationsschnittstellen UART (teils auch LIN-kompatibel), SPI und I²C
  • USB-Function (Slave) für maximal 12 MBit/s (FullSpeed-USB)
  • LCD-Controller und -Treiber für Matrix-LCDs

Diese Peripheriefunktionen werden über spezielle Funktionsregister angesprochen und können je nach Funktion verschiedene Interrupts auslösen.

Programmentwicklung Bearbeiten

Um den Mikrocontroller in einer Anwendung einsetzen zu können, muss zuerst vom Entwickler ein Programm entwickelt werden. Die Programmentwicklung kann mittels Assembler oder einer Hochsprache, z. B. C geschehen. In der Industrie kommt heute zumeist nur noch C zum Einsatz, da der Programmcode später damit besser zu pflegen ist.

  • Programmierung in C
  • Fehlersuche – Emulator
  • Fehlersuche – Debugger
  • Programmierung

Anwendungen Bearbeiten

Die 78K-Mikrocontroller von NEC Electronics lassen sich in vielen Standard- und Spezialanwendungen von Industrie, Automobiltechnik, Kommunikation oder Medizintechnik einsetzen. Hauptanwendungsgebiete sind in der Antriebstechnik zum Ansteuern und Regeln von Motoren, z. B. Bürstenmotoren (DC-Motoren) oder Bürstenlose Motoren (BLDC), in der Automobilelektronik als intelligenter Sensor oder Aktor.

RL78 Bearbeiten

Der RL78 ist eine Weiterentwicklung des CPU-Kerns aus der 78K0-Familie. Es bestehen verschiedene Ausführungen für verschiedene Anwendungsbereiche, mit einer Auswahl von Peripherieelementen wie z. B. serielle I/O Ports, unterschiedliche Größen von ROM und Flash-Speicher und RAM. Die On-Chip ROM- und Flash-Speicher rangieren in den Bereichen von 1 KByte bis 512 KByte und RAM von 128 Byte bis 32 KByte.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. (Memento vom 21. Juni 2009 im Internet Archive)
  2. 78K0/Fx2. Renesas Electronics, abgerufen am 1. November 2020 (englisch).
  3. 78K0/Ix2. Renesas Electronics, abgerufen am 1. November 2020 (englisch).
  4. 78K0/Lx3. Renesas Electronics, abgerufen am 1. November 2020 (englisch).
  5. 78K0R/Kx3. Renesas Electronics, abgerufen am 1. November 2020 (englisch).
  6. 78K0R/Fx3 (Non Promotion). Renesas Electronics, abgerufen am 1. November 2020 (englisch).
  7. 78K0R/Ix3. Renesas Electronics, abgerufen am 1. November 2020 (englisch).
  8. 78K0R/Lx3. Renesas Electronics, abgerufen am 1. November 2020 (englisch).

Weblinks Bearbeiten

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Veröffentlichungsdatum:
Bei den 78K Familien handelt es sich um 8 und 16 Bit Mikrocontrollerfamilien die von der Firma Renesas Electronics vormals NEC Electronics hergestellt werden Ende 2006 wurde die 78K0R Familie mit 16 Bit Mikrocontrollern eingefuhrt Nach der Verschmelzung von NEC zu Renesas Electronics ersetzt der 16 bittige RL78 die 78K0 Familie ganzlich und den Renesas R8C Inhaltsverzeichnis 1 Familienubersicht 1 1 78K0S 1 2 78K0 1 3 78K0R 2 Speicheraufteilung 3 Interruptbehandlung 4 Der Oszillator 5 Interne Peripherie 6 Programmentwicklung 7 Anwendungen 8 RL78 9 Einzelnachweise 10 WeblinksFamilienubersicht Bearbeiten78K0S Bearbeiten nbsp Das kleine BGA Gehause im Vergleich zum Standard SOT 23 Gehause Die kleineren Controller innerhalb der 8 Bit Familie mit gegenuber dem 78K0 reduzierten Befehlssatz hier sind zum Beispiel einige Produkte der K Series fur Standardanwendungen 78K0S Kx1 verfugbar mit 1 bis 8 KByte Flash 128 oder 256 Byte RAM 1 Registerbank mit den 8 bzw 16 Bit Registern A X B C D E und H L Gehausegrossen von 10 bis 30 Pin 1 Aus dieser Familie stammt auch das kleine BGA Gehause das mit den Aussenmassen von nur rund 1 9 mm 2 2 mm Platz fur 16 Balls Pins und unter anderem integrierten 4 Kilobyte Flash 128 Byte RAM 4 Kanal 10 Bit AD Wandler einen 8 Bit und einen 16 Bit Timer bis zu 14 I O Leitungen sowie On Chip Oszillatoren bietet Die Produktbezeichnung lautet 78K0S KY1 bzw µPD78F9212 dd 78K0 Bearbeiten die verbreitetste NEC 8 Bit Familie 4 Registerbanke mit jeweils 8 bzw 16 Bit Registern A X B C D E und H L Multiplikations und Divisionseinheit im Kern 8 8 bzw 16 8 zum Teil auch mit 16 16 bzw 32 16 Einige Produkte sind 78K0 Fx2 in der F Series mit und ohne CAN insbesondere fur Automobilanwendungen mit 32 bis 128 KByte Flash 2 Byte bis 7 KByte RAM Gehausegrossen von 44 bis 80 Pins 2 78K0 Ix2 in der I Series insbesondere fur Motor und Lichtsteuerungen mit 4 bis 32 KByte Flash 384 Byte bis 2 KByte RAM Gehausegrossen von 16 bis 64 Pins 3 78K0 Lx3 in der L Series mit integriertem LCD Controller Es konnen LCD Displays mit bis zu 8 fach multiplex mit 36 I O das heisst bis 288 Elemente oder z B auch 4 40 Elemente angesteuert werden 8 bis 60 KByte Flash 512 Byte bis 2 KByte RAM Gehausegrossen von 48 bis 80 Pins 4 Daneben wird auch noch die altere Version 78K0 Lx2 angeboten Diese bestehen im Gegensatz zur 78K0 Lx3 intern aus 2 Dies hier konnen LCD Displays nur bis zu vierfach multiplex mit maximal 40 I O angesteuert werden 16 bis 128 KByte Flash 756 Byte bis 7 KByte RAM Gehausegrossen von 64 bis 100 Pins Dazu kommen noch einige ASSPs Applikationsspezifische Standardprodukte fur z B Motor Control spezielle Automotive Anwendungen oder USB Function 78K0R Bearbeiten mit 16 Bit das jungste Mitglied der Familie Besonderheiten sind etwa der integrierte DMA Controller eine dreistufige Befehlspipeline und bei einigen Produkten ein externes Speicherinterface Der Registersatz ist der gleiche wie bei der 78K0 Familie also vier Banke mit jeweils acht 8 Bit oder vier 16 Bit Registern Einige Produkte sind 78K0R Kx3 und 78K0R Kx3 L in der K Series mit 16 bis 512 KByte Flash 1 bis 30 KByte RAM Gehausegrossen von 44 bis 144 Pins 5 78K0R Fx3 in der F Series mit CAN insbesondere fur Automobilanwendungen mit 24 bis 256 KByte Flash 1 5 bis 16 KByte RAM Gehausegrossen von 30 bis 100 Pins 6 78K0R Ix3 in der I Series insbesondere fur Motor und Lichtsteuerungen mit 16 bis 64 KByte Flash 1 bis 3 KByte RAM Gehausegrossen von 30 bis 64 Pins 7 78K0R Lx3 in der L Series mit integriertem LCD Controller mit 64 bis 128 KByte Flash 4 bis 7 KByte RAM Gehausegrossen von 80 bis 128 Pins 8 Speicheraufteilung BearbeitenDie Speicheraufteilung ist nach der Von Neumann Architektur ausgefuhrt d h Programm und Datenspeicher werden uber einen gemeinsamen Bus angesprochen Bei den 8 Bit Controllern der Serie 78K0 kann ein Flashbereich bis 60 KB linear angesprochen werden bei den Bausteinen mit mehr als 60 KB Flash werden die Bereiche grosser 32 KByte in sogenannte Banke von jeweils 16 KByte eingeteilt Die 16 Bit Controller der Familie 78K0R konnen ihren gesamten Speicher linear adressieren Interruptbehandlung BearbeitenDie Mikrocontroller verfugen uber eine voll vektorisierte Interruptbearbeitung fur jede Interruptquelle mit zuweisbarem Prioritatslevel Der Oszillator BearbeitenDie Mikrocontroller der 78K Familie verfugen alle uber einen 8 MHz Oscillator auf dem Chip Daruber hinaus befindet sich noch ein stromsparender 240 kHz Ringoszillator fur den Watchdog auf dem Chip Dieser Ringoszillator kann aber nicht die CPU oder andere Peripherie mit einem Takt versorgen Interne Peripherie BearbeitenDie Ausstattung mit interner Peripherie unterscheidet sich von Derivat zu Derivat besteht aber prinzipiell u a aus den folgenden Funktionsblocken Timer in 8 und oder 16 bit Breite A D Wandler PWM Standard Kommunikationsschnittstellen UART teils auch LIN kompatibel SPI und I C USB Function Slave fur maximal 12 MBit s FullSpeed USB CAN 2 0B Watchdog Timer LCD Controller und Treiber fur Matrix LCDs Diese Peripheriefunktionen werden uber spezielle Funktionsregister angesprochen und konnen je nach Funktion verschiedene Interrupts auslosen Programmentwicklung BearbeitenUm den Mikrocontroller in einer Anwendung einsetzen zu konnen muss zuerst vom Entwickler ein Programm entwickelt werden Die Programmentwicklung kann mittels Assembler oder einer Hochsprache z B C geschehen In der Industrie kommt heute zumeist nur noch C zum Einsatz da der Programmcode spater damit besser zu pflegen ist Programmierung in C C Compiler zur Programmerzeugung sind von NEC Electronics und IAR verfugbar Fehlersuche Emulator Zum Debuggen kann man auf den Emulator von NEC den IE Cube zuruckgreifen Mit dem IE Cube kann man die Chips aber nicht programmieren Fehlersuche Debugger Zum preisgunstigen Debuggen kann man bei vielen 78K Derivaten auch auf einen On Chip Debugger von NEC den alteren MiniCube verschieden fur die verschiedenen Familien oder den neuen MiniCube2 ein Modell fur alle Familien inklusive der 32 Bit V850 Controller zuruckgreifen Mit den MiniCube und MiniCube2 kann man die Chips auch programmieren Auch Drittanbieter bieten Debuglosungen fur die 78K Familien an z B Lauterbach TRACE32 oder iSYSTEM Programmierung Dieser Vorgang wird auch als Brennen bezeichnet Dies bedeutet dass Informationen z B ein kompiliertes Programm auch Firmware genannt auf dem internen Flash Speicher oder OTP Speicher des Bausteins gespeichert werden Hierzu bieten die 78K Mikrocontroller eine serielle Programmier Schnittstelle die auch noch zur Ubertragung des Maschinencode benutzt werden kann wenn der Chip bereits in die Schaltung eingebaut wurde Dieser Vorgang kann dann mit einem Programmiergerat oder bei neueren Derivaten mit einem der oben aufgefuhrten Debugger durchgefuhrt werden Ein Programmiergerat gibt es von NEC Electronics unter der Bezeichnung PG FP5 nbsp Minicube2 nbsp 78K0R Evalboard 78K0R Cool It nbsp 78K0 Minicube nbsp 78K0S Demoboard Low Pin Count Do ItAnwendungen BearbeitenDie 78K Mikrocontroller von NEC Electronics lassen sich in vielen Standard und Spezialanwendungen von Industrie Automobiltechnik Kommunikation oder Medizintechnik einsetzen Hauptanwendungsgebiete sind in der Antriebstechnik zum Ansteuern und Regeln von Motoren z B Burstenmotoren DC Motoren oder Burstenlose Motoren BLDC in der Automobilelektronik als intelligenter Sensor oder Aktor RL78 BearbeitenDer RL78 ist eine Weiterentwicklung des CPU Kerns aus der 78K0 Familie Es bestehen verschiedene Ausfuhrungen fur verschiedene Anwendungsbereiche mit einer Auswahl von Peripherieelementen wie z B serielle I O Ports unterschiedliche Grossen von ROM und Flash Speicher und RAM Die On Chip ROM und Flash Speicher rangieren in den Bereichen von 1 KByte bis 512 KByte und RAM von 128 Byte bis 32 KByte Einzelnachweise Bearbeiten NEC Homepage fur die 78K0S Kx1 78K0 Kx2 und 78K0 Kx2 L Memento vom 21 Juni 2009 im Internet Archive 78K0 Fx2 Renesas Electronics abgerufen am 1 November 2020 englisch 78K0 Ix2 Renesas Electronics abgerufen am 1 November 2020 englisch 78K0 Lx3 Renesas Electronics abgerufen am 1 November 2020 englisch 78K0R Kx3 Renesas Electronics abgerufen am 1 November 2020 englisch 78K0R Fx3 Non Promotion Renesas Electronics abgerufen am 1 November 2020 englisch 78K0R Ix3 Renesas Electronics abgerufen am 1 November 2020 englisch 78K0R Lx3 Renesas Electronics abgerufen am 1 November 2020 englisch Weblinks Bearbeiten78K Family Renesas Electronics abgerufen am 1 November 2020 englisch RL78 Family of 8 16 bit Ultra Low Energy MCUs Renesas Electronics abgerufen am 1 November 2020 englisch Abgerufen von https de wikipedia org w index php title NEC 78K0 Familie amp oldid 233371428