通用型超低功耗微控制器RL78G11性能解析

低功耗(最低46uA/MHz)、可扩展性(1KB到512KBFlash)和高效率(最高1.6DMIPS/MHz)是瑞萨电子为RL78微控制器系列赋予的三大特性。独有的“Snooze”模式，能够实现真正的低功耗。另外，片上高精度(±1%)高速振荡器、能够重复擦写100万次支持后台工作的数据闪存，以及温度传感器和多种电源接口端口等内置功能，将有助于降低系统成本和体积。

按照应用领域的不同，RL78微控制器家族被细分为通用应用、LCD应用、特殊应用和汽车应用四大类。而今天的主角，将是通用型微控制器中的明星——RL78/G11。

在很多人的观念中，所谓的通用型微控制器，是指它在很多应用场合都能够使用。但是，随着嵌入式设备日趋多样化，很多应用场合对微控制器的功能需求逐渐增加，为传统通用微控制器增加定制化功能开始成为趋势。

例如，为了满足传感器应用、照明、电源和许多小型家用电器对超低功耗和超小尺寸的需求，RL78/G11微控制器不但支持非常低的功耗(100uA@1MHz)和高速4μs唤醒，还采用小型3x3mm2WFLGA、4x4mm2HWQFN和标准20引脚的LSSOP封装，具有10-25引脚小型封装、小型16KB闪存和丰富的模拟外设，如A/D转换器、D/A转换器、比较器和PGA，可配置为PGA+ADC+VBGR、PGA+CMP、CMP+DAC/VBGR或PGA+CMP+DAC/VBGR。

但仅仅做到这些其实并不够。在RL78/G11微控制器中，一项标志性的创新举措是瑞萨电子通过使用直接传输控制(DTC)、事件链路控制器(ELC)、数据操作电路(DOC)和多路中断标志输出(INTFO)等智能功能，实现了在内部连接许多外围设备，以减少CPU使用负荷量，并节省整体功耗的目标。

下图中，ELC可以直接从事件启动模块，而不是通过中断控制器。而在CPU处于睡眠模式(HALT)期间，ELC也可以从事件启动模块，从而在提高系统硬件响应速度的同时降低了功耗

再来看一下如何使用DOC和DTC功能。DOC和DTC是为分担CPU负荷而专门设计的，它的好处在于两者可用于HALT模式和SNOOZE模式，除了初始化例程和ISR之外，不需要软件开发。此外，DTC可以在各种内存地址之间传输(SFR,RAM和Flash)24组控制数据和23个触发源，无需CPU干预，和CPU的数据传输指令相比，DTC的数据传输速度也更快。

示例中可以看到，采样输入通道使用DTC移动并使用DOC控制以检查报警条件，无需任何CPU干预。之后，DTC自动将ADC结果(扫描模式)传输到SRAM以进行报警，存储在SRAM中的可编程阈值电平将通过DOC自动比较/添加/减少以检查警报状况。

而在实际应用中，以瑞萨电子超低功耗单片机RL78/G11为主控MCU的燃气灶具，采用一节9V干电池供电，电量充足，可用时间长；微动开关轻按即可进行燃气灶点火；高压脉冲点火可以更快地点燃燃气；气体检测装置对于燃气泄漏进行有效的报警提示，提高安全性；火焰温度检测（热电偶温度反馈）可以实时获得火焰温度，避免扑溢现象造成的熄火；防干烧保护装置可以有效避免危险的发生及燃气的浪费。

在为RL78家族微控制器提供完善的硬件和软件开发工具支持，包括片上E1调试器、E2调试器、E2-Lite调试器、IECUBE在线仿真器、PG-FP5闪存编程器，以及e2Studio和CS+集成开发环境和实时操作系统RTOS等基础之上，瑞萨电子还为用户提供了RL78/G11目标板。该目标板内置高速振荡器可实现高速操作(@2.7-5.5V)，支持flash存储器编程和可扩展外设连接接口，通过具有E2-Lite/E1/EZ-CUBE编程功能的在线调试器，用户可进行仿真操作和芯片功能测试，并通过EasyGo网站进行示例代码下载。