Renesas Electronics

Bluetooth-5.0-Konnektivität auf der RA-Familie

08. Juni 2020, 10:15 Uhr   |  Iris Stroh

Bluetooth-5.0-Konnektivität auf der RA-Familie
© Renesas Electronics

Renesas Electronics hat den ersten RA-Mikrocontroller (MCU) mit integriertem Bluetooth-5.0-Low-Energy-Funk auf den Markt gebracht. Die Single-Chip-MCU RA4W1 enthält einen 48-MHz-32-bit-Cortex-M4-Kern sowie einen Bluetooth-5.0-Kern in einem 56-Pin-QFN-Gehäuse.

Zusammen ermöglichen die RA4W1-MCU und das benutzerfreundliche Flexible Software Package (FSP) Anwendern den sofortigen Einstieg in die Entwicklung mit Software- und Hardware-Bausteinen des ARM-Ecosystems, die vorkonfiguriert mit MCUs der RA-Familie arbeiten.

Die RA4W1-MCU vereinfacht es Embedded-Designern, sichere IoT-Endpunktgeräte für Anwendungen in den Bereichen Industrie 4.0, Gebäudeautomatisierung, Metering, Gesundheitstechnik, Verbrauchsgüter und Haushaltsgeräte zu entwickeln. Die MCU eignet sich auch ideal für die Entwicklung von IoT-Edge-Anwendungen für drahtlose Sensornetzwerke, IoT Hubs, Gateway-Erweiterungen und Aggregatoren für IoT-Cloud-Anwendungen.

»Während MCUs mit Bluetooth-5.0-Konnektivität im Portfolio von Renesas nicht neu sind, ermöglicht die Ergänzung durch den RA4W1 unseren Kunden einen einfachen Einstieg in Bluetooth 5.0«, erklärt Sakae Ito, Vice President der IoT Platform Business Division bei Renesas. »Darüber hinaus können Kunden auch alle Vorteile der On-Chip MCU Features nutzen, einschließlich der Secure Crypto Engine zur Implementierung eines starken Schlüsselmanagements für höchste IoT-Sicherheit sowie besten Stromverbrauch und Empfindlichkeit der Branche. Dies ermöglicht ein überlegenes Link-Budget für Anwendungen mit größeren Reichweiten.«

Die wichtigsten Funktionsmerkmale der RA4W1-MCU

Cortex-M4-Kern und Bluetooth-5.0-Kern in einem 7 mm × 7 mm großen 56-Pin-QFN-Gehäuse: Die 48-MHz-Single-Chip-MCU RA4W1 verfügt über 512 kB Flash-Speicher, 96 kB SRAM sowie Konnektivität via USB, CAN und die beliebte kapazitive HMI-Touch-Technologie von Renesas. Sie umfasst auch die Secure Crypto Engine von Renesas mit symmetrischer Ver- und Entschlüsselung, Hash-Funktionen, TRNG (True Random Number Generation) und leistungsstarker Schlüsselverwaltung mit Schlüsselgenerierung und MCU-spezifischem Key Wrapping.

Umfassende Bluetooth-5.0-Unterstützung mit laut Hersteller branchenweit niedrigstem Stromverbrauch und höchster Empfindlichkeit für hervorragenden Empfang: Die RA4W1-MCU umfasst vollen Bluetooth-5.0-Funktionsumfang wie 2 Mbit/s Datendurchsatz, alle Advertising-Erweiterungsfunktionen mit maximaler Advertising-Länge (1650 Byte), periodische Advertisements und einen CSA-#2-Algorithmus (Kanalauswahl-Algorithmus #2) für Anwendungen mit Übertragung von großen Datenmengen. Der RA4W1 bietet außerdem einen niedrigen Spitzenstromverbrauch von 3,3 mA beim Empfang und 4,5 mA (bei 0 dBm) beim Senden. Die branchenweit beste Empfindlichkeit von –105 dBm im 125-kbit/s-Modus wird ohne zusätzliche Verluste durch externe Komponenten erreicht.

Basis-Protokoll-Stack und alle Standardprofile: Zusätzlich zum Bluetooth-5.0-Basisprotokoll-Stack-Paket liefert Renesas mehrere API-Funktionen für alle Standardprofile, darunter ein Herzfrequenzprofil (HRP), ein Umgebungssensorprofil (ESP) und ein Automatisierungs-E/A-Profil (AIOP). Dank dieser Funktionen können Anwender mit der Entwicklung und Evaluierung von Prototypen schnell beginnen bzw. diese beschleunigen.

Die Entwicklungsumgebung ermöglicht die gleichzeitige Entwicklung von Funktionen für die Kommunikations- und Systemsteuerung: Die Smart Configurator GUI von Renesas generiert Code für Bluetooth und MCU-Peripheriefunktionstreiber sowie Pin-Einstellungen für die integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) e2 Studio. Das Renesas-QE-Tool für BLE generiert Programme für benutzerdefinierte Profile und bettet sie in Anwendungsprogramme ein. Die GUI der Bluetooth Trial Tool Suite ermöglicht es Anwendern, erste Evaluierungen der Wireless-Eigenschaften sowie eine funktionale Bluetooth-Verifizierung durchzuführen. In der Regel lässt sich das RA4W1-Evaluierungs-Board mit der Download-baren Smartphone-Anwendungsdemo in weniger als 30 Minuten in Betrieb nehmen.

Reduzierte Stückliste durch Integration: Der RA4W1 enthält einen hochpräzisen On-Chip-Niederfrequenz-Oszillator, eine HF-Oszillator-Anpassungsschaltung und eine On-Chip-Anpassungsschaltung für einen einfachen Antennenanschluss. Dieses hohe Integrationsniveau reduziert sowohl die Stücklistenkosten als auch den Flächenbedarf auf der Leiterplatte, was die Herstellungskosten für IoT-Anwendungen senkt.

Die offene Architektur des Flexible Software Packages (FSP) ermöglicht es Anwendern, ihren bisherigen Code wiederzuverwenden und ihn mit Softwarebeispielen von Renesas und Ecosystem-Partnern zu kombinieren: Das FSP für MCUs der RA-Familie beschleunigt die Implementierung komplexer Funktionen wie Konnektivität und Sicherheit. Das Softwarepaket umfasst FreeRTOS und Middleware. Es bietet Entwicklern eine erstklassige Device-to-Cloud-Option. Diese Optionen lassen sich einfach durch jedes andere RTOS oder jede andere Middleware ersetzen und erweitern.

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