瑞萨电子RA4C1：在低功耗应用中提高可靠性并延长电池寿命

Release time：2025-10-09
author：AMEYA360
source：瑞萨
reading：313

　　开发公用事业仪表中的电源一直具有挑战性。公用事业电表，尤其是智能电表，必须高效运行，以确保电表能够全天候工作并最大限度地降低能耗。随着云上数据传输的增加，安全性在这个市场空间中变得越来越重要。RA4C1微控制器旨在为您的应用提供备用电池策略，确保即使在主电源发生故障时也能进行关键操作。

　　为了确保低功耗，许多低功耗外设，如低功耗定时器、低功耗UART和段码式LCD控制器都集成到80MHz RA4C1微控制器(MCU)中。为了减少网络安全威胁，内置一个片上安全引擎，为安全功能提供了与CPU的隔离，并包括密钥管理和密码算法的硬件加速，如AES、ECC和SHA被内置到RA4C1 MCU中。有关更多信息，请查看以下RA4C1框图。

瑞萨电子RA4C1：在低功耗应用中提高可靠性并延长电池寿命

图1：RA4C1框图

　　电表在运行中需要具有弹性。为了使仪表能够在短暂停电期间继续运行，RA4C1的功耗低至1.73μA，可保持16KB的SRAM，并允许实时时钟(RTC)在软件待机模式下运行时仅消耗0.38μA。这种低功耗特性使用户能够设计带有备用电池的系统，以便在任何情况下继续运行电表。

　　让我们看看RA4C1如何在停电期间提供备用电源，如下图所示。RA4C1有两个电源域 – Vcc电源域和RTC域 – 每个电源域都可以独立供电。

　　CPU、片上存储器和除RTC之外的所有外设的电源均由Vcc供电。RTC是独立电源域的一部分，通过Vrtc引脚独立供电。

　　通过这种电源分离，即使Vcc电源出现故障，RTC也可以连续运行，并使用连接到Vrtc的小型备用电池保持准确的时间。RTC可以在0.38μA的电流下运行，同时在Vrtc的低功耗模式下运行。

瑞萨电子RA4C1：在低功耗应用中提高可靠性并延长电池寿命

图2：简化的电源框图

　　RA4C1还具有三个额外的低电压检测输入，使用户能够轻松管理具有多个电池的备用系统。

　　EXLVD和EXLVDVBAT电压检测电路允许用户监控外部电源和外部备用电池，当外部电源发生故障时，该电池可用于为整个芯片供电。

　　VRTC电压检测电路监控RTC备用电池的外部电池电压。

　　如果电压低于选定的电压电平，这些电路中的每一个都可能产生中断，表明电源出现故障。

　　这些LVD电路是对标准LVD电路LVD1和LVD2的补充，它们监控内部Vcc线路，并可用于提供额外的保护级别。

　　下图中的典型用户电路显示了外部电源，以及主系统备用电池和用于实时时钟的辅助备用电池。

　　在实际系统中，主备用电池是大型辅助电池或可充电电池，可以维持系统在一段时间内完整运行，而第二个较小的电池，通常是RTC的小型主电池，足以维持数年的时间。

瑞萨电子RA4C1：在低功耗应用中提高可靠性并延长电池寿命

图3：典型值 电源使用案例

　　在这个示例系统中，EXLVD电路用于对外部电源的故障发出预先警告。在此电源发生故障后，提供给MCU的电压电平通常需要一些时间才能开始下降，因此在这段时间内，应用程序可以安全地响应和关闭进程，并将任何关键数据存储到数据闪存中。

　　然后，系统将回退到支持系统运行的备用电池，通常保持关键系统处于活动状态并等待电源恢复。

　　如果此电池开始出现故障，EXLVD会检测到故障，系统可以安全关闭，而由独立备用电池维护的RTC将继续运行并保持正确的时间，直到主电源恢复。

　　这种架构使您的系统能够在使用1个或2个备用电池的同时，以准确的时钟安全地运行和保持工作。这些功能适用于许多应用，例如公用事业仪表和各种传感器应用。


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瑞萨电子微型BLDC伺服器：小身躯蕴含大能量
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　　在科技飞速发展的当下，机器人系统正以前所未有的速度渗透到各个领域，从工业生产到日常生活，其身影无处不在。这一日益普及的趋势，催生了对小型、精确且具备高成本效益的无刷直流电机(BLDC)伺服应用的强烈需求。　　为顺应这一潮流，瑞萨开发出一种将电机控制与位置传感高度集成的先进系统解决方案，它不仅能够实现低功耗伺服运行，还能驱动功率高达75W的BLDC电机，并达成精确的位置控制，为众多精密应用场景提供了理想的解决方案。　　诸多优势，化繁为简　　微型BLDC伺服器系统解决方案具备诸多令人瞩目的优势。其核心基于闪存MCU，运行稳定可靠且高效，为整个系统的稳定运行奠定了坚实基础。系统接口可根据具体需求灵活定制，极大地增强了其适应性和通用性。同时，它支持多种先进的控制算法，为不同应用场景提供了丰富的选择，无论是简单的速度控制还是复杂的位置跟踪，都能轻松应对。　　在速度控制方面，该系统展现出卓越的高精度性能，尤其适用于对精度要求极高的精密应用领域。此外，系统零件数量少，这不仅简化了设计流程，降低了设计复杂度，还显著提高了成本效益，使得在满足高性能需求的同时，有效控制了成本。　　该系统的应用范围广泛，涵盖机器人、计算机数控(CNC)和制造机械系统、遥控车和无人机、陀螺仪和云台系统等多个领域。在机器人领域，它能够实现机器人的精准动作控制，提升机器人的灵活性和工作效率;在CNC和制造机械系统中，可确保加工过程的精确性和稳定性，提高产品质量;在遥控车和无人机中，为飞行和行驶提供可靠的动力支持;在陀螺仪和云台系统中，保障设备的稳定运行，实现精确的指向和跟踪。　　核心组件，协同工作　　该系统包括MCU控制部分、DC/DC降压转换器、RS-485收发器、HVPAK(高压可编程混合信号IC)，由瑞萨提供;另外还有高速UARTABI和步进/定向等部分。 　　瑞萨RA Arm Cortex®-M MCU作为系统的核心控制单元，采用64MHz Arm Cortex®-M23内核设计，专为单电机控制应用进行了优化。RA2T1型号集成了PWM定时器以及配备3个采样保持电路的A/D转换器等先进的模拟功能，能够满足电动工具、风扇和家用电器等高效的低端电机控制方案的需求。它支持1.6V至5.5V宽工作范围，并采用小型24引脚QFN封装，在满足成本效益的同时，适应了空间受限的设计需求，为系统的小型化和低成本化提供了有力支持。　　RAA211233是一款24V、3A、1.4MHz集成开关稳压器，采用电流模式恒定导通时间(COT)控制技术。它具备全面的保护功能，包括输入欠压锁定(UVLO)、过电流保护(OCP)、输出欠压保护(OUVP)和过温保护(OTP)，确保系统在各种复杂工况下都能安全稳定运行。该器件采用Ld TSOT23封装，体积小巧，便于集成到紧凑的电路设计中。　　RS-485收发器ISL3179E和ISL3180E是3V供电的单收发器，具有高ESD保护能力，符合RS-485和RS-422平衡通信标准。每个器件的总线电流都很低(+220μA/-150μA)，为RS-485总线提供“1/5单位负载”，这使网络上最多可连接160个收发器，而不会违反RS-485规范的最大32个单元负载，也无需使用中继器，大大扩展了系统的通信能力和应用范围。接收器(Rx)输入采用“完全故障安全”设计，当Rx输入浮动、短路或终止但未驱动时，可确保逻辑高Rx输出，提高系统的可靠性和稳定性。　　系统中还包括HVPAK，以及高速UART ABI和步进/定向等部分。这些组件相互协作，共同构成了一个功能强大、性能稳定的微型BLDC伺服器系统，为各种精密应用提供了可靠的动力和控制解决方案。　　综上所述，微型BLDC伺服器系统解决方案凭借其显著的优势、精心设计的核心组件以及广泛的应用领域，在当今科技发展的浪潮中展现出强大的竞争力和广阔的应用前景。随着技术的不断进步和应用需求的持续增长，相信该系统将在更多领域发挥重要作用，推动相关行业向更高水平发展。
2025-10-29 10:35 reading：270
瑞萨电子新品RA8M2&RA8D2，高算力与图形显示MCU新标杆！
行业新闻

瑞萨电子新品RA8M2&RA8D2，高算力与图形显示MCU新标杆！

　　全球半导体解决方案供应商瑞萨电子(TSE：6723)今日宣布推出RA8M2和RA8D2微控制器(MCU)产品。全新MCU产品基于1GHz Arm® Cortex®-M85处理器(可选配250MHz Arm® Cortex®-M33处理器)，以7300 CoreMark的原始计算性能刷新行业基准，实现业界卓越的计算效能。可选配的Cortex®-M33处理器有助于实现高效的系统分区和任务隔离。　　RA8M2与RA8D2同属RA8系列第二代超高性能MCU——RA8M2为通用型产品，RA8D2 MCU则集成多种高端图形外设。它们与瑞萨今年早些时候推出的RA8P1和RA8T2产品相同，均基于高速度、低功耗的22nm ULL工艺制造，提供单核与双核配置，并拥有针对不同计算密集型应用需求的专属特性集。新产品充分发挥Arm® Cortex®-M85处理器的高性能及Arm的Helium™技术优势，为数字信号处理器(DSP)和机器学习(ML)应用带来显著的性能提升。　　RA8M2和RA8D2搭载嵌入式MRAM，相较闪存技术具备多重优势——高耐用性与更强的数据保持能力、更快的写入速度、无需擦除操作、支持字节寻址，同时具备更低的漏电流和制造成本。对于要求更高的应用，还提供单个封装中带有4或8MB外部闪存的SIP选项。此外，RA8M2和RA8D2两款MCU均包含千兆以太网接口和双端口TSN交换机，可满足工业网络应用场景的需求。　　这两款MCU产品群结合Cortex®-M85内核的高性能，搭配大容量存储器与丰富的外设集，特别适用于各类物联网及工业场景。较低功耗的CM33内核可作为后台管理MCU，在高性能CM85内核处于休眠模式时执行系统任务，并仅在需要更高阶计算任务时才将CM85内核唤醒，从而有效降低系统功耗。　　Daryl Khoo, Vice President of the Embedded Processing Marketing Division at Renesas表示：“RA8M2和RA8D2进一步完善了瑞萨新一代RA8 MCU产品线，专为高性能微控制器市场设计。该产品组合使得瑞萨能够提供可扩展、安全，且支持AI的嵌入式处理解决方案，助力客户在工业、物联网及特定汽车应用领域加速创新，缩短上市周期。RA8系列在满足复杂处理需求的同时，能够保持低功耗并最大限度地降低总拥有成本，体现了瑞萨对技术创新的持续承诺，助力客户打造更具前瞻性的设计。”　   　RA8D2特性集：专为图形与HMI应用优化　　RA8D2 MCU为图形与HMI应用提供了丰富的特性和功能：　　高分辨率图形LCD控制器，支持1280×800显示分辨率，兼容并行RGB及双通道MIPI DSI接口　　集成2D绘图引擎，可卸载CPU图形渲染任务，支持图形基元处理　　多种摄像头接口选项，适用于摄像头与视觉AI应用：　　- 16位相机接口(CEU)，支持图像数据获取、处理，及格式转换　　- MIPI CSI-2接口提供低引脚数双通道设计，每通道速率达720Mbps　　- VIN模块可对来自MIPI CSI-2接口的YUV和RGB数据输入执行垂直和水平缩放，以及格式与色彩空间转换　　I2S和PDM等音频接口支持数字麦克风输入，适用于音频与语音AI应用　　集成SEGGER emWin和微软GUIX等行业先进的嵌入式图形GUI套件，构成全面图形解决方案，并已整合至瑞萨的灵活配置软件包(FSP)　　针对Helium™技术优化的软件JPEG解码器，兼容emWin与GUIX解决方案，结合Helium™加速可实现最高27fps的端到端图形性能　　与Embedded Wizard、Envox、LVGL及SquareLine Studio等图形生态合作伙伴合作，提供采用RA8D2的解决方案，利用Helium™技术进一步加速图形功能和JPEG解码　　RA8M2和RA8D2 MCU产品群的关键特性　　内核：1GHz Arm® Cortex®-M85(配备Helium™技术);可选配250MHz Arm® Cortex®-M33　　存储：集成1MB高速MRAM和2MB SRAM(包括Cortex®-M85的256KB TCM及M33的128KB TCM);4MB和8MB SIP产品即将推出　　模拟外设：两个16位ADC(含23个模拟通道)、两个3通道S/H模块、2通道12位DAC、4通道高速比较器　　通信外设：双千兆以太网MAC(带DMA)、USB2.0 FS主机/设备/OTG、CAN2.0(1Mbps)/CAN FD(8Mbps)、I3C(12.5Mbps)、I2C(1Mbps)、SPI、SCI、八线串行外设接口　　高阶安全性：RSIP-E50D加密引擎、基于片上不可变存储中FSBL的强健安全启动功能、安全调试、安全工厂编程、DLM支持、防篡改保护、DPA/SPA防护　　全新RA8M2和RA8D2 MCU产品群由瑞萨灵活配置软件包(FSP)提供支持。FSP提供开发所需的所有基础架构软件，包括多个RTOS、BSP、外设驱动程序、中间件、连接、网络和安全堆栈，以及用于构建复杂AI、电机控制和云解决方案的参考软件，从而助力客户加快应用开发速度。它支持客户将自己的既有代码和与选定的RTOS(FreeRTOS和Azure RTOS)集成至FSP，为应用开发提供高度灵活性。此外，现已支持Zephyr开发平台。FSP还可简化现有设计向全新RA8系列产品的迁移过程。　　成功产品组合　　瑞萨将全新RA8 MCU产品群与其产品组合中的众多兼容器件相结合，创建出广泛的“成功产品组合”，包括基于RA8M2的智能眼镜以及宠物摄像机器人，以及基于RA8D2的Ki无线电源收发器系统(Tx)和Ki无线电源接收器系统(Rx)。这些“成功产品组合”基于相互兼容且可无缝协作的产品，具备经技术验证的系统架构，带来优化的低风险设计，以加快产品上市速度。瑞萨现已基于其产品阵容中的各类产品，推出超过400款“成功产品组合”，使客户能够加速设计过程，更快地将产品推向市场。　　供货信息　　RA8M2与RA8D2 MCU产品群和FSP软件现已上市。RA8M2产品提供176引脚LQFP封装、224引脚及289引脚BGA封装。RTK7EKA8M2S00001BE评估套件同步上市。RA8D2 MCU提供224引脚和289引脚BGA封装。RTK7EKA8D2S01001BE评估套件支持RA8D2产品。　　瑞萨MCU优势　　作为全球卓越的MCU产品供应商，瑞萨电子MCU近年来的平均年出货量超35亿颗，其中约50%用于汽车领域，其余则用于工业、物联网以及数据中心和通信基础设施等领域。瑞萨电子拥有广泛的8位、16位和32位产品组合，所提供的产品具有出色的质量和效率，且性能卓越。同时，作为一家值得信赖的供应商，瑞萨电子拥有数十年的MCU设计经验，并以双源生产模式、业界先进的MCU工艺技术，以及由250多家生态系统合作伙伴组成的庞大体系为后盾。
2025-10-23 11:30 reading：399
瑞萨电子采用下一代功率半导体为800 伏直流AI数据中心架构赋能
行业新闻

瑞萨电子采用下一代功率半导体为800 伏直流AI数据中心架构赋能

　　2025年10月13日,全球半导体解决方案供应商瑞萨电子(TSE：6723)宣布，支持NVIDIA宣布的800伏直流电源架构的高效电源转换和分配，推动下一代更智能、更快速的人工智能(AI)基础设施发展。　　随着GPU驱动的AI工作负载日益密集，数据中心功耗攀升至数百兆瓦级别，现代数据中心亟需兼具能效优化与可扩展性的电源架构。GaN FET开关为代表的宽禁带半导体，凭借其更快的开关速度、更低的能量损耗，及卓越的热管理性能，正迅速成为关键解决方案。此外，GaN功率器件将推动机架内800V直流母线的发展，在通过DC/DC降压转换器支持48V组件复用的同时，显著降低配电损耗，并减少对大尺寸母线排的需求。　　瑞萨基于GaN的电源解决方案特别适用于此类应用场景，支持高效且密集的DC/DC电源转换，工作电压范围覆盖48V至400V，并可通过选配叠加至800V。这些转换器基于LLC直流变压器(LLC DCX)拓扑结构，可实现高达98%的转换效率。在AC/DC前端，瑞萨采用双向GaN开关，以简化整流器设计并提升功率密度。同时，瑞萨的REXFET MOSFET、驱动器及控制器则为新型DC/DC转换器的物料清单(BOM)提供了有力补充。　　Zaher Baidas, Senior Vice President and General Manager of Power at Renesas表示：“AI正以前所未有的速度改变各行各业，电源基础设施必须同步快速演进，以满足激增的电力需求。依托我们全系列GaN FET、MOSFET、控制器及驱动器产品组合，瑞萨致力于以面向规模化应用的高密度能源解决方案，为AI的未来赋能。这些创新不仅带来卓越性能与能效，也具备支撑未来增长所需的可扩展性。”　　瑞萨电子已发布一份白皮书，深入探讨其在AI基础设施中支持800V配电的设备拓扑结构。　　瑞萨电源管理技术优势　　作为全球卓越的电源管理产品供应商，瑞萨电子近年来的平均年出货量超15亿颗，其中大量产品服务于计算行业，其余则广泛应用于工业、物联网、数据中心以及通信基础设施等领域。瑞萨拥有业界广泛的电源管理器件产品组合，在产品质量、效率及电池寿命方面表现卓越。同时，作为一家值得信赖的供应商，瑞萨拥有数十年的电源管理IC设计经验，并以双源生产模式、业界先进的工艺技术，以及由250多家生态系统合作伙伴组成的庞大体系为后盾。
2025-10-17 15:31 reading：393
瑞萨电子与奥海科技联合创新实验室正式揭牌，共拓高功率服务器电源技术新赛道
行业新闻

瑞萨电子与奥海科技联合创新实验室正式揭牌，共拓高功率服务器电源技术新赛道

　　近日，瑞萨电子与东莞市奥海科技股份有限公司(以下简称“奥海科技”)联合创新实验室揭牌仪式在奥海科技总部隆重举行。联合创新实验室的成立标志着瑞萨电子与奥海科技围绕高功率电源技术的合作，正式迈向资源深度整合、技术协同攻关的实践新阶段，为双方后续实现技术突破、提升产品竞争力奠定坚实基础。　　合作动态瑞萨电子中国总裁 赖长青(左二)奥海科技研发副总 郭修根(右二)瑞萨电子中国区资深技术总监 郑军(左一)奥海科技董事会秘书 蔺政(右一)　　瑞萨电子与奥海科技双方核心团队出席联合创新实验室揭牌仪式。瑞萨电子中国总裁赖长青、中国区资深技术总监郑军，奥海科技研发副总郭修根、董事会秘书蔺政以及双方团队成员共同出席。此外，成之杰科技(Sotel)项目管理副总裁张永春受邀出席，共同见证这一重要时刻。双方代表深入交流合作规划，为联合创新实验室的未来发展凝聚共识。　　合作动态　　作为瑞萨电子深化与奥海科技合作的重要载体，联合实验室以“诚实互信、友好合作、互惠互利”为宗旨，瑞萨将依托自身在氮化镓(GaN)、微控制单元(MCU)、光耦等关键元器件领域的技术积累，与奥海科技在电源产品开发与产业化落地的丰富经验相结合，聚焦高功率服务器电源(PSU)、800V HVDC、直流变换(DCX)解决方案的核心研发任务，共同攻克技术难点，加快12KW服务器电源等前沿产品的开发速度，推动产品性能与性价比双重提升，进一步巩固瑞萨在半导体行业的技术领先地位。　　合作动态　　未来，瑞萨将持续深化与奥海科技的合作，在技术研发、产品迭代、市场推广等方面携手共进，充分整合双方资源优势，为全球客户提供更具竞争力的电源解决方案，共同推动高功率电源行业的创新发展。
2025-10-17 13:43 reading：319
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