助力智能社會(huì )，RZ/A1 MPU有何獨特優(yōu)勢？

隨著(zhù)信息與通訊技術(shù)（ICT）、半導體行業(yè)的發(fā)展以及物聯(lián)網(wǎng)的興起，日常生活中所使用到的各類(lèi)產(chǎn)品及系統，如家用電器、工業(yè)設備、建筑維護系統、電網(wǎng)、汽車(chē)以及交通設施，都開(kāi)始與網(wǎng)絡(luò )緊密相關(guān)，一個(gè)“智能型社會(huì )”正在形成。在這個(gè)智能社會(huì )中，智能手機與平板電腦作為人類(lèi)與智能型社會(huì )之間的接口，正在迅速普及，家用電器及工業(yè)設備對高分辨率顯示器、以及觸摸屏界面的市場(chǎng)需求也在迅速增長(cháng)。

然而，執行此類(lèi)復雜的聯(lián)網(wǎng)及HMI功能需要較高水平的性能及功能，僅靠MPU難以實(shí)現，所以此類(lèi)應用通常采用要求外部存儲器（DRAM）的傳統嵌入式MPU.但這個(gè)方法仍有些許不足，比如：DRAM的操作頻率要求使系統設計變得復雜；DRAM接口頻繁地更新?lián)Q代，很難實(shí)現長(cháng)期穩定采購，特別是對于工業(yè)設備；安裝面積及電磁噪聲增加；設備的復雜性加重了軟件的開(kāi)發(fā)負擔等。

順應全球ARM生態(tài)系統的發(fā)展，為未來(lái)“智能型社會(huì )”創(chuàng )建復雜的人機接口（HMI），瑞薩電子業(yè)界首款基于A(yíng)RM核的高端通用MPU產(chǎn)品RZ/A1應運而生。該產(chǎn)品擁有10兆位片上隨機訪(fǎng)問(wèn)內存，無(wú)需外部存儲器（DRAM）可直接采用寬屏WXGA圖形顯示器，具有強大的圖形處理功能，支持多種視頻輸入輸出方式和豐富的外設接口，通過(guò)控制和信息技術(shù)的融合實(shí)現智能社會(huì )。

內置Cortex-A9核

基于當前豐富的ARM生態(tài)系統，RZ/A1內置Cortex-A9核，可以方便地使用ARM開(kāi)發(fā)環(huán)境、開(kāi)發(fā)工具等進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。

內置大容量?jì)却?br />
由于技術(shù)的進(jìn)步而引起的DDR/SDRAM的升級，通用的中規模RAM漸漸停產(chǎn)，從而造成了這一范圍RAM的日漸空缺，對使用外置RAM的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，無(wú)疑增加了采購風(fēng)險。而RZ/A1內置最大可以達到10M的大容量的內存，一般應用中無(wú)需再使用外置RAM，避免了RAM采購穩定性的問(wèn)題，同時(shí)降低了系統成本，提高了系統性能。在目前業(yè)界同類(lèi)MPU中，RZ/A1擁有最大的片上內存。

1）高速的內存存取

Cortex-A9核加上片上的大容量?jì)却?，可以?shí)現高速的內存存取。例如在處理高速圖形數據時(shí)，片上RAM支持大帶寬低延時(shí)的通信，數據不通過(guò)外部總線(xiàn)，不必擔心由此而引起的總線(xiàn)負擔。圖1是RZ/A1基于A(yíng)XI的總線(xiàn)架構，RZ/A1支持多個(gè)master和slave的并行通信而互不影響。

圖1 RZ/A1AXI總線(xiàn)架構

2）降低了整體功耗和系統成本

無(wú)需外置RAM，節省外部RAM模塊，降低了系統成本，同時(shí)不必擔心外置RAM供貨問(wèn)題。另外在產(chǎn)品設計方面降低了功耗以及噪音，同時(shí)減小了電路設計的復雜度，減小了裝配面積，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和性能。

先進(jìn)的圖形處理功能

RZ/A1支持高解析度（WXGA）；支持2D圖形加速，可實(shí)現高速圖形處理，支持OpenVG1.1，可以實(shí)現豐富流暢的圖形界面；視頻支持模擬輸入（CVBS，NTSC/PAL/SECAM），支持數字輸入（RGB/YCbCr）。并且，RZ/A1視頻處理支持圖像調節、縮放、翻轉以及圖像渲染等功能。圖2，圖3為RZ/A1圖像處理示例。

圖2圖像調節

圖3圖像渲染

此外RZ/A1具有CMOS Camera接口，可以直接CMOS Camera信號輸入，視頻輸出可以接LCD觸摸屏。

支持SPI Multi I/O接口

對于傳統的SPI flash接口，串行flash中的程序在運行時(shí)需要先被搬到RAM中然后在RAM中運行。而RZ/A1支持SPI Multi I/O接口，支持連接X(jué)IP（Execute-In-Place）Quad Serial Flash，CPU可隨意訪(fǎng)問(wèn)外部串行flash，程序可直接在外部flash運行，而無(wú)需將程序從flash拷貝到內存運行，既節省了內存的使用，又提高了系統運行（尤其是啟動(dòng)）速度。

圖4 SPI Multi I/O

此外RZ/A1的SPI Multi I/O接口與并行NOR flash接口相比大大節省了管腳數量，簡(jiǎn)化了產(chǎn)品設計，而同時(shí)存取數據速度可達到并行NOR flash的水平。

豐富的通訊和外設接口

RZ/A1具有豐富的通訊和外設接口，包括10/100M Ethernet MAC、Ethernet AVB、USB 2.0（支持Host/Function）、SD/MMC/SCI接口、CAN接口、I2C接口、PWM輸出等。此外外部ROM接口方面，除了SPI Multi I/O接口，RZ/A1還支持NAND flash和NOR flash接口。

應用案例

圖5是應用于工業(yè)控制系統的方案示意圖。

圖5 RZ/A1工業(yè)控制系統應用示例

其中各模塊及接口作用如下：

1）PWM接口用于輸出電機控制信號。

2）IIS音頻輸出接揚聲器，用于報警提示。

3）Ethernet MAC外接Ether PHY用于接入以太網(wǎng)。

4）SPI Multi I/O接口外接X(jué)IP Quad SPI flash用于存儲應用程序及引導系統啟動(dòng)。

5）I2C接口外接EEPROM，用于存儲設備及生產(chǎn)商信息。

6）SDHI（SD host interface）接口可接SD卡用于存存儲系統運行日志。

7）USB2.0接口可以外接USB外設，提供方便靈活的信息交互。

8）VDC模塊（Video display controller）支持Camera信號輸入，用于工業(yè)現場(chǎng)實(shí)時(shí)監控。支持外接LCD觸摸屏，通過(guò)豐富流暢的圖形及視頻處理功能，提供友好的人機接口。

RZ/A1除了應用于工業(yè)控制系統（人機接口）外，還可以應用于智能家居、辦公自動(dòng)化、汽車(chē)、工業(yè)控制等多種場(chǎng)合。

綜上所述，此次瑞薩在原有的RL78族、RX族以及RH850族基礎上，新增RZ系列，致力于通過(guò)控制和信息技術(shù)的融合實(shí)現智能社會(huì )，為實(shí)現智能型社會(huì )提供全套解決方案。