MCU 展示套件目標朝向物聯網

越來越多消費性、醫療以及工業裝置採用無線通訊，因此物聯網 (IoT) 規模將在未來幾年大幅擴張。 上述絕大多數裝置將會是採用電池供電的低功率 MCU 的感測器架構應用， 設計此類裝置時將有所難度。 然而，若評估板有足夠的彈性，就可減輕設計的原型製作及測試作業挑戰。

BNS Solutions 的 Renesas YRDKRL78G13 展示套件（RDK，如圖 1）整合多種感測器，並內建 Gainspan GS1011MIPS 802.11 Wi-Fi 模組、LCD 顯示器、靈活的 E-Ink 電子紙模組，並隨附眾多展示程式（含原始碼），能展示如何運用雲端連線優勢打造應用。



Renesas 將其超低功率 RL75/G14 元件定位成一般用途 MCU。 猶如要證明其用途，RL78/G14 展示套件隨附其生態系統內將近 40 家合作廠商的元件，包含一個三軸加速計；溫度、燈光和 IR 感測器；涵蓋麥克風到揚聲器的完整音訊系統。除此之外，也含有 LED、FET、TRIAC；這還不夠，還包括可安裝擴充卡的擴充排針座，並在 E-Ink 電子紙顯示器下方附有試驗電路板區域（圖 2）。 您可運用此板件直接或透過網際網路完成眾多事項。


系統級晶片

RDK 採用 Renesas 16 位元 RL78/G14 CISC MCU 為架構。 RL78/G14 能在 32 MHz 下提供 44 DMIPS 傳輸量，且在運作模式下僅消耗 66 μA/MHz、暫停模式下 0.6 μA (RTC + LVD)、停止模式下 0.24 μA（RAM 完全休眠）。 RL78/G14 MCU 提供多種封裝選項，可搭配 16 至 256 KB 程式碼快閃記憶體、4 至 8 KB 數據快閃記憶體、2.5 至 24 KB RAM、10 位元／20 通道 ADC，轉換時間為 2.1 μs。 套件隨附的 MCU 為 R5F104PJAFB，屬於 100-LQFP 元件搭配 256 KB 程式碼快閃記憶體。

RL78/G14 的獨特節能特點在於資料傳輸控制器 (DTC)。 此 DTC 係透過周邊功能的中斷而啟動，可在記憶體之間傳輸資料，無需透過 CPU。 在簡易的資料傳輸下，例如將 ADC 的轉換結果傳輸到記憶體，使用 DTC 處理資料將可縮短處理時間，因為可省去一般所需花費的時間，包括將中斷要求推送到堆疊、進行處理（通常會喚醒並使用 CPU）、從堆疊退出，一直到執行 RTE 指令讓暫停的程式繼續執行。 DTC 可縮短資料從 ADC 傳輸到 RAM 的時間，約從 22 縮短到 12 個循環，因此可釋放 CPU 資源，使其處理其他作業或維持在睡眠模式，進而降低能耗。

若您預定的應用涵蓋快速資料傳輸，請參閱兩個 Renesas 產品培訓單元 (PTM) 即可發揮最大效益：RL78 ADC 和 RL78 計時器單元。

更提供專屬的手機應用程式！

YRDKRL78G15 RDK 開箱即預載多種程式，僅需按下按鈕即可選擇。 初次開機後，LCD 螢幕會顯示目前的溫度、光強度（流明）以及加速計的 X/Y/Z 軸座標。 板件能當作功能有限的存取點 (AP) 使用，因此可直接從 PC 或智慧型手機進行連線。 圖 3 顯示如何透過從 Apple App Store 免費下載的 iPad 應用程式控制板件。 開啟應用程式後，程式會尋找 Gainspan 模組並忽略附近其他無線網路，接著請按下按鈕，即可連線。操作非常容易。 應用程式會開啟板件網路伺服器所提供的網頁，並在其中顯示溫度、加速計以及燈光感測器的資料。 亦可藉此開啟／關閉 RDK 板上的 LED 燈環的控制功能。 Gainspan 亦提供 Android 應用程式。


第二種應用（圖 4）能讓您將板件連接共用的 Wi-Fi 網路。 將板件配置到區域路由器後，即可透過網際網路進行遠端控制。 我帶著筆記型電腦到附近的星巴克咖啡廳，就可監視並控制放在辦公室內的板件，並可透過安裝在板件正面的網路攝影機確認其操作。 您可輕鬆在應用排針座上增加相機模組，即可在週末外出時監視住家內部。

此套件含有其他網際網路應用程式，能讓您從遠端監視並控制板件。 您可從原廠展示程式的原始碼開始建構自己的專屬程式。


套件隨附完整的編程工具組，包括

• IAR 的 Embedded Workbench Kick Start 版本（程式碼限制在 16 KB 內）
• Renesas 的 Eclipse 架構 e²studio IDE，含 GNU 編譯器和連結器
• Renesas Application Leading Tool (Applilet)，可產生周邊 I/O 驅動程式
• Renesas Flash Programmer
• TeraTerm 4.5 終端程式

此外也提供豐富的說明文件，包括手冊、應用說明以及各式專案檔案的讀我檔 (Readme)，且皆含有原始碼。 我並沒有花時間編譯、下載並執行所有的範例程式，但我有操作的程式都如預期運作。 原始碼的說明完整，因此可相當直覺化地部份納入到您專屬的應用程式中，此外也可運用 Applilet 針對新的 I/O 解決建立驅動程式的問題，例如新增攝影機，建構居家保全應用。

總結

總而言之，RL78G14 RDK 是相當完整的展示平台，能讓嵌入式開發人員快速針對多種感測器架構應用進行編程、測試與偵錯。 即便不是完整的開發平台，但也提供快速的方法，僅需最少作業，就能從評估進展到原型設計。