FUJITSUs 16FX Mikrocontroller Familie

Bereit für die Zukunft:
FUJITSUs 16-Bit Mikrocontroller Familie wird noch schneller, leistungsfähiger, energiesparender - und bleibt pinkompatibel

Die neue 16FX Serie (Vertrieb: GLYN) baut auf die etablierte 16LX Serie auf und bietet pinkompatible Bausteine zu den Serien MB90340, MB90350 und MB90360. Der Entwickler kann nicht nur das PCB unverändert übernehmen, auch der Instruktionssatz und die meisten Peripherieblöcke sind gleich.

Entwicklungswerkzeuge auf der Softwareseite, die „Softune Workbench“ mit C-Compiler, Assembler, Linker, Debugger, etc. werden von der etablierten 16LX Serie übernommen und stehen Benutzern in Europa kostenfrei zur Verfügung.

Vieles bleibt gleich beim Wechsel von 16LX auf die neue 16FX Serie. Gleichzeitig wurde die Performance verbessert und optimiert.

Die Vorteile der neuen 16FX Familie gegenüber den 16LX Familien MB90340, MB90350 und MB90360:

1. „Schneller“
Der deutlichste Vorteil der neuen Serie ist die sprunghaft gestiegene Rechenleistung. Selbst bei gleicher Taktfrequenz wird durch eine effizientere Implementierung des gleichen Befehlssatzes und durch Pipelining in der CPU die Rechenleistung auf fast den dreifachen Wert gesteigert. Zudem erlaubt eine neue Prozesstechnologie mit kleineren Strukturen die Taktfrequenz deutlich zu steigern. Der maximale CPU-Takt beträgt beim 16FX 56MHz gegenüber 24MHz beim MB90340.
Die „Start-Up Time“ beträgt nur noch <1ms im RC-Mode und <8ms im PLL-Mode.

2. „Leistungsfähiger“

Embedded Debug Unterstützung ohne einen Monitor-Kernel laden zu müssen
Durchgängiger Betriebsspannungsbereich von 3,0 - 5,5V
20 Dhrystone Mips (V2.1)
On Chip Oszillator für schnellen Start, Taktüberwachung, Sub Clock oder als Haupttakt
Weniger EM-Emissionen
Low Voltage Detection
Bosch C-CAN mit 32 Message Buffern
Ports haben bis zu 4 wählbare Eingangslevel und können komplett abgeschaltet werden, dadurch kann eine zwangsweise Beschaltung der Eingänge entfallen
PWM: Mehr Kanäle mit 16-Bit Auflösung, Frequenz und „Duty Cycle“ können getrennt eingestellt werden.
5 bis 96KByte RAM und 96 bis 576KByte Flash
Flash mit 20 Jahren „Data Retention“ und 10.000 Erase Cycles über den vollen Temperatur- und Spannungsbereich
Temperaturbereich von -40°C bis +125°C

3. „Energiesparender“
Die neue CPU arbeitet intern mit 1.8V Betriebsspannung (bereitgestellt von On-Chip-Spannungsreglern aus externen 3.0-5.5V). Der Rechenkern des Vorgängers wurde intern mit 3.3V gespeist. Weil gleichzeitig der Stromverbrauch der CPU selbst bei doppelter Rechenleistung gegenüber dem Vorgänger halbiert wurde, sinkt die Verlustleistung der 16FX CPU, die mit den elektromagnetischen Emissionen korreliert, auf rund ein Viertel. 16 FX eignet sich somit auch ideal für batteriebetriebene Geräte.
Die Taktfrequenz kann für verschiedene Peripherieblöcke unabhängig voneinander reduziert werden, wodurch Stromverbrauch und Emissionen sinken.

4. „Geringere EM-Abstrahlungen“
Viel Entwicklungsaufwand wurde in den 16FX investiert, um hohe Rechenleistung bei minimalen Abstrahlungen zu garantieren. Der erste Schritt war die Reduktion der elektrischen Leistung im Chip. Auch die Peripherie wurde EMV-optimiert. On-Chip-Kapazitäten im I/O-Ring und spezielle PWM-Ausgänge mit hoher Auflösung ermöglichen ein EMV-gerechtes Design. Die PWM Generatoren können jeder für sich mit frei wählbaren Ausgangsfrequenzen betrieben werden. Die Duty Cycles mehrerer Kanäle wechseln dann nicht synchron und die Störspitzen treten zeitdiskret auf.
Selbstverständlich können auch hohe PWM Frequenzen, zum Beispiel für die Drehzahlregelung von Elektromotoren außerhalb des hörbaren Bereichs erzeugt werden (max. 11-Bit Auflösung mit 23KHz PWM-Frequenz und 48MHz Systemtakt).
Bei den I/Os kann ein Ausgangsmodus mit verringerter Treiberstärke (2mA) gewählt werden, in dem weichere Flankenwechsel (weniger Oberwellen) auftreten als bei der Standardeinstellung mit 5mA.

Für eine ganz dramatische Reduktion der „Peaks“ der Abstrahlung im Frequenzspektrum gibt es bei 16FX einen sogenannten „Clockmodulator“. Diese Abstrahlungsspitzen treten bei der Taktfrequenz und ihren Harmonischen auf. Mit Hilfe des Clockmodulator-Makros wird die Taktfrequenz der CPU und ausgewählter Peripherieblöcke innerhalb eines festgelegten Intervalls variiert.

Diese Verbesserungen ermöglichen zusammen mit der Pinkompatibilität ungeahnte Anwendungsmöglichkeiten für den Entwickler. Schaltungen sind jetzt plötzlich auch 3V tauglich. Displays, Speicherkarten und andere 3V Komponenten lassen sich jetzt direkt anschließen und zusammen mit CAN verwenden.
Durch die gemischte Verwendung von 16LX und 16FX in einem Layout sind Prozessorleistung und Speicherausbau in weiten Bereichen skalierbar und können den Erfordernissen angepasst werden. Dies ist gerade in kostensensitiven Projekten wichtig, um das Produkt auch preislich zu optimieren und eine sehr lange Verfügbarkeit der Prozessoren zu garantieren.

Neuer EUROScope Lite sorgt für den schnellen Einstieg

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Ein herausragendes Feature der neuen FX Familie ist die Embedded Debug Unterstützung durch die fest implementierte Debug-Support-Unit. Eine JTAG-Box oder ein spezieller Adapter ist hierfür nicht notwendig, es können die Verbindungen benutzt werden, die auch zum seriellen Flashen des Controllers vorhanden sind. Das Laden eines Kernels oder das Binden spezieller Bibliotheken ist nicht notwendig.

Die Funktionen, die der Mikrocontroller zum Debuggen bereitstellt, nutzt EUROScope auf PC-Seite. Die Lite-Version dieses von der Nürnberger Spezialistin Euros Embedded Systems entwickelten Source-Level-Debuggers hat alle Standardfunktionen, die man von einem derartigen Tool erwartet: Run, Stop, Abort, Single Step Debugging, Breakpoints, Speicher- und Registeranzeige, lokale und globale Variablen.

Das EUROScope Lite ist zusammen mit einer FUJITSU Starterplatine mit der Bezeichnung SK-16FX-EUROScope bei GLYN erhältlich.

Ebenfalls erhältlich bei GLYN im Bundle mit dem Evaluationboard EVBMB96340PMC ist die Vollversion von EUROScope. Diese ist gegenüber der Lite-Variante unter anderem um folgende Features erweitert: Flash Programmierung, Kommunikation synchron oder über K-Line, Debuggen in Mode 2, Anzeige von: Eurosobjekten (wenn EUROS installiert), Funktionsbrowser, SFR Fenster, Terminal-Fenster, erweiterte Variablenanzeige (local/global), Command Line Interpreter.

Informationen zum Controller und den Tools sind auf Anfrage bei uns erhältlich - Eine Live-Demo der FX Familie und dem EUROScope Lite führen wir auf der Embedded World 2008 vor.

Kontakt:	Peter Dörwald
	Email: peter.doerwald@glyn.de Tel.: +49-(0)6126-590-248 Fax: +49-(0)6126-590-155