NEC电子全新22款实现业界最小功耗的高性能16位微控制器问世
2008-10-14
作者：日电电子（中国）有限公司
NEC电子近日完成22款16位闪存微控制器" title="微控制器">微控制器的开发，并于日前推出样品。这22款闪存微控制器主要用于电池驱动" title="电池驱动">电池驱动的小型、低功耗" title="低功耗">低功耗系统。
新产品以NEC电子的16位高性能" title="高性能">高性能CPU核为基础，大幅度降低了功耗。其主要特征包括：
1．与NEC电子现有产品相比，在待机状态下可降低约60%功耗，在10MHz工作时可降低约17%、在20MHz下高速工作时可降低约16%的功耗，可满足用电池进行供电的系统，同时兼顾低功耗及高性能的要求；
2．内置1MHz、8MHz、20MHz的振荡电路，可根据系统需求选择最佳振荡电路，为降低系统成本及实现小型化做贡献；
3．运算放大器、比较器及高速A/D转换器，是用于集成有传感器功能系统的最佳产品。
使用新产品，有助于用户在带有传感器功能的系统上同时兼顾低功耗及高性能，有利于小型化及电池寿命的延长，如火灾报警器等电池驱动的安全系统、带防抖功能的数码相机等。
新产品的样品价格根据存储器容量、封装类型、引脚数量的不同而有所差异。其中，闪存容量64Kbyte、RAM 3Kbyte、封装为64pin FPBGA（Fine Pitch Ball Grid Array）的78K0R/KE3-L的样品单价为500日元。新产品的量产预计从2008年底开始， 1年后月产量总计将达100万个。
NEC电子自2004年11月首次推出用闪存存储器替代的全闪存微控制器以来，开发出从8位到32位的品种丰富的微控制器产品，可满足用户在各种领域的需求。其中，在16位微控制器领域，NEC电子于2006年2月推出了“78K0R/KG
近几年，随着环保意识的不断提高，在微控制器应用领域，系统的节能化也成为竞争的优势之一。在这种背景下，用户开始对包括半导体在内的各种器件提出低功耗化要求。NEC电子于2007年10月推出了以“超低功耗”为核心的8款32位微控制器，并不断致力于开发低功耗产品。此次，NEC电子为了满足16位微控制器市场的低功耗化需求，针对今后将出现高增长的电池驱动小型化系统市场，推出了低功耗全闪存微控制器“78K0R/KC3-L”、“78K0R/KD3-L”、“78K0R/KE3-L”。
新产品的主要特征如下
（1）实现业界最小的功耗
通过改良整体电路，可将待机状态的功耗从现有产品的2.4霢降低到1.0霢，约降低了60%。并且通过降低内部工作电压，将工作频率为10MHz时的功耗从3.9mA降低到3.2mA，约降低了17%；在20MHz高速工作时，功耗从8.5mA降低到7.2mA，约降低了16%。将业界最高水平的能效比（注2）由1.8mW改写为1.5mW，为实现系统整体的低功耗和高性能作出贡献。
（2）内置可生成三种工作频率的高性能振荡器
除以往产品的8MHz之外，内置的振荡电路还可生成适合低功耗的1MHz以及发挥高性能的20MHz频率，可根据实际需要选择最佳振荡电路。生成的8MHz和20MHz工作频率其误差低于1%，即使是高精度要求的异步通信也无须外接振荡器。因此，可以降低系统成本及实现小型化。
（3）内置了各种适用于传感器系统的电路
为提高将输入的模拟信号转换为数字信号的速度，优化了10位A/D转换器。因此转换信号所需时间从原有产品的6○s减少为3○s。此外，把以前产品外接的1通道运放器及2通道比较器改为内置，可降低模拟信号的测算成本。
（4）可在1.8V电压下进行编程
内置了专用的升压电路，因此向闪存写入程序所必需的电压由原来的2.7V降低到1.8V。从而有效地利用电能，可以延长系统的工作时间。
NEC电子将全新改进的全闪存芯片低功耗技术用于该系列新产品中。为了让新产品成为电池驱动的小型化系统及带有传感器功能产品的最佳选择，NEC电子计划今后进行更积极的营销活动。
新产品的主要规格请参考附件。
（注1）MIPS：Million Instructions Per Second的简称。1MIPS是1秒钟处理100万次命令的能力。微处理器的性能测试是基于Dhrystone 1.1版本
（注2）能耗比：执行1MIPS命令所需的能量。
(备注1)该发布中产品名称以及服务名称都是各自所属者的商标或注册商标。
(备注2)新产品得到了由Silicon Storage Technology, Inc许可的SuperFlash技术。SuperFlash是美国Silicon Storage Technology, Inc在美国、日本等国的注册商标。
<附件>
主要规格
|
项 目 |
78K0R/KC3-L （44引脚） （UPD78F100y注 1： y = 0-3） |
78K0R/KC3-L （48引脚） （UPD78F100y注 1： y = 1-3） |
78K0R/KD3-L （52引脚） （UPD78F100y注 1： y = 4-6） |
78K0R/KE3-L （64引脚） （UPD78F100y注 1： y = 7-9） | ||||||||||||
|
内置存储器 |
闪存（K字节） |
16 |
32 |
48 |
64 |
32 |
48 |
64 |
32 |
48 |
64 |
32 |
48 |
64 | ||
|
RAM（K字节） |
1 |
1.5 |
2 |
3/2注 2 |
1.5 |
2 |
3/2 注 2 |
1.5 |
2 |
3/2 注 2 |
1.5 |
2 |
3/2 注 2 | |||
|
存储器容量 |
| |||||||||||||||
|
主系统时钟 |
高速系统时钟 |
X1（晶体/陶瓷）振荡，外部主系统时钟" title="系统时钟">系统时钟输入（EXCLK） 2～20 MHz：VDD = 2.7～5.5 V；2～5 MHz：VDD = 1.8～5.5 V | ||||||||||||||
|
高速内置振荡时钟 |
内置振荡 1 MHz±5 %, 8 MHz±1 %（目标）：VDD = 1.8～5.5 V | |||||||||||||||
|
20 MHz高速内置振荡时钟 |
内置振荡 20 MHz±1 %（目标）：VDD = 2.7～5.5 V | |||||||||||||||
|
副系统时钟 |
XT1（晶体）振荡 32.768 kHz（TYP.）：VDD = 1.8～5.5 V | |||||||||||||||
|
低速内置振荡时钟 （WDT专用） |
内置振荡 30 kHz（TYP.）：VDD = 1.8～5.5 V | |||||||||||||||
|
通用寄存器 |
8位×32（8位×8个寄存器×4组） | |||||||||||||||
|
最小命令执行时间 |
0.05ms（高速系统时间：fMX = 20 MHz工作时） | |||||||||||||||
|
0.125ms（高速内置振荡时钟：fIH = 8 MHz（TYP.）工作时） | ||||||||||||||||
|
61ms（副系统时钟：fSUB = 32.768 kHz工作时） | ||||||||||||||||
|
命令设定 |
·8位运算，16位运算 ·乘法运算（8位×8） ·位操作（置位、复位、测试、布尔演算）等 | |||||||||||||||
|
I/O口 |
合计 |
37 |
41 |
45 |
55 | |||||||||||
|
CMOS输入/输出 |
33 |
34 |
38 |
48 | ||||||||||||
|
CMOS输入 |
4 |
4 |
4 |
4 | ||||||||||||
|
CMOS输出 |
－ |
1 |
1 |
1 | ||||||||||||
|
N-ch开漏输入/输出（耐压6 V） |
－ |
2 |
2 |
2 | ||||||||||||
|
时钟 |
·16位定时器 ：8通道 ·看门狗定时器 ：1通道 ·实时时钟(RTC) ：1通道 | |||||||||||||||
|
|
时钟输出 |
8路（PWM输出：7路注3） | ||||||||||||||
|
|
RTC输出 |
2路 ·1Hz（副系统时钟：fSUB = 32.768 kHz） ·512Hz或16.384kHz或32.768kHz（副系统时钟：fSUB = 32.768 kHz） | ||||||||||||||
|
时钟输出／蜂鸣器输出 |
－ |
1路 |
1路 |
2路 | ||||||||||||
|
·2.44 kHz, 4.88 kHz, 9.76 kHz, 1.25 MHz, 2.5 MHz, 5 MHz, 10 MHz（周边硬件时钟：fMAIN = 20 MHz工作时） ·256 Hz, 512 Hz, 1.024 kHz, 2.048 kHz, 4.096 kHz, 8.192 kHz, 16.384 kHz, 32.768 kHz（子系统时钟：fSUB = 32.768 kHz工作时） | ||||||||||||||||
|
10位精度A/D转换器 （AVREF = 1.8～5.5 V） |
10通道 |
11通道 |
11通道 |
12通道 | ||||||||||||
|
串行接口 |
·CSI：2通道/UART（支持LIN-bus）：1通道 ·CSI：1通道/UART：1通道／简易I2C：1通道 | |||||||||||||||
|
|
I |
－ |
1通道 |
1通道 |
1通道 | |||||||||||
|
乘除法器 |
16位×16位 = 32位（乘法运算） 32位÷32位 = 32位（除法运算） | |||||||||||||||
|
DMA控制 |
2通道 | |||||||||||||||
|
中断源 |
内部 |
24 |
25 |
25 |
25 | |||||||||||
|
外部 |
9 | |||||||||||||||
|
按键中断 |
6通道（KR0-KR5） |
8通道（KR0-KR7） | ||||||||||||||
|
复位 |
·看门狗计时器的内部复位 ·上电复位的内部复位 ·低电压检测电路的内部复位 ·执行非法指令的内部复位注4 | |||||||||||||||
|
上电清零电路 |
·上电复位：1.61±0.09 V ·掉电复位：1.59±0.09 V | |||||||||||||||
|
低电压检测电路 |
1.91 V～4.22 V（16阶段） | |||||||||||||||
|
片上调试功能 |
有 | |||||||||||||||
|
电源电压 |
VDD = 1.8～5.5 V | |||||||||||||||
|
工作周围环境温度 |
TA = －40～＋ | |||||||||||||||
注
1. 开发中
2. 使用自编程功能时是2K字节