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2009年12月21日
株式会社ルネサス テクノロジ
株式会社ルネサス テクノロジ
株式会社ルネサス テクノロジ(本社: 東京都千代田区、取締役会長: 塚本 克博)は、このたび、障害検知や危険回避など、自動車の「予防安全」に必要な運転支援システムの制御向けに、13mm2の小型外形で160MHzの高速動作や1Mバイトの高速フラッシュメモリ、CAN(注1)4チャネル等の内蔵を実現した32ビットマイコン「SH74552」「SH74562」を製品化しました。2010年5月からサンプル出荷を開始します。
本製品は、普及車向けに仕様を厳選し、大容量センサデータ等の高速かつ木目細かな処理を小型外形で実現しているため、システムの小型化、低コスト化が図れます。また「SH74552」は、次世代車載通信規格のFlexRay(注2)を2チャネル内蔵しています。
当社は、既に自動車の運転支援システム制御向けに高速動作のフラッシュメモリ内蔵マイコン「SH7450シリーズ」を製品化しており、240MHzの高速動作品が多くの高級乗用車に搭載されることが決まっています。さらに近年の市場の安全に対する考え方の高まりで、高級車だけでなく、エコカー、コンパクトカーへの運転支援システムの搭載が強く求められるようになったことから、今回、既存製品の高度な性能、特長を活かしつつ機能を厳選することで実装面積を42%削減した「SH74552」「SH74562」を製品化したものです。
本製品の主な特長は以下の通りです。
- (1) 13mm×13mmの小型外形により、運転支援システムの小型化、低コスト化要求に対応
- 障害検知や危険回避など、大容量センサデータ等の高速かつ木目細かな処理に必要な高速動作と大容量メモリ、およびCAN等の周辺機能内蔵を13mm×13mmのFBGAパッケージで実現しています。当社既存の240MHz製品(17mm×17mm)をベースに製品仕様を厳選することで、240MHz製品よりも約42%実装面積を削減しており、普及車に要求される運転支援システムの省スペース化と低コスト化、低重量化に対応できます。
- (2) 160MHzの高速動作により、高性能な運転支援システムを実現可能
- 最大動作周波数160MHzの高速動作、および処理性能288MIPS (million instructions per second)を実現し、大容量センサデータ等を高速に処理できます。
また、既存の240MHz動作品の下位展開品のため、ソフトウェア資産を流用でき、高級車から普及車向けの様々な運転支援システムの早期開発が可能です。 - (3) 大容量のフラッシュメモリとSRAMを内蔵
- 運転支援システムで必要な大規模プログラム格納用に1Mバイトの大容量フラッシュメモリを内蔵しています。
また、当社フラッシュメモリ内蔵マイコンは、自動車、民生、産業機器などでの、幅広い採用実績があり、高い信頼性と高速動作を実現しています。
加えて、本製品が処理する、ミリ波レーダからのデータやカメラからの画像データの増加に対応し、大容量データが格納可能な256KバイトのSRAMを内蔵しています。 - (4) FlexRayコントローラ、CAN等の車載ネットワークで必要な通信機能を搭載
- 運転支援システムでは、ミリ波レーダやカメラ等のセンサECU(Electronic Control Unit)が検知した情報を、CANネットワークを経由してセンサーフュージョンECU(注3)が取り込み制御しています。本製品では、運転支援システムの高性能化に伴うセンサECUやアクチュエータECUの増加に対応して、CANを4チャネル搭載しています。
また、今後、車載システム間の協調制御では通信データが急増することが予測され、現在のCANの通信速度では通信が成り立たなくなる可能性がでてきています。これに対応するため、「SH74552」ではより高速の通信性能を持つ次世代の基幹ネットワーク仕様のFlexRayコントローラを2チャネル内蔵しています。
<製品化の背景>
自動車分野では、安全性や環境保全に対する取組みが高まっており、「衝突安全」による交通事故軽減に続き、今後さらに交通事故を事前に防止するために、運転支援システムなどによる「予防安全」が求められています。
「予防安全」とは、脇見運転や、見通しの悪い状況などにおいて事故が起きる可能性を事前に検知し、人と自動車が協調して事故を未然に防ぐものであり、今後の安全性と利便性を向上させた安心のクルマ社会を実現するために不可欠なものです。
ルネサスでは既に、運転支援システム向け32ビットフラッシュメモリ内蔵マイコンとして「M32R」コアを使用した「M32192」を量産しており、運転支援システム市場での高い実績があります。また、カーナビゲーション向けマイコンで実績ある「SH-4A」コアを使用し、240MHz動作を実現した「SH7450シリーズ」第一弾の「SH74504」「SH74513」をサンプル出荷しており、多くの高級車に搭載されることが決まっています。
そして、近年の市場の安全に対する考え方の高まりで、高級車だけでなく、普及車であるエコカー、コンパクトカーへの運転支援システムの搭載が強く求められていることから、システムの小型化、低コスト化のニーズが高まっています。このため当社では、予防安全を普及させるため、「SH74504」「SH74513」の高度な性能、特長を活かしつつ機能を厳選することで小型化を実現した「SH74552」「SH74562」を製品化しました。
<製品の補足>
「SH74552」と「SH74562」は、「SH-4A」コアに加え、160MHzで動作する浮動小数点演算器(FPU:Floating-point Processing Unit)を内蔵し、FPUは単精度および倍精度演算をサポート、演算性能は単精度で最大1.12GFLOPS(Giga Floating-point Operations Per Second)を実現しています。さらに、ベクトル演算や算術演算であるサイン/コサイン演算をハードウェアでサポートしているため高速に演算処理できます。
そして、運転支援システム等で求められる広い環境温度にも対応し、-40~+125℃と広い動作周囲温度でも160MHz動作を実現しています。
加えて、運転支援システムに必要な次の周辺機能を第一弾製品から厳選して搭載しています。
- (A) 車載カメラの制御で必要な機能を内蔵
- 白線を検知してレーンの逸脱を警告するシステム(Lane Departure Warning System)等で必要なカメラインタフェース機能として、下記を内蔵しています。
- クロック同期パラレルインタフェースDRI(Direct RAM Input)を2チャネル内蔵しており、CMOSカメラで撮影した画像データを本製品に内蔵しているSRAMに直接、かつ最大40Mバイト/秒の速度で取り込めます。
また、1画像をすべて取り込む機能だけでなく、必要な画素のみ選択的に取り込む機能、画素数を落として取り込む機能を内蔵しており、内蔵RAMを効率よく使用できるだけでなく、演算も効率よく行えます。 - カメラの設定に必要なI2Cインタフェースを1チャネル内蔵。
- クロック同期パラレルインタフェースDRI(Direct RAM Input)を2チャネル内蔵しており、CMOSカメラで撮影した画像データを本製品に内蔵しているSRAMに直接、かつ最大40Mバイト/秒の速度で取り込めます。
- これらにより、システムの小型化とコストの低減を実現できます。
- (B) 車載ミリ波システムで必要な機能を内蔵
- 前方の障害物や歩行者を認識し、先行者に自動追従、緊急停止等を行うシステム(Adaptive Cruise Control System)等を行うミリ波レーダシステムで必要な機能として、下記を内蔵しています。
- DA変換器を制御するPDAC(Parallel DAC Controller)回路
- 外付け高速ADC(A/D Converter)のチャネル制御を行うPSEL(Parallel Selector)回路
- 外付け高速ADCのデータの取り込みに最適なDRI回路
- メカニカルなミリ波をスキャン制御するBLDC(Brush Less DC Motor:ブラシレスDCモータ)制御タイマTOUおよびタイミング制御に最適な多機能タイマユニットATU-IIIS (Advanced Timer Unit III)を62チャネル内蔵しています。
- これにより、システムの小型化とコスト低減を実現できます。
- (C) 複数のCPUをボード上に搭載するマルチCPUの構成に最適なボード間のデータ通信機能を内蔵
- 日々システムへの性能向上を求められる運転支援システムへ対応するため、次のデータ通信機能を内蔵しています。
- CPUを介さずに直接内蔵メモリに外部のデータを取り込めるDRIと、CPUを介さずに直接内蔵メモリのデータを外部に読み出せるDRO(Direct RAM Output Interface)。これにより、CPUの処理負担が削減できるため、CPUの高処理性能化が図れます。
- データが書き込まれた順に出力されるFIFO付きシリアル通信機能のSCIF(Serial Communication Interface)。
- また、これらの通信機能をマネージメントするため、CPUに代わって高速にデータ転送を行うDMAC(Direct Memory Access Controller)も内蔵しています。これらの機能を組み合わせて使用することにより、「SH-4A」のCPU性能をフルに活用でき、システムの性能向上を実現します。
パッケージとしては、13mm×13mmと小型のほか、各端子は複数の機能が最大6機能マルチプレクスされており、幅広いアプリケーションに対応可能です。0.8mmピンピッチFBGAパッケージで、動作周囲温度125℃対応が可能です。
<開発環境>
開発ツールとしてルネサス製コンパイラ、オンチップデバッギングエミュレータ(注4)「E10A-USB」、フラッシュ開発ツールキット、スタータキットを提供します。また、パートナー各社とも連携し、より快適な開発環境を提供します。
今後は、フラッシュメモリやSRAMのメモリ容量の展開やパッケージの展開を行うと共に、システムに対応した動作周波数や性能、機能をさらに向上した製品の開発を進め、市場のニーズにタイムリーに対応していきます。
■ 注 記
- (注1)
- CAM: Controller Area Networkの略。独Robert Bosch GmbHが提唱している車載用のネットワーク仕様です。
- (注2)
- FlexRayTM: 次世代の車載制御に対応できる通信プロトコルで、「FlexRayコンソーシアム」により推進されています。FlexRay はDaimler AGの登録商標です。
- (注3)
- センサーフュージョンECU:多数のセンサからの情報を集め、情報制御を行うECU(電子制御ユニット)。
- (注4)
- オンチップデバッギングエミュレータ:
システム開発時には、搭載したプロセッサがプログラム通りに動作するか、実行状況をチェック(トレース)し、プログラムの誤り(バグ)を探して取り除く(デバッグする)作業を行う。オンチップデバッギングエミュレータは、ユーザシステムに実装されたマイコン内のデバッグ機能を利用してデバッグを行うエミュレータで、実チップでのリアルタイムデバッグが可能となる。
※ その他記載の製品名、会社名、ブランドは、それぞれの所有者に帰属します。
■ 応用機器例
- 自動車機器制御(運転支援システム等)
■ 価格
| 製品名 | メモリ容量 | パッケージ | サンプル価格(円)<税込> |
| SH74552 | R5F74552KBG | 176ピンBGA (13mm×13mm) | 9,500 |
| SH74562 | R5F74562KBG | 176ピンBGA (13mm×13mm) | 8,500 |
■ 仕様
| 製品名 | SH74552 | SH74562 |
| 型名 | R5F74552KBG | R5F74562KBG |
| 電源電圧 | 1.5V(内部)/3.3V、1.5V(内部)/5V | |
| 最大動作周波数 | 160MHz | |
| 処理性能 | 288MIPS、1.12GFLOPS (160MHz動作時) | |
| CPUコア | SH-4Aコア | |
| 動作周囲温度 | -40~+125℃ | |
| 内蔵ROM (フラッシュメモリ) |
1Mバイト | |
| 内蔵RAM | 高速RAM:8Kバイト+16Kバイト、中速RAM:256Kバイト | |
| キャッシュメモリ | 32Kバイト命令/32Kバイトデータ分離、 4ウェイセットアソシアティブ方式 |
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| FlexRay | 2チャネル | なし |
| 主な内蔵周辺機能 | ||
| タイマATU-IIIS:62チャネル | ||
| ウォッチドッグタイマ内蔵 | ||
| 12ビットA/D変換器:2モジュール(12チャネル/モジュール、 4チャネル/モジュール) | ||
| ダイレクトメモリアクセスコントローラ(DMAC):12チャネル | ||
| ダイレクトRAMインプットインタフェース(DRI):2チャネル | ||
| ダイレクトRAMアウトプットインタフェース(DRO):1チャネル | ||
| パラレルDAC制御インタフェース(PDAC) :1チャネル | ||
| パラレルセレクタ(PSEL) :1チャネル | ||
| シリアルコミュニケーションインタフェース(SCIF/I2C等):8チャネル | ||
| コントローラエリアネットワーク(CAN):4チャネル(64メッセージスロット) | ||
| クロック発振器:逓倍PLL内蔵 | ||
| オンチップデバッグ機能(H-UDI) | ||
| RAMモニタ機能(AUDR) | ||
| パッケージ | 176ピンBGA (13mm×13mm、0.8mmピンピッチ) | |
■ お客様からの問い合わせ先
株式会社ルネサス テクノロジ マイコン統括本部 自動車事業部 自動車制御系製品技術部
〒100-0004 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 (日本ビル)
電話 03(5201)5212 (ダイヤルイン)
[ Webでの問合せ ]
〒100-0004 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 (日本ビル)
電話 03(5201)5212 (ダイヤルイン)
[ Webでの問合せ ]
以 上
