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Le SH7286 est le premier microcontrôleur SuperH de plus de 1 Mo de mémoire flash rapide MONOS (Metal Oxide Nitride Oxide Silicon) spécifiquement conçu pour le marché de commandes motrices de haut de gamme, des servomoteurs à courant alternatif et des convertisseurs à usage général. Cette augmentation de mémoire est une progression certes mineure pour le n°1 des microcontrôleurs, mais elle est révolutionnaire pour le marché européen du contrôle de moteur. Pour d’autres applications, la famille SuperH comprend déjà des membres possédant jusqu’à 2,5 Mo de flash, aussi a-t-il été relativement facile pour Renesas de réaliser ce nouveau produit avec 1 Mo. Il apporte cependant un bond significatif aux clients européens du secteur du contrôle de moteur et des convertisseurs. En Europe, la taille de code typiquement nécessaire à une application haut de gamme de commande de moteur ou de convertisseurs tourne actuellement autour de 384 Ko, mais elle augmente de façon importante. Le profil d’une application de contrôle moteur évolue aussi vers le remplacement des solutions à double CPU par des solutions mono-CPU, ce qui ajoute une pression supplémentaire sur la taille du code. Aussi les concepteurs système européens sont-ils conduits à envisager l’emploi de mémoires externes et de composants sans ROM, car il n’existait pas auparavant de microcontrôleur offrant à la fois 1 Mo de flash et des périphériques de contrôle de moteur.

Le SH7286 dispose d’une unité compteur MTU2 complète, apportant six canaux compteurs 16 bits, l’integration d’un maximum de 16 fonctions input capture / output compare et une fonction PWM triphasée pour les moteurs électriques. Des fonctions supplémentaires de contrôle moteur sont ajoutées par une voie de retour encodeur en quadrature et par une voie spéciale dédié à la mesure des temps morts dans l’étage de puissance, qui permet d’obtenir à la fois les temps morts les plus courts possibles pour un meilleur rendement, un fonctionnement sécurisé et sans pannes dans l’étage de puissance. Le MTU2 ajoute d’autres fonctions de sécurité avec ses ports POE (Port Output Enable) assurant un temps de réponse plus court et plus déterministe et donc un arrêt rapide et sûr du moteur. Est également présent un périphérique MTU2S qui est simplement un sous-ensemble du MTU2. Cela signifie que le SH7286 peut commander simultanément deux convertisseurs industriels à contrôle vectoriel.

Le composant inclut trois convertisseurs A/N de quatre canaux chacun, de résolution 12 bits et de temps de conversion de 1 µs. Chaque convertisseur A/N peut être déclenché par l’unité MTU2 avec un temps de retard prédéfini, en support d’algorithmes tels que la commande de moteur mono-shunt (single-shunt.) Pour un produit combinant les fonctions des deux MCU d’un système de contrôle moteur, l’aspect communications est incontournable et de première importance. Le SH7286 intégre un module CAN, un module USB 2.0, cinq canaux SCI, un canal SSU (Synchronous Serial communication Unit) et un canal I2C.

Le composant exploite le puissant cœur SH-2A. Cette version étendue du cœur SH-2 de Renesas est d’architecture superscalaire avec un pipe-line à deux unités d’exécution, ce qui permet de traiter deux instructions simultanément ; ainsi, la vitesse de traitement du code peut atteindre le double de la vitesse d’horloge. De plus, l’architecture Harvard évite les conflits d’occupation de bus entre recherches d’instructions et accès de données. Le cœur SH-2A comporte aussi une unité de calcul en virgule flottante (FPU) optionnelle ; bien qu’elle ne soit pas présente d’emblée sur le SH7286, cela ouvre une voie de migration pour les codes nécessitant des traitements DSP plus rapides.

Les registres CPU du cœur sont disposés en « bancs », les 19 registres disposant chacun de 15 miroirs. Grâce à cette technique, un sous-programme d’interruption peut utiliser un second jeu de registres afin de laisser les registres en cours d’emploi libres pour le retour de l’interruption. Ainsi, il n’est pas nécessaire de mettre le contenu courant des registres dans la pile puis de le reprendre, et le retour de la routine d’interruption est également plus rapide. En conséquence le temps de réponse à une demande d’interruption (IRQ) est aussi rapide qu’une simple instruction de branchement : tout juste 6 cycles ! Le composant est complété par un compteur chien de garde, deux canaux CMT (compteur compare-match ) et 32 ou 24 Ko de RAM ; il est proposé en boîtiers à 176 contacts (de 24 x 24 mm avec pitch de 0,5 mm, ou 20 x 20 mm avec pitch de 0,4 mm), et il fonctionne de 3 à 5,5V.

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