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Renesas Electronics Europe, fournisseur leader de solutions semi-conducteurs avancées, a lancé un nouveau microcontrôleur (MCU) dans sa gamme SuperHTM. Ce composant SH7239 est un MCU conçu pour les applications de traitement du signal numérique (DSP), telles que les asservissements, les pilotes, les onduleurs pour panneaux solaires et le contrôle moteur d’usage général. Ce nouveau MCU est apparenté au MCU à flash embarquée, le plus rapide au monde, que Renesas Electronics a lancé en février 2010. Le MCU SH7239 comprend plusieurs des périphériques du SH7216 mais possède un jeu réduit de caractéristiques, le rendant particulièrement approprié au marché du contrôle d’onduleur. Comme le MCU SH7239 est un vrai MCU avec un jeu d’instructions standard optimisées pour le code C, les concepteurs de logiciels n’auront plus à choisir entre un DSP pour de hautes performances en traitement du signal et un MCU pour une écriture facile du code. Ce nouveau MCU réunit le meilleur des deux mondes.

Ce nouveau MCU est basé sur le puissant cœur SH-2A. Ce cœur SH-2A, une version enrichie du cœur SH-2 de Renesas avec une architecture super scalaire, possède deux unités d’exécution dans son pipeline. Ainsi, deux instructions peuvent être traitées simultanément et le code peut être exécuté jusqu’à deux fois plus vite que l’horloge CPU. De plus, son architecture de type Harvard garantit qu’aucun conflit de bus ne peut arriver entre la recherche d’instruction et l’accès aux données. Le cœur SH-2A propose également l’intégration optionnelle d’une unité de calcul en virgule flottante (FPU) à double précision. Ces caractéristiques accélèrent la fonctionnalité DSP sur les MCU SuperH.

Le cœur, qui fonctionne à une fréquence allant jusqu’à 160 MHz sur le MCU SH7239, n’est pas la seule partie rapide du composant. Le MCU SH7239 est équipé d’une mémoire flash de type MONOS (métal oxyde nitrure oxyde silicium), qui permet une exécution à pleine vitesse avec un accès en un seul cycle à la flash. Certaines architectures de type DSP obligent les concepteurs de système à copier leur code critique au sein d’une RAM afin d’aboutir à un temps d’exécution plus rapide. Ceci est inutile avec les MCU SuperH car la flash MONOS est aussi rapide qu’une RAM. 

Pour le contrôle d’onduleur, la famille MCU SH7239 offre une unité complète de timer (MTU2) avec six canaux timers 16 bits, supportant jusqu’à 16 fonctions entrée acquisition/sortie comparaison, et permettant d’avoir du PMW triphasé pour les moteurs électriques. Des fonctions de contrôle moteur supplémentaires comprennent la possibilité d’un retour par codeur en quadrature et un canal spécial qui peut mesurer les temps morts à l’étage de puissance. Ceci assure des temps morts les plus courts possibles pour un fonctionnement de l’étage de puissance qui soit le plus efficace, le plus sûr et non-destructif. Le MTU2 intègre également des fonctions de sécurité supplémentaires avec ses broches POE (port output enable : port sortie valide) qui fournissent un temps de réponse plus rapide et plus déterministe pour assurer l’arrêt du moteur, rapidement et en toute sécurité. Est également inclus un périphérique MTU2S, un sous-ensemble du MTU2. Pour des pilotes de haute performance, ce bloc timer peut aussi être cadencé à une fréquence allant jusqu’à 100 MHz.

Il existe matériellement une connexion de déclenchement entre l’unité timer onduleur du MCU SH7239 et les trois blocs convertisseurs A/N de ces composants, qui économise du temps et de la charge CPU. Les 12 canaux de conversion A/N affichent tous 12 bits de résolution et un temps de conversion de 0,1µs, et il y a jusqu’à six circuits échantillonneurs-bloqueurs indépendants dans ce composant pour supporter des algorithmes tel que le pilotage de moteur « single-shunt ».

Les applications temps réel tel que le contrôle d’onduleur nécessite un cœur rapide aussi bien qu’une réponse très rapide aux évènements extérieurs, comme une situation d’urgence. Les registres du MCU SH7239 sont répartis en 15 blocs ou « bancs ». De ce fait, les registres n’ont pas besoin d’être extraits puis remis dans la pile, assurant un retour plus rapide à l’issue d’une sous-routine d’interruption. Il en résulte que le temps de réponse à une requête d’interruption (IRQ) est aussi rapide qu’une simple instruction de branchement : 6 cycles.

La famille MCU SH7239 comprend des composants avec 512k ou 256k de flash et 64k ou 32koctets de RAM. Il est disponible en boîtier 120 broches (16x16mm au pas de 0,5mm) et fonctionne en 5V +/-10% et 3,3V +/-10%.

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