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滿足低耗電、高效能的要求

電子、電機或其他含嵌入式控制系統產品的效能，主要取決於系統安裝的微控制器（MCU）功能。系統工程師在選擇MCU時，即瞭解所選擇的裝置將會直接影響提供給終端使用者的產品價值。因此，工程師不斷提高對半導體製造商的期許，要求製造商不斷精進MCU效能。

一直以來，這些要求主要著重於提升MCU的運算能力，因為有更新、功能更強大的MCU，才能為系統帶來更優異的處理能力。強化後的系統使得雲端效能進一步提升，並且整合了更多消費者需要及喜愛的功能。然而，最近這種以效能為主的觀點，開始有所轉變。

由於行動系統的普及與實用性，加上「綠色」生態系統的行動方案日益受到重視，系統開發人員也開始注重耗電量的問題，並且更加投入鑽研低耗電系統。除了基本的純效能測試外，開發人員更注重每單位消耗能源的運算能力等因素。如此一來，電子工程師也需要能提供更強處理能力，但又能節省耗電量的系統設計解決方案。

瑞薩MCU研發部門的技術專家表示，全球客戶的需求正在改變，而專家們也根據這些需求，將新的專業技術應用於新推出的RX200系列32位元MCU上，目前樣本已開始供貨。這些通用MCU，與較為低階的16位元裝置相比更省電，但又可提供斟酌的32位元處理能力，進一步提升應用程式效能以及終端使用者的滿意度。

以超低電壓運作，同時減少耗電量的驚人表現

對許多嵌入式系統用途而言，RX200 MCU最大的設計優勢是能在電源電壓降到1.62 V的低電壓運作時，仍維持優異的處理能力。具體而言，這些MCU在1.62 V時，還能夠以20 MHz的速度穩定運作。相反的，許多32位元MCU的低操作電壓限制只有1.8 V，使得RX200呈現10%的相對優勢。此外，即使其他晶片能在1.62 V的電壓下運作，運作速度也只有10 MHz－較RX200低50%。瑞薩電子RX200晶片能持續提供快速處理的基本功能，即使電池放電或供應電壓下降，亦可維持出色的系統效能，無疑是更完 善、功能更強大的設計解決方案。

RX200 MCU的1.62 V低電壓限制運作功能之所以重要，是因為它會適度放電，切斷由兩顆電池供電的產品，尤其如智慧型手機與數位相機等普及的數位裝置。一般的1.8 V裝置無法在指定最低操作電壓下降5%（即其絕對低操作電壓限制為1.71 V）的條件下運作，但RX200 MCU卻能在相同條件下，持續提供效能，直到電池儲存能源耗盡為止。換言之，系統工程師可利用RX200裝置設計行動裝置及其他使用電源供電的產品，提供 更長的操作時間，並減少更換電池的頻率或充電次數。這種省電高效產品，將可為終端使用者提供更多便利性、帶來更大的使用滿意度並降低操作成本。

此外，由於RX200 MCU的1.62 V低操作電壓限制較1.8 V整整低10%，因此使得系統開發人員在設計電源供應器時，更加方便簡易。系統開發人員還可利用RX200 MCU，使系統以更低的操作電壓運作，有效減少系統的總耗電量。RX200 MCU可維持20 MHz的快速處理速度，因此完全不會因此而折損任何應用程式效能。
圖1 (如下) 為上述設計的重點說明。

圖1：RX200 MCU可運作於電子元件常用的操作電壓

涵蓋廣泛的電壓供應範圍，為每MHz提供更高頻率的運算處理

瑞薩電子瞭解多數嵌入式系統（尤其是傳統系統設計）所使用的電源電壓範圍，最高可向上擴充至許多周邊連接裝置可運作的5 V。RX200系列的多功能MCU可用於1.62 V至5 V的操作電壓，因此是採用1.8 V、2.5 V、3.0 V、3.3 V或5.0 V供應電源產品設計的最佳選擇。為使晶片系統設計能夠將多用途功能發揮到極致，必須克服艱鉅的設計流程與電路設計挑戰並同時兼具效能，才能創造如此出眾又實用的廣泛電壓運作功能。

在MCU效能方面，RX200晶片的執行速度不僅相對較快，同時不論在任何時脈速率下，皆可提供驚人的運算能力。每MHz可達1.56 DMIPS的速度(1.56 DMIPS/MHz)，與其他32位元MCU相較，是相當出色的效能。事實上，市面上幾乎沒有其他MCU能在1.62 V的電源供應條件下，提供31.2 DMIPS的運算速度。

另一重要效能特色是，相較於運作速度，RX200 MCU所耗用的電流相對較低。其中，RX200 MCU的CPU核心在每1 MHz的時脈頻率中，僅需0.2mA的電流（即0.2 mA/MHz，請參閱圖2）。因此，即使晶片以50 MHz的完整速度運作，仍可在2.7 V（以上）的供應電壓中提供效能，提供十足的省電效率。例如：MCU在3.3 V的電源下，以50 MHz的速度運作時，耗電量只有17.3mA。

圖2：省電的操作模式

關閉不需使用的功能，節省電源

在許多常見的嵌入式系統用途中，系統偶爾才會需要最大的運算能力，在大部分的情況下，電子電路其實皆處於閒置狀態－在各類行動裝置上也是如此。為了延長此類產品的電池電力，系統工程師不斷設計改良，使產品能在待機模式下，大幅減少電子組件的耗電量，並儘可能達到零耗電的境界。一般而言，工程師是使嵌入式系統中的閒置元件切換到休眠狀態，藉此達到省電的效果。

開發RX200系列MCU的瑞薩電子團隊，廣泛運用這項經過證實的省電設計技術。系統設計上可將CPU核心，即時時鐘(RTC)，周邊電路的電源分別獨立控制。此設定安排展現了驚人的效果。例如：RX200 MCU於軟體待機模式下，電源便僅供應至CPU核心，因此耗用的電流只有1.68 μA，如圖2所示。然而，MCU進入深度軟體待機模式時，電源僅供應即時時鐘(RTC)電路，使MCU的電流消耗只有1.3 μA，較上一個模式節省23%的電力。

以下整理前述討論重點，可供系統設計工程師在設計開發低耗電，長待機電力的環保節能專案上參考：

1. 瑞薩電子RX200 32位元MCU可提供出色的運算能力，因此在相同條件下，能夠比其他MCU更迅速完成處理任務，進一步提高應用程式效能。
2. 瑞薩電子RX200 MCU能提供高速的處理能力，同時減少耗電量，可減少嵌入式系統產品的整體能源使用量。
3. RX200晶片的待機模式極具能源效率，因此該系列MCU在不需高運算效能的情況下，僅需少量電流便可執行程式。

協助符合歐洲與全球安全標準

家用產品的開發人員瞭解產品設計所使用的系統與元件，皆必須符合所有相關的安全標準，而這項要求使得設計過程更加繁複。例如：歐洲家用設備所使用的自動控制器必須符合由國際電工協會（IEC）所制定的IEC 60730 - Automatic Electrical Controls for Household and Similar Use（家庭與類似用途之自動電子控制器）標準。在此標準規範下，自動控制器必須提供足夠的偵測方法，並反應可能危害消費者的瑕疵與故障。此外，由於符合IEC 60730將成為歐洲以外MCU用途市場的必要規範或未來必備的選擇，此標準也影響了瑞薩電子眾多客戶，而此一效應在未來也將繼續發揮影響力。

更確切而言，IEC 60730標準制訂了三種自動電子控制器等級。Class A是指與設備安全無關的控制器，如照明開關與調光器控制器，這些控制器不需具備失效安全（failsafe）功能。Class B是指用於預防危險操作的控制器，因此必須具備失效安全功能。最後，Class C則是指用於預防特殊危險的控制器，如自動燃燒器控制器，因此必須具備健全的失效安全功能。專為家用產品用途設計的MCU一般需符合Class B的要求。

具可擴充性，可減少電子產品系列的工程設計投資

許多嵌入式系統應用的基準在於能夠為終端使用者提供涵蓋各種價位的產品陣容，其中並包含專為提供各種等級功能、效能、樣式及使用者經驗設計的機型。一般而言，所有機型的運作原理皆相同，但入門級與豪華級產品的運作速度、包裝、選購配件等細節卻大相逕庭。

RX200系列MCU為一般用途的32位元晶片，適用於各大嵌入式系統，其功能與效能使得開發人員能以合理的成本提供出色的設計，進而提振量產需求。然而，瑞薩電子也針對裝置系列的高階產品，提供RX600系列的進化版32位元MCU，使其可達到必要的進階功能。系統工程師可利用RX200及RX600系列裝置已經支援安規的優勢，創造更高階的產品系列。

尤其，以上兩個MCU系列皆共用相同的軟硬體工具，內建相同的周邊連接裝置功能，並採用相容的針腳排列。以上的開發概念，加上其他方面的相容性，為系統的擴充性提供優越的支援。客戶可隨時將某MCU系列的基本產品架構實作，變更為其他MCU系列，以便在同一產品線中提供高階與低階機型。

RX200系列MCU之首批產品已正式發表

RX200系列旗下第一批裝置－RX210產品群的MCU樣本已經出貨，這些通用32位元晶片結合了前述所有特色與功能。此外，RX210產品群預計將包含28種不同的型號，以具成本效益的方式，滿足多元用途與市場的需求。同樣的，RX200系列也將持續推陳出新，並加入專為滿足特定用途需求設計的型號。我們期待藉由此一重大新MCU系列半導體解決方案的推出，能夠滿足全球客戶的需求。