针对物联网的 MCU 演示套件

随着越来越多的消费、医疗和工业设备采用无线方式通信，所谓的物联网 (IoT) 在接下来的数年里必定会呈现爆炸式发展。 在这些应用中，即便不是大多数也会有许多基于传感器、采用电池供电型低功耗 MCU 的应用。 这类器件的设计充满挑战。 不过，只要采用足够灵活的评估板，便能轻松地进行设计原型开发和测试。

Renesas YRDKRL78G13 演示套件 (RDK) 由 BNS Solutions（图 1）提供，它包含了多种传感器、一个内置 Gainspan GS1011MIPS 802.11 Wi-Fi 模块、LCD 显示屏、灵活的 E Ink 电子纸白色模块和十二种演示程序（含源代码），能为您演示如何构建充分利用云连接的应用。



Renesas 将其超低功耗 RL78/G14 定位为一款通用 MCU。 该公司似乎要证明这点，其 RL78/G14 演示套件配备了多种来自将近 40 家生态圈合作伙伴的元件、一个三轴加速计、温度、光和 IR 传感器、一个从麦克风到扬声器的完整音频系统，以及多个 LED、FET 和一个 TRIAC，如果觉得这些还不够，还为您准备了用于插接扩展卡的扩展针座以及位于 E Ink 电子纸显示屏下方的试验板区域（图 2）。 直接或通过互联网利用该套件，您能实现大多数功能。


片上系统

这款 RDK 基于 Renesas 的 16 位 RL78/G14 CISC MCU。 RL78/G14 在运行模式下工作频率为 32 MHz 时的吞吐率为 44 DMIPS，而功耗可低至 66 μA/MHz；在暂停模式 (RTC + LVD) 下为 0.6 μA，在停止模式（RAM 保持）下为 0.24 μA。 RL78/G14 MCU 的封装形式多样，集成了 16 - 256 KB 代码闪存、4 - 8 KB 数据闪存、2.5 - 24 KB RAM 以及一个转换时间为 2.1 μs 的 10 位、20 通道 ADC。 该套件中的 MCU 采用 R5F104PJAFB，这是一个带有 256 KB 代码闪存的 100-LQFP 器件。

RL78/G14 的一项独特省电功能便是其数据转换控制器 (DTC)。 DTC 由外设功能中断激活，并在各存储器之间直接传输数据，无需经过 CPU 处理。 例如，在进行简单的数据传输时，利用 DTC 将 ADC 的转换结果传输至存储器以及处理数据均能缩短处理时间，因为这些过程省去了通常情况下的中断执行时间，即把一个中断要求推送至堆栈、处理该中断（通常是唤醒并利用 CPU），再将其从堆栈中关闭以恢复执行被暂停的程序。 DTC 能够将从 ADC 至 RAM 的数据传输时间从 22 个周期减少为 12 个，从而让 CPU 有更多的时间自由执行其他任务或保持休眠模式，减少功耗。

如果希望您的应用含有快速数据传输功能，请查看有关 Renesas 产品的两个培训模块 (PTM)：RL78 ADC 和 RL78 定时器单元。

总有一款合适您的应用！

YRDKRL78G15 RDK 属于开箱即用型产品，已预装多个程序，只需按下按钮即可轻松选择。 该器件首次上电时，LCD 显示屏上会显示当前温度、以流明为单位的光线强度以及由加速计提供的 x/y/z 坐标。 该演示板此时用作为一个有限接入点 (AP)，可将其直接与 PC 或麦克风连接。 图 3 显示了我是如何从 Apple 应用商店下免费 iPad 应用来控制该演示板的。 该应用启动后能自动发现 Gainspan 模块并忽略附近的其它无线网络；按下按钮即可连接，就这么简单。 该应用会打开由该演示板的网络服务器提供的网页，并显示温度、加速计和光传感器数据。 您也能打开或关闭 RDK 板上的 LED 光轮。 可从 Gainspan 上获取安卓 (Android) 应用。


另外一个应用（图 4）能让您将该演示板连接至共享 Wi-Fi 网络。 您只要在本地路由器上部署该演示板，就能通过互联网对其进行远程控制。 我把笔记本电脑带到本地的星巴克 (Starbucks)，然后返回办公室监视、控制该演示板，通过安装在该演示板前方的网络摄像头检查其工作情况。 您很容易就能在该应用的某个针座上增加摄像头模块，方便周末外出时监视家里的情况。

该套件还包括其它基于互联网的应用，让您远程监视和控制该演示板。 工厂演示程序的源代码为您开始构建自己的程序提供了一个良好的起点。


该套件配备全套编程工具，包括

• IAR 的嵌入式工作平台 (Embedded Workbench) 入门版（限 16 KB 以内的用户代码）
• 基于 Eclipse 的 Renesas e²studio IDE，带有 GNU 编辑器和链路器
• Renesas Application Leading Tool (Applilet) 软件工具，用于生成外设 I/O 驱动器
• Renesas 闪存编程器
• TeraTerm4.5 终端程序

此外，还包括大量说明文档，含手册、应用说明、关于十二个项目文件的自述文件（全部含源代码）。 我没有花过多时间去编译、下载和运行所有示例程序，但我确实如预计那样完成了那些工作。 经过详细注释的源代码能让您在自己的应用中非常简单地添加各种功能，如添加摄像头以构建家庭安防应用，因为有了 Applilet，为任何新 I/O 创建驱动器将不再神秘。

总结

Renesas 的 RL78G14 RDK 是一款非常全面的演示平台，能让嵌入式开发人员对各种基于传感器的应用进行编程、测试和调试。 尽管不是一款完整的开发平台，但该演示平台能让您在由评估进入原型开发的过程中做到事半功倍。