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マイクロコンピュータ 2013年4月版
2013 マイクロコンピュータ MN101 Series MN103 Series & Development Environments 2013.4 パナソニックAMマイコンシリーズは センサー、パワー、車載分野のアプリケーションを 高性能機器組み込みコントローラとして最適な製品 システムコスト 削減 低消費、 高効率 独自の ReRAM 技術 超低電圧 専用拡張 演算器 高精度 アナログ 高耐圧 内蔵 EEPROM 内蔵化 センサー バッテリ、タッチ、スマートメータ、カメラ、時 計 応用分野 1 パワー 車載 家 電 、インバータ、デジタル 電 源 、 太陽光発電 コックピット、ボディ、H E V / E V 中心に シリーズを提供していきます。 使い易い ノイズ 対策 サポート 体制 統合 開発環境 INDEX ●シリーズラインナップ 2009 2010 2011 32bit-MCU 2012 2013 M N 1 0 3 Hシリーズ M N 1 0 3 Sシリーズ 8bit-MCU ∼120MHz ∼60MHz M N 1 0 3 Lシリーズ 性能 2014 ∼40MHz M N 1 0 1 Lシリーズ M N 1 0 1 Eシリーズ ∼20MHz M N 1 0 1 Cシリーズ ∼10MHz ∼10MHz フラッシュメモリ内蔵マイコン 05 ReRAM(Resistive RAM)内蔵マイコン 07 8ビットマイコン AM1（MN101）シリーズ 09 32ビットマイコン AM3（MN103）シリーズ 11 ノイズ対策強化マイコン 13 開発環境 最適化 C コンパイラ 15 DebugFactory® Builder Version 5 16 オンボード環境 PanaX® EX プログラミングシステム 17 インサーキット エミュレータ ( ICE ) 18 リアルタイム OS 19 ビジネスパートナー製ツール 20 パッケージ一覧 21 2 C言語指向アーキテクチャ C言語により、効率的なシステム設計が行えます。 プログラム開発工数が３～ 10倍に向上 従来 アセンブラプログラム マイコン特有の記号列表現 cmp(ram1),(ram2) bgt $label mov (ram5),r0 sub (ram4),r0 jmp $label2 label mov (ram5),r0 add (ram4),r0 label2 mov r0,(ram3) 今後 C言語プログラム 読みやすい表現 if(a>b) c=d+e; else c=d-e; ３～10倍 C言語により大きなシステムも容易かつスピーディーにプログラム開発が可能です。しかしアセンブラに比べ るとコードサイズが大きくなり、ROMコストが増加したり、実行スピードが低下するなどの問題点がありま した。C言語指向マイコンは、マイコンアーキテクチャと最適化C言語コンパイラを一体化して開発すること によりこれらの問題を解決し、いままでにない高効率なマイコンシステムを実現しました。C言語プログラム のコードサイズを最小化し、アセンブラに比べて、3～10倍の開発効率を実現。8ビットから32ビットマイコン まで、C言語による効率的なシステム開発が行えます。 ｢高性能｣ ＋ Panasonic マイコンなら 高性能 1命令／1サイクル実行により、高速処理を実現します。 AM3 (MN103) 命令コード割付け 新方式命令コード割付け 従来の汎用レジスタ命令コード割付け例 基本命令（レジスタ間演算、ロード／ストア） を1バイトで定義可能 レジスタ指定が6ビットのため 基本命令を1バイトで定義不可能 7 15 0 オペレーション指定 An/Dn An/Dn An ：アドレスレジスタ指定部 オペレーション指定 Dn ：データレジスタ指定部 8 GRn 7 オペレーション指定 0 GRn GRn ：汎用レジスタ指定部 レジスタ構成は、ハードウェアとC言語コンパイラのコード生成効率のバランスを重視しました。8本のレジ スタを機能別に2つに分け、命令フォーマットにおけるレジスタ指定フィールドを4ビットにしています。これ により、C言語で使用頻度の高い基本命令のほとんどを1バイトに収めています。そのうえ、独自コンパイラ の最適化レジスタ割付け方式により、効率の良いレジスタの使い方を実現しています。また、コストパフォー マンスに優れた高性能パイプラインを新たに開発する事により、基本命令の1サイクル実行を実現しています。 3 Microcomputer Family AM Series 低消費電力 内部バスの最適化設計により、低消費電力を実現します。 AM1 (MN101) バス変換 命令キュー プログラムアドレス ROMバス スイッチ （命令用バス） 内蔵ROM オペランドアドレス RAMバス （データ用バス） ロード／ストアバファ スイッチ 内蔵RAM 周辺拡張バス 内蔵周辺機能 外部インターフェース 外部拡張バス 内部バスは命令用とデータ用に分離し、さらにデータ用バスから、内蔵周辺機能拡張用の専用バスを独立させ ています。 ｢スピード開発｣ デバイスにあわせたシステム設計から、システムに合わせたデバイス提供へ だから、システムコストを大幅に削減できます。 C言語指向マイコンAMシリーズを使うと 開発メリット デバイスメリット C言語開発により開発期間を大幅に短縮 ソフト資産蓄積・再利用 システムの小型・高性能・ 低消費電力化を容易に実現 小さなROMサイズで実現 デバイス・システムともに優れたコストパフォーマンスを達成 C言語指向マイコンAMシリーズは、システム開発にダブルメリットをもたらすマイコンです。C言語により プログラム開発が行え、開発期間も短縮できるとともに、プログラムを格納するROMサイズが小さく済みます から、システムコストの低減を図ることができます。コストパフォーマンスが高く、小型・高性能・低消費 電力のシステムが開発できます 4 フラッシュメモリ内蔵マイコン フラッシュマイコンが広げる世界 フラッシュメモリ内蔵マイコン 機器の開発期間の短縮化やセット実装後のプログラム書き換えを行うために、書き換えが可能なフラッシュメモリ を内蔵したマイコンは必要不可欠なものとなっています。 パナソニックフラッシュメモリ内蔵マイコンは、高性能化と低消費電力を実現し、お客様の製品開発に大きく貢献 いたします。 ■ピン数とROM容量展開 ■リードタイムの短縮 バイト マスクROM品 2M スライス 検査 拡散 組立 出荷 検査 1M 512k フラッシュメモリ品 拡散 △ 納品 256k △ ROM受注 128k スライス 検査 組立 出荷 検査 64k 約1ヶ月短縮 △ 納品 △ ROM受注 32k 16k 32 44 48 64 80 100 128 144 257 Pin 高性能化、エコ化を実現する110nmフラッシュメモリ内蔵マイコン 0.18μmプロセスから110nmプロセスへの進化により、システムの高性能化、 エコ化に貢献します。 当社110nmフラッシュ内蔵品種は、マイコンに最適な専用フラッシュ内蔵プロセスを新規に開発することにより、 従来の当社0.18μmフラッシュメモリ内蔵品種に比べて、小面積、低消費電力、高信頼性、高速動作を実現して います。 0.18μmフラッシュメモリ内蔵マイコン 110nmフラッシュメモリ内蔵マイコン プロセス進化 フラッシュ面積 40%削減 ■110nmフラッシュマイコンの特徴 低消費電力 z動作電流 30%削減 zSlow電流 90%削減 車載電装特性 5 z高温（125℃）車載品質 ※｢％数値｣は全て、当社0.18μm品種比 書き換え特性 10万回 50%短縮 z書き換え回数 z書き換え時間 高速動作 z最高動作周波数 120MHz Microcomputer Family AM Series 大切なソフトウエアをしっかりガード セキュリティ機能 ROMコードのアクセス保護機能を搭載し、不正なROMコードへのアクセスを防止 z キーコード（128ビット）格納領域を実装 z キーコードの設定は1回のみ可能 z ROMデータの読み出しには、 z セキュリティ情報を設定しての出荷も可能 専用コマンドによるキーコードの認識が必要 フラッシュコアは128ビットのキーコードを持ってい フラッシュメモリ ます。このキーコードを書き込むことによって、第三 者によるROMデータの読み出しを防止します。 キーコードは、1回のみ書き込み可能になっています。 キーコードを書き込んだフラッシュメモリには、キー コードの認証を行わないとアクセスできません。 このため、キーコードを知らない人は各種ツールでの ROMデータの読み出しができません。もちろん、通常 のCPUからの命令実行や、実行された命令によるROM Sector1 Sector2 ・ ・ ・ ・ Sector20 BOOT Key Code 128bit データ読み出しは可能です。 ■キーコード設定時、 ■キーコード設定時、 読み出しにはキーコードの認証必要 読み出しにはキーコードの認証必要 ■専用コマンドで設定（1回のみ） ■専用コマンドで設定（1回のみ） セキュリティ状態 Read Program Erase ON 不可能 不可能 不可能 OFF 可能 可能 可能 プロテクト機能 書き込み可能領域を限定し、万一のマイコン暴走時にもデータを保護 z プロテクト情報格納領域を実装 z 専用コマンドでセクタ毎にプロテクトを設定（1回のみ） z プロテクト情報を設定しての出荷も可能 z プロテクトを設定すると、対象セクタは書き換え不可 フラッシュコアは、プロテクト機能を持っています。 このプロテクト機能により、万が一マイコンが暴走し た場合でも、誤ってフラッシュメモリを書き換えてし まうのを防止します。 対応するプロテクト情報領域でプロテクト状態に設定 すると、各セクター毎にプロテクト設定できます。プ ロテクト情報領域は、1回のみ書き込み可能になって います。 プロテクト状態にされたセクターは、以降の書き換え が不可能になり、万一プログラムが暴走しても、メモ リデータが壊れることはありません。 フラッシュメモリ Sector1 Sector2 ・ ・ ・ ・ Sector20 BOOT プロテクト 情報 ■セクター毎にプロテクト設定可能 ■セクター毎にプロテクト設定可能 ■プロテクトを設定したセクターは ■プロテクトを設定したセクターは 書き換え不可能 書き換え不可能 ■専用コマンドで設定（1回のみ） ■専用コマンドで設定（1回のみ） プロテクト状態 Read Program Erase ON 可能 不可能 不可能 OFF 可能 可能 可能 6 ReRAM(Resistive RAM)内蔵マイコン 業界初の抵抗変化型メモリ、新8ビットコアと低リークプロセスで低消費電力 新不揮発性メモリ ReRAM内蔵マイコンを開発 業界で初となる新不揮発性メモリReRAM内蔵マイコンを開発しました。0.18μm低消費電力ReRAM内蔵CMOSプロ セスにより開発された、1T1R型ReRAMメモリは低電圧での読出しや10nsを実現する高速なメモリセル書換えを実現 します。ReRAM内蔵マイコンを使用することにより、機器の低消費電力化に貢献します。特に待機時の低消費電力 が強く求められるスマートメータなどの環境インフラ機器やスマートフォンなどのモバイル機器において、バッテリ の長時間駆動や小型化を実現できます。 1T1R型 ReRAMメモリセル 1µm Ｍｅｔａｌ Plug 抵抗変化素子 Top electrode TaOx layer Bottom electrode Ｍｅｔａｌ 抵抗変化素子 Plug ReRAMメモリの仕組み ReRAMは最短10nsのパルスで抵抗値を変化させ、値を保持することが可能なデバイスです。 この特性を活かして高速書き換えが可能になります。 また、プロセス微細化対応も容易で、大容量展開のポテンシャルもあります。 ReRAMメモリとFalshメモリの比較 項目 ReRAMメモリ Flashメモリ 動作原理 酸化・還元による 抵抗変化 高電圧印加による 電荷注入・放出 特徴 7 ①低電力読出 ②バイト単位で書換えが可能 ③書換えが高速 ①小セル面積/大容量化 ②書込みはバイト単位だが、 消去はセクタ単位 Microcomputer Family AM Series ReRAM内蔵マイコンの特長 ・Flash、EEPROMでは必要な消去が不要 ・Flash、EEPROMより、5倍以上の高速書換（下図） 書換特性 128KB書込み時間 書込み時間 128KB 128KB書込み時間 製造ラインでの書込み（※ ※） 製造ラインでの書込み（ 製造ラインでの書込み（※） 2KB書込み時間 書込み時間 2KB 2KB書込み時間 ＥＥＰＲＯＭ代替でのセルフ書込み（※ ※） ＥＥＰＲＯＭ代替でのセルフ書込み（ ＥＥＰＲＯＭ代替でのセルフ書込み（※） 時間[ｓ] 時間[mｓ] ※）消去状態（All”1”）から チェッカー（1,0,1,0..の連続） の書込み 1 ー 2 1 ー ５ 1 ー ５ ライタとの通信時間等 ReRAM 当社 内蔵マイコン 従来品 (１０ＭＨｚ時) ReRAM 当社 内蔵マイコン 従来品 (１０ＭＨｚ時) ReRAM＋高性能CPU、で消費電力を５０％削減 低消費電力のReRAM、高性能CPUによる処理時間の短縮と電圧制御、新プロセスによるリーク電流の削減により 従来のFlashマイコンと比較し消費電力の50%削減を実現しました。 Flashマイコン（従来） ReRAMマイコン 8bit CPU 101Eシリーズ 電池×２ 新8bit CPU 101Lシリーズ 電池×１ Flash ReRAM 周辺回路 SRAM 周辺回路 書き換え回数：10k回 電流 削減 データ領域 間欠動作時の消費電流 50% 削減 SRAM データ領域 書き換え回数：100k回 （汎用用途） 電流 間欠動作時の消費電流 ReRAMによる電流削減 繰返し周期 高速動作 (CPU処理性能向上) マイコン動作 (0.3%) (4MHz) クロックカウント動作 (99.7%) (32kHz) 平均電流 時間 従来平均電流 平均電流 リーク低減 (超低消費プロセス) 時間 ※これらの値は予告なく変更する場合がありますのでご了承ください。 8 8ビットマイコン AM1（MN101）シリーズ 8ビット高性能マイコンでC言語開発 AM1（MN101）シリーズは、C言語による短期間プログラム開発を実現する8ビットマイコンです。 ハーフバイト命令セットなど8ビットマイコンに適したアーキテクチャにより、アセンブラ並みの小さなROM コードサイズを実現しています。 コンパクトで低消費電力、しかも最小命令実行時間は、100ns（5V、3V）*1 / 50ns（5V、3V）*2 と高速です。 コストパフォーマンスが求められる分野で幅広くご活用いただけるマイコンです。 MN101シリーズは、MN101Cシリーズ／MN101Eシリーズ／MN101Lシリーズから構成されます。 *1：MN101Cシリーズ、MN101Lシリーズ、*2：MN101Eシリーズ C言語指向アーキテクチャ アセンブラ比1以下のプログラムサイズ ハーフバイト命令セット、ハンディアドレッシ ングなどの強力なアーキテクチャと最適命令 コード割付けにより、C言語開発で従来マイコン のアセンブラ比1以下の効率的なROM生成を実現 しています（当社従来比）。 ハーフバイト命令セット 基本命令語の1バイトに命令をハーフバイト （4ビット）単位で拡張する可変語長命令セット を採用しています。 この命令セットにより、分岐オフセットや即値 データなどのオペランドを4ビット単位で定義で きるため、プログラムコードサイズを圧縮する ことができます。 ハンディアドレッシング メモリ内の変数データを操作する際に、同一 アドレスのロード命令とストア命令が多いことに 着目した方式です。ストア命令のオペランドを 省略できるのでコードサイズを小さく出来ます。 9 Microcomputer Family AM Series 高速・メモリ空間拡張シリーズ（MN101Eシリーズ） MN101Cシリーズと上位互換を保つシリーズ 1Mバイトリニアアドレス空間 システムの複雑化、高機能化へ対応する ため、1Mバイトのアドレス空間を実現 しています。 処理能力向上シリーズ（MN101Lシリーズ） 既存の8ビットマイコンとの互換を保ちながら、性能を向上 MN101Lシリーズは、既存8ビットマイコン(MN101Eシリーズ)のパイプライン構成や、演算器構成を見直すことで、 処理性能・低消費電力動作を強化した8ビットマイコンです。 処理性能強化・低消費電力動作 パイプラインの見直しによるメモリアクセス命令の処理性能向上や、演算幅16ビット化による16ビット幅 データの処理性能向上より、8ビットマイコンクラスのハードウェアで、16ビットマイコンクラスの処理性能を 実現しました。（Dhrystone2.1時,0.45DMIPS/MHz, 従来コア比1.75倍） また、周辺回路制御の高速化に向け、I/Oバスの1サイクルアクセスをサポートしています。 16ビット処理・命令供給強化で処理性能向上 新パイプラインでメモリアクセス性能向上 高頻度(約40%)のメモリアクセス命令の高速化を図る PC 命令キュー 汎用レジスタ(8/16ビット) AM13E 命令１ 命令 デコーダ フェッチ幅拡大で 命令供給性能向上 IF 命令2 ID EX(MEM) IF ID EX IF ID 命令3 ALU EX SFT メモリアクセス命令の 実行サイクルを短縮 AM13L 命令制御 BUSコントローラ 16ビット演算器化で 処理性能向上 命令１ メモリ 16ビットバス化で 処理性能向上 命令2 IF ID EX MEM IF ID EX IF ID 命令3 EX 拡張演算機能 MN101Eシリーズの乗除算命令に加え、BCD演算などの演算機能をシステムニーズに合わせて実装可能にすることで、 各種展開に適したコストパフォーマンスの高いマイコンシステムを実現できます。 MN101シリーズの応用分野 低消費電力で高性能な特徴を生かし、様々な分野に応用できます。 センサ パワー 車載 10 32ビットマイコン AM3（MN103）シリーズ 高い処理能力で機器を制御する32ビット AM3（MN103）シリーズは、機器制御アプリケーションからマルチメディア処理まで、幅広く対応できる32ビット マイコンです。 C言語指向アーキテクチャや最適化Cコンパイラにより、高性能と低消費電力を両立させています。 また、ASSP展開やASICマイコン展開を支える演算拡張機能およびAMシリーズ標準オンチップI/Oバス（Cバス）を 備えており、高性能/高機能システムの開発効率をアップします。 MN103シリーズはMN103Sシリーズ／MN103Hシリーズ／MN103Lシリーズから構成されています。 C言語指向アーキテクチャ 効率的な命令コードを生成する最適化コンパイラ 最適化コンパイラは、C言語プログラム全体を把握し、 機械語に変換する際、変数をレジスタに最適に割付け ます。さらに、アプリケーションにおいて高頻度で 現れるループプログラムに対して、ループの先頭命令 と次命令アドレスを分岐レジスタに記憶させることに より、少ないハードウエアで分岐命令の高速実行を 実現します。 26 ％ 17 ％ 7％ 50 ％ 高性能・高効率 最小8ビット可変命令語長によるプログラムサイズの削減 組込み用途におけるマイコンでは、常にプログラム サイズの削減が大きな課題です。 AM3（MN103）シリーズは、レジスタ構成を機能別に することによって、8ビット基本語長の可変語長 フォーマットを実現しています。高頻度で使用される 命令を最小サイズに割り付けた命令セットと、C言語 コンパイラの最適化機能によるレジスタ利用の効率化 によって、プログラムサイズを最小化します。 AM3（MN103）シリーズでは、8本の基本レジスタで 最適化を図ります。 また、命令メモリとデータメモリを独立させたハー バード型アーキテクチャにより、命令フェッチとデー タアクセスの干渉をなくし高効率を実現しています。 11 Microcomputer Family AM Series インバータ制御対応の高性能シリーズ（MN103S/Hシリーズ） 機器制御の性能を高める演算拡張機能 高精度の機器制御をリアルタイムに行うために、 高速の乗除算や積和演算機能などをシステム ニーズに合わせて付加できるリザーブされた 命令群と演算拡張インターフェースを装備して います。 これにより、システムやインバータ制御応用に 適したコストパフォーマンスの高いマイコン システムを実現できます。 また今後の制御機器の性能向上に対応するため、 120MHzの高速動作が可能なMN103Hシリーズも 開発しております。MN103Sシリーズと同じAM 32Rコアを使用しており、同じツールで開発を 内蔵 命令メモリ ROM/FLASH AM32R コア 内蔵 データメモリ RAM 行えます。 メモリ コントローラ 汎用I/O モジュール 周辺機能 Lowパワーシリーズ（MN103Lシリーズ） MN103シリーズと命令セット互換性を保つLowパワーシリーズ MN103Lシリーズは、中低速領域で最適なパォー マンスを発揮させるために、命令セットの互換 性を保ったまま、シンプルなアーキテクチャの 3段パイプライン方式を採用しています。 さらに、32×32高速乗算、積和演算など32種の 拡張命令機能をCPU内演算機能と共有化し、実装 することで、高性能とLowパワーの両方を実現し ■高性能、低消費電力 ■高性能、低消費電力 Flash ROM AM32L CPU SRAM ます。 110nmフラッシュメモリ内蔵プロセスを採用し、 低リーク電流化技術により、低消費電力を実現 しています。また、車載対応の高温動作やメモ リデータ領域の10万回書き換えなど高信頼性 技術を確立しました。 高精度アナログ回路の内蔵も可能となっており、 従来外付け部品で対応していた、リセットIC、 発振回路、高逓倍PLL等を内蔵することが可能 ■高信頼性メモリ ■高信頼性メモリ 10万回書き換え、高温動作 10万回書き換え、高温動作 ■高精度アナログ回路 ■高精度アナログ回路 周辺機能 ロジック 周辺機能 アナログ 内蔵発振 高逓倍PLL オートリセット になります。 MN103シリーズの応用分野 高性能な特徴を生かし、様々な分野に応用できます。 センサ パワー 車載 12 ノイズ対策強化マイコン なぜLSIのEMC（Electro-Magnetic Compatibility：電磁両立制 ）が必要か？ 電子機器の高機能化に伴いLSIは更なる集積化、高速 化を求められています。携帯機器の普及により、小 型化、低電圧動作などの要求も高まっています。 これらの要求に対応するためLSIは微細化を加速し、 進歩してきました。しかしこれらの進歩に伴い、 ノイズによるLSIの誤動作が課題となってきました。 EMCの問題は基板設計に大きく依存するため、従来は セット商品設計での問題と位置づけられていました。 しかしながら、システムの低電圧化と高速化により 正規の信号とノイズの区別が難しくなってきており、 セット側の対策だけでは解決が困難になってきまし た。これらの変化に伴い、LSI単体でのノイズ対策が 重要になってきています。 EMC強化事例 耐ノイズ性強化と低EMIの両立を実現 従来品種に比べて大幅に耐ノイズ性をアップしています。また、プロセス進化にかかわらず、更なる耐圧向上を成 し遂げ、低電圧プロセス品でも従来の強化版以上の耐ノイズ性を確保しています。 EMC強化のために、 z EMS対策（Electro Magnetic Susceptibility ：電磁感受性） z EMI対策 （Electro Magnetic Interference ：電磁妨害性） の対策を行っています。 ■電源ラインノイズ試験 ■ループ輻射ノイズ試験 DCラインノイズ法、ループ輻射ノイズ法はパナソニックが開発した評価方法であり、LSIに侵入するノイズを伝導性の物と放射性の物の2つに モデル化しています。測定結果のプログラム依存を無くすため、観測性を高めた共通プログラムとノイズ評価専用ボードで標準化を図って おります。 13 Microcomputer Family AM Series EMS対策（Electro-Magnetic Susceptibility） LSIの誤動作の要因 ■LSIに侵入するノイズとは？ LSIを搭載した電子機器は、電源ノイズや 静電気ノイズ（ESD）、ラジオノイズ、 また近傍の強電部品からのスパークノイズ など、様々なノイズにさらされています。 これらの伝導性、放射性のノイズが、電源 ラインや筐体を通じてLSIが実装されてい る基板に影響を与えLSIに侵入してきます。 このような環境の中で、以下の原因により LSIが誤動作に陥ると考えられています。 （1）入力信号にノイズが重畳して、ノイ ズと正規の信号をLSIが区別できず 誤動作する。 （2）LSIの電源が変動することで、内部信号のレベルが変動し誤動作に陥る 耐ノイズ強化内容 AMマイコンでは下記の観点からノイズに対する強化を行っています。 （1）入力信号に重畳したノイズに対する強化：発振端子、リセット端子、割込み端子などのノイズ除去能力を向上させています。 （2）電源変動に対する強化：チップ内部にコンデンサを形成し、電源の安定化を図ると共に、動作時の電源変動を抑えています。 （3）動作モードの安定化：ノイズのよる想定外のモード遷移が発生しないよう、回路施策を行っています。 EMI対策（Electro-Magnetic Interference） 電子機器のEMI発生要因 ■EMI発生のメカニズム 電子機器に搭載されるLSIは、デジタル信号 を扱う動作の特性上、高調波電流を発生し ます。 これらの高調波電流が応用システムの実機 基板やハーネス、筐体をアンテナとして外部 に放出されると考えられています。 なかでも、内部論理動作に伴う電源電流に よる高調波は、減衰が少なく問題となります EMI低減対策内容 AMマイコンでは下記の観点からEMIの低減を施しています。 （1）デカップリング容量の強化：チップ内部の電源配線に容量を形成し、高周波ノイズの漏出を抑制しています。 （2）電流の平坦化：ゲーテッドクロック回路やクロックドライバの最適化などLSI内部でのピーク電流削減を図っています。 （3）電源分離：CPU電源とI/O電源およびアナログ電源を分離することで、内部ノイズによる干渉を防止しています。 また、徹底した低消費電力化や、EMSとの両立にした低電圧動作により、ノイズ電源そのものを低減させています。 それに加え、電源電流の解析技術を用いたEMI予測技術で、LSI設計段階から早期のEMI対策を可能にしています。 14 開発環境 PanaXSeries® 最適化 C コンパイラ マイコンに最適なコンパクトで高速なコードの生成を実現 Panasonic製コンパイラは、一般的な最適化に加え、各マイコンの高機能命令を活用する独自の最適化を実装する ことで、AMマイコンの性能を最大限に引き出します。また、コンパイラの言語拡張機能や豊富なユーティリ ティでプログラム記述からROM化まで開発を支援します。 AM1(MN101C/MN101E/MN101L)シリーズ対応 Cコンパイラ ●8ビットマイコンで重要な高いコード生成効率を実現 ・ANSI規格の C言語仕様を一部拡張・変更し、 8ビットマイコンの命令を最大限活用 ・ハーフバイト命令やハンディアドレッシングなど AM1シリーズが持つ特徴を活かしたコード生成 ・新たな命令スケジューリングやレジスタトレース、 cc101E V1.7R3 cc101 V2.0R1 100% -12.1% -10.4% -6.1% 90% 80% 資源割り付け最適化など命令単位での最適化 ●優れた操作性 ・統合環境 DebugFactory® Builderによる操作 ・コマンドラインによるシンプルな操作 インバータ制御 バッテリー制御 CoreMark 従来コンパイラとのコードサイズ比較 AM3(MN103S/MN103H/MN103L)シリーズ対応 Cコンパイラ ●優れた言語拡張 ・C言語記述の変数とアセンブラのレジスタをシーム レスに結びつけ可能な拡張インラインアセンブラ文 ・long long 型に対応（C99規格） ●高いコード生成効率と実行性能の両立を実現 ・関数インライン展開、ループ展開、命令スケジュー リングなどの実行速度を高める最適化と、共通部分 式、テールマージなどのコード生成効率を高める最 適化をバランスよく適用 ●世界標準のANSI規格に準拠 ●制御処理でもメディア処理でも高性能を実現*1 ・高機能サブルーチンコール命令の活用によ る関数呼び出しの高速化 ・ループ先頭命令、ループ専用の分岐命令を 活用したループ処理の高速化 ●優れた操作性 ・統合環境 DebugFactory® Builderによる操作 ・コマンドラインによるシンプルな操作 *1. 対応マイコンにより異なります。 ユーティリティツール ●スタック消費量解析ツール ・間接呼び出しがある関数や再帰関数の一覧表示 ・補助情報(間接的に呼び出される関数や再帰回数)を 指定することで累積スタック消費量の最大値を表示 ●未使用シンボル(変数/関数)検出ツール アセンブラリストファイル Main.ｌｓｔ Main.ｌｓｔ 補助情報ファイル 間接呼び出し関数情報 間接呼び出し関数情報 再帰関数情報 再帰関数情報 ・ROM削減検討時に未使用変数や関数を一覧表示 補助情報ファイル テンプレート出力 ●実行形式ファイルダンプツール(AM1シリーズ) ・リンク時最適化を適用したコードを実行形式ファイ ルから出力可能 15 スタック消費量情報 スタック消費量情報 スタック消費量解析ツール Microcomputer Family AM Series DebugFactory® Builder Version 5 マイコンソフト統合開発環境 デバッグの際に繰り返される、ソースファイルの編集、ビルド（メイクファイルの生成やコンパイル）、デバッ グの一連の作業を一つのアプリケーション上で行うことができるので、効率よくマイコンソフトの開発が行えま す。強化されたソースコード編集支援機能、ビルド支援機能、デバッグ支援機能によりソフト開発の効率化をサ ポートします。 ソースコード編集支援機能 ●コードナビゲーション機能 ・入力候補一覧表示、関数フォーマット表示、関数や 変数定義・宣言位置へのジャンプなど、ソース コード中の知りたい情報へ素早くアクセスでき、 コーディングやデバッグの時間を短縮 ●I/O制御サンプルコード表示機能 関数パラメータヒント表示 コードナビゲーション 宣言行、定義行へジャンプ ・マイコン内蔵タイマ機能・シリアル機能制御用 サンプルコードの活用で開発時間を短縮 I/O制御サンプルコード表示 ビルド支援機能 ●自動コンパイル機能 自動コンパイル ・ソースコードの保存と同時にバックグランドで コンパイルすることでビルド時間を短縮 コーディング作業 ファイル保存で コンパイル開始 ●エディタ上でのコンパイルエラー表示機能 ・コンパイルエラー箇所をエディタ上に表示すること で、効率的にコンパイルエラーが修正可能 ●内蔵make機能を大幅に強化、高速化 バックグランドで コンパイル コンパイル 結果表示 ・市販make同等の機能を搭載 ・再帰型makefileを読み込んで内部変換することで メイク時間を短縮することが可能 コンパイルエラー表示 エラー行マークにマウスを 近づけるとエラー内容を表示 デバッグ支援機能 ●特殊レジスタ設定値・端子値確認機能 ・特殊レジスタに設定されている値や端子値が一覧 表示され、素早い異常発見が可能 特殊レジスタ値表示 ●デバッグウィンドウデザイナ機能 ・デバッグ時などに使うボタンやチェックボックス を配置したカスタムウィンドウの作成が可能 ・ボタンに各種操作等を割り当てて、クリック１つで 多くの操作を実行可能 ・実ターゲットの表示パネルやボタンをパソコンの ウィンドウ上に配置して仮想ターゲットを構築 することで、ハード完成前のデバッグが可能 デバッグウィンドウデザイナ 16 オンボード環境 低価格オンボードデバッグ & プログラミング環境 PanaX® EX シリーズ ●組み込みマイコン用オンボードデバッグ ＆ フラッシュプログラミング 環境（フラッシュプログラミングは量産書き込みにも対応） ●低価格ながら高速動作を実現 ●MN101C、MN101E、MN101L、MN103L、MN103S、MN103Hの 各シリーズに対応 ●各シリーズ用デバッガ(DebugFactory Builder)およびプログラマソフト (EX Commander)が付属し、自由に使用可能（品種定義ファイルの追加 で新規品種に対応） ●ターゲット接続は14Pinボックスコネクタ、10Pinボックスコネクタ、 小型フレキケーブルが選択可能 PanaX EX1 ●オプションでリモート制御対応可能 ●最大8台のPanaX® EXをUSB HUBを介してパソコンに接続することで ギャングプログラミングが可能 ●お客様のニーズに合わせた4種類のラインナップを準備 EX1 低価格版 （常にホストPCと接続して使用） EX2 スタンドアロン版 （ホストPC無しで単体プログラミング可能） 標準版 ターゲットとの接続は通常の接続 絶縁版 ターゲットとの接続は電気的に絶縁 機能/コスト ターゲット 接続方式 高速 ＆ 高機能 オンボードデバッグ環境 PanaX® NEO ●ハードウェアアシストによる高速 & 高機能オンボードデバッグ環境 ●トレース端子を持つ品種の場合、オプションのデータ収集ユニットを 接続することで、プログラムの実行履歴を採取するリアルタイム トレース機能が使用可能 ●ホストコンピュータとの接続はUSB1.1/2.0およびEthernet 10BASE-T/ 100BASE-TXを標準採用 PanaX® EX プログラミングシステム 低価格な単体プログラミング環境 ●従来のパラレルプログラマ同様にソケットボードにマイコンを装着 することで、マイコン単体のプログラミングが可能 ●PanaX ® EXはデバッグにも使用可能 ●ソケットボードの変更で多品種に対応 ●従来のパラレルプログラマ環境(PX-FW2)に比較し低価格で高速 ●複数のPanaX® EX プログラミングシステムをUSB HUBを介してパソ コンに接続することでギャングプログラミングが可能 17 （注意）ターゲット接続方式が絶縁版のEXシリーズは使用できません。 PanaX EX2 Microcomputer Family AM Series インサーキット エミュレータ ( ICE ) 高度なデバッグ機能でシステム開発をサポートするICE 豊富なブレーク機能、命令実行履歴を遡るリアルタイムトレース機能、ターゲットプログラムを停止せずにRAM のデータ変化を可視化するRAMモニタ機能等、豊富な機能で強力にデバッグを支援します。 PX-ICE101C/E-Advance、PX-ICE103L ●リアルタイムエミュレーション エミュレータ回路の集積化ならびに高密度実装技術により、高速リアル タイムエミュレーションを実現 ●大容量エミュレーションメモリを搭載 ●豊富なイベント／ブレーク／トレース機能 ・ハードウェアブレークポイントを様々なデバッグ機能のトリガイベン トとして使用可能 ・複数イベントをシーケンシャル、ANDなどの条件で連結でき、複雑な シーンでのデバッグが容易 ・イベントに条件付けられたディレイドトリガなど、多彩で便利な トレース動作モードを実現 ●オンザフライ機能 ICE101C/E-Advance ターゲットプログラムの実行を停止することなく、メモリ参照、イベン トやブレーク、トレースの設定／表示が可能 ●サンプリング機能 ・高精度プロファイル（当社従来ICEに比べ約300倍のサンプリング レート） ・高速RAMサンプリング ●低電圧デバイスにも対応 ●豊富な対応品種 （具体的な対応品種についてはwebサイトをご覧ください） （注意）PX-ICE101C/E-Advance はMN101Lシリーズには対応しません。 ICE103L PX-ICE101C/E-Lite ●機能を厳選することで、コストダウンを実現 ●品種依存基板はPX-ICE101C/E-Advanceと共通 （具体的な対応品種についてはwebサイトをご覧ください） （注意）MN101Lシリーズには対応しません。 18 リアルタイム OS 組み込み機器に必要なリアルタイム性 / コンパクト性を実現 業界標準のμITRON4.0 仕様に準拠したリアルタイムOS ●スケーラビリティを持つ仕様で、小規模システムから大規模システムまでに適応できる OSカーネルを提供 ・軽実装版 小規模システムに適した省メモリを実現 ・スタンダード版 大規模システムにも適応できる標準的な機能セットを持ちながら、高速処理を実現 μITRON4.0 標準 SVCを介したプロセッサ間の同期通信を実現しマルチプロセッサ環境にも対応 ●ITRONデバッギングインタフェース仕様に準拠した開発環境を提供 ・資源情報表示機能、トレースログ解析機能、リアルタイム OS対応ブレーク機能 トレースログ解析機能 ■仕様 軽実装版 スタンダード版 μITRON4.0仕様 自動車制御プロファイル準拠 μITRON4.0仕様スタンダードプロファイル準拠 MN101C/MN101Eシリーズ ■対象マイコン ■基本仕様 ・最大タスク数 ・タスク状態 MN103S/MN103H/MN103Lシリーズ MN103S/MN103Hシリーズ ・スケジューリング方式 16個 標準タスク 4状態 制約タスク 3状態 優先度ベースのイベント駆動方式 （同一優先度はFCFS） ■静的API 8種類（独自のコンフィグレーション方式） ■サービスコール数 ・タスク管理 ・タスク付属同期 ・タスク例外処理 ・同期/通信 56種類 ○ ○ × ○セマフォ、イベントフラグ、 データキュー、メールボックス 69種類 ○ ○ × ○セマフォ、イベントフラグ、 データキュー、メールボックス ・メモリプール管理 ・時間管理 ・システム状態管理 ・割込み管理 ・システム構成管理 × ○ ○ ○ × ○ ○ ○ ○ ○ ■OS最大資源数 各16個 各16個 各16個 ROM 1K Byte ～ 5.5K Byte 5K Byte～ 20K Byte 20K Byte ～ 50K Byte RAM 200 Byte ～ 数10K Byte 200 Byte ～ 数10K Byte 2K Byte ～ 数M Byte 6 ～ 172[μsec] 38 ～ 660[cycle] 28 ～ 667[cycle] OS管理内 20 ～ 127[μsec] 6～172[μsec] 61 ～ 721[cycle] 78 ～ 745[cycle] OS管理外 20 ～ 33[μsec] 61[cycle] 78[cycle] ■ビルド環境 DOS DOS、Gmake対応(Cygwin+Linux)、DF * タスク別静的スタック消費量算出 ■OSデバッグ機能 タスクトレース機能（CPU占有率表示、遷移表示 取得期間：0.5秒～10秒） OS資源表示（タスク等の状態等、タスク毎のバックトレース、動的スタック算出等） ■対象商品分野例 白物家電、小型制御機器 ■メモリ ■サービスコール速度 ■割込み応答性 19 256個 標準タスク 4状態 制約タスク なし 優先度ベースのイベント駆動方式 （同一優先度はFCFS） 256個 標準タスク 7状態 制約タスク なし 優先度ベースのイベント駆動方式 （同一優先度はFCFS） 160種類 ○ ○ ○ ○ セマフォ、イベントフラグ、データキュー、 メールボックス、ミューテックス、 メッセージバッファ、条件変数 ○ 固定長メモリプール、可変長メモリプール ○ ○ ○ ○ 固定長メモリプール DVDプレイヤー、SD Audio DTV、DSC、Movie、車載AV Microcomputer Family AM Series ビジネスパートナー製ツール 横河ディジタルコンピュータ（株）製プログラマ ●同時多数制御モデル： G-NETIMPRESS ●スタンダードモデル： NETIMPRESS next ・量産ライン対応 / DLL提供 / シーケンサ制御 / バーコード品種 切替 /ユニークデータ (シリアル、補正値等 )プログラミングが 可能 http://www2.yokogawa-digital.com/product_list/netimpress_list.html フラッシュサポートグループ（株）製プログラマ ●パラレルプログラマ、 オンボードプログラマ、ギャングプログラマ 等幅広いラインアップ ●大規模量産向けの自動プログラミングシステム、自動オンボード システムも対応 ●海外（中国、日本）でのプログラミングサービスのご提供 http://www.j-fsg.co.jp/prod/pro01.html オンボードプログラマAF9101 ギャングプログラマAF9724 （株）オブジェクト製 オンボードツール ●1台でデバッガ、プログラマをサポート ●MN101C/Eシリーズと MN103S/Lシリーズに対応 ●従来製品より速度アップ ●PCレスのオフライン動作対応 ●デジタルアイソレータによる強度な故障保護対策 ●正式版Ｃコンパイラ付属、低価格で導入が容易 http://www.object.co.jp/panamc/amot/index.html （株）オブジェクト製評価用スタータキット ●AMマイコンの教育や導入評価に最適なオールインワンパッケージ ●CPUボード、ホスト接続ケーブル、デバッガ、評価版Ｃコンパイ ラ、サンプルプログラム、関連ドキュメント ●USBケーブルで直接ホスト PCと接続してデバッグ可能 （外部電源不要） ●7segLED ×2、 2色 LED ×2、Reset SW、割り込み SW搭載 ●DIP SW設定でユーザターゲット上のマイコンのデバッグ可能 （同一品種） ●マイコン I/Oを拡張コネクタ経由で外部接続可能 （実装用部品添付） http://www.object.co.jp/panamc/amskdw/index.html 20 パッケージ一覧 パッケージ タイプ パッケージ サイズ （mm） 端子 ピッチ （mm） 端子数 20 22 24 28 32 42 44 48 FLGA 11 X 11 0.8 UBGA 7x7 11 x 11 0.50 0.50 4x4 5x5 0.40 0.50 5x7 6.1 x 11 5.5 x 12.63 7.2 x 17.8 7.2 x 15.27 7x7 0.40 0.65 1.27 1.27 1.27 0.80 7x7 10 x 10 12 x 12 12 x 12 14 x 14 0.50 0.50 0.65 0.50 0.40 ● 7x7 14 x 14 14 x 14 14 x 14 0.50 0.80 0.65 0.50 ● 18 x 18 20 x 20 24 x 24 7x7 10 x 10 0.50 0.50 0.50 0.50 0.80 14 x 14 18 x 18 18 x 18 0.80 0.80 0.65 HQFN SSOP SOP TQFP LQFP HQFP QFP 52 64 76 80 84 100 128 152 176 257 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ■パッケージ外形 21 144 •FLGA •UBGA •HQFN •SSOP •TQFP •LQFP •HQFP •QFP •SOP Microcomputer Family AM Series お問い合わせ ホームページ パナソニックマイクロコンピュータ パナソニックマイクロコンピュータの製品情報をインターネットで提供しています。 http://www.semicon.panasonic.co.jp/jp/products/microcomputers/ z開発ツール全般に関する情報： http://www.semicon.panasonic.co.jp/micom/support.html z各種ドキュメントダウンロード：http://www.semicon.panasonic.co.jp/micom/document.html http://www.semicon.panasonic.co.jp/micom/qa.html zお問い合わせ： 半導体サポートシステム 電子メールにより情報の概要をお知らせし、詳細は電子メールに記載のお客様専用ページでご確認 いただくシステムになっております。またお客様専用ページでは、ご質問の受付や、開発ツールを ダウンロードすることもできます。 ユーザ登録のご案内 下記WEBアドレスから登録を行ってください。 https://www.semicon.panasonic.co.jp/semi-spt/general/?lang=ja& レンタル会社 会社名 オリックス・レンテックス株式会社 URL 取り扱い商品 PanaXSeriesのレンタル取り扱い http://www.orixrentec.jp/ ビジネスパートナー 会社名 URL 取り扱い商品 京都マイクロコンピュータ株式会社 オンボードデバック環境、コンパイラ http://www.kmckk.co.jp/ レッドハット株式会社 コンパイラ http://www.jp.redhat.com/ 横川ディジタルコンピュータ株式会社 オンボードプログラマ、品質性能測定ツール http://www.yokogawa-digital.com/ フラッシュサポートグループ株式会社 オンボードプログラマ、パラレルプログラマ、 ギャングプログラマ、パラレル書き込みアダプタ http://www.j-fsg.co.jp/ ウェーブテクノロジー株式会社営業部 ギャングプログラマ http://www.wavetechnology.co.jp/ 株式会社オブジェクト オンボードプログラマ、スタータキット、 オンボードデバック環境 http://www.object.co.jp/ 東京エレテック株式会社 デバイス実装用ソケット、ICE接続用アダプタ http://www.tetc.co.jp/seihin/denshibuhin.ht m 株式会社アビリティー PanaXSeries製造、修理、出荷管理 http://www.ablty.jp/ ガイオ・テクノロジー株式会社 組込み向けモジュール単体テスト、カバレッジ 計測自動化ツール http://www.gaio.co.jp/ JOHNAN株式会社 フラッシュマイコンの書込みサービス http://www.johnan.com/ja/ 22 Linuxは、Linus Torvalds氏の登録商標です。 TRONは、“The Real-time Operating system Nucleus”の略称です。 ITRONは、“Industrial TRON”の略称です。 μITRONは、“Micro Industrial TRON”の略称です。 TRON、ITRON、およびμITRONは、特定の商品ないしは商品群を指す名称ではありません。 PanaXSeries、PanaX、DebugFactoryは、パナソニック株式会社の登録商標です。 その他、記載されている会社名、ロゴ、および製品名は、該当する各権利保有者の商号、商標または登録商標です。 本書に記載の技術情報および半導体のご使用にあたってのお願いと注意事項 (1) 本書に記載の製品および技術情報を輸出または非居住者に提供する場合は、当該国における法令、特に安全保障輸出管理に関する法令を遵守し てください。 (2) 本書に記載の技術情報は、製品の代表特性および応用回路例などを示したものであり、それをもってパナソニック株式会社または他社の知的財 産権もしくはその他の権利の許諾を意味するものではありません。したがって、上記技術情報のご使用に起因して第三者所有の権利にかかわる問 題が発生した場合、当社はその責任を負うものではありません。 (3) 本書に記載の製品は、一般用途(事務機器、通信機器、計測機器、家電製品など)および本書に個別に記載されている用途に使用されることを意 図しております。特別な品質、信頼性が要求され、その故障や誤動作が直接人命を脅かしたり、人体に危害を及ぼす恐れのある用途－特定用途 (航空・宇宙用、輸送機器、交通信号機器、燃焼機器、生命維持装置、安全装置など)へのご使用をお考えのお客様は、事前に当社営業窓口までご 相談願います。ご相談なく使用されたことにより発生した損害などについては責任を負いかねますのでご了承ください。 (4) 本書に記載の製品および製品仕様は、改良などのために予告なく変更する場合がありますのでご了承ください。したがって、最終的な設計、ご 購入、ご使用に際しましては、事前に最新の製品規格書または仕様書をお求め願い、ご確認ください。 (5) 設計に際しては、絶対最大定格、動作保証条件(動作電源電圧、動作環境等)の範囲内でご使用いただきますようお願いいたします。特に絶対最 大定格に対しては、電源投入および遮断時、各種モード切替時などの過渡状態においても、超えることのないように十分なご検討をお願いいたし ます。保証値を超えてご使用された場合、その後に発生した機器の故障、欠陥については当社として責任を負いません。また、保証値内のご使用 であっても、半導体製品について通常予測される故障発生率、故障モードをご考慮の上、当社製品の動作が原因でご使用機器が人身事故、火災事 故、社会的な損害などを生じさせないすようお願いいたします。 (6) 製品取扱い時、実装時およびお客様の工程内における外的要因(ESD、EOS、熱的ストレス、機械的ストレス)による故障や特性変動を防止する ために、使用上の注意事項の記載内容を守ってご使用ください。また、防湿包装を必要とする製品は、保存期間、開封後の放置時間など、個々の 仕様書取り交わしの折に取り決めた条件を守ってご使用ください。 (7) 本書の一部または全部を当社の文書による承諾なしに、転載または複製することを堅くお断りいたします。 〒617-8520 京都府長岡京市神足焼町 1 番地 TEL.075-951-8151 http://www.semicon.panasonic.co.jp 3_04. 2013_Pub. 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