組み込み用途マイクロ・コントローラMCU & MPU , DSP

 組み込み用LSIはプロセス製造技術の進歩により大容量フラッシュ・メモリ内蔵のマルチ・コアのデバイスが登場しております。組み込み用マイクロプロセッサ Micro Processor(MPU, 通称マイコン)やPC用CPUの種類も年々増えてきました。高性能な高機能なPowerPCやColdFire, DSPなどは大幅な性能向上となっており、また低価格で小型化のPowerPC & RX600, RX200, H8, H8SX, HCS08, PSoC, RL78, 78K0などは低消費電力であり、その応用法も変わるものと思われます。ここでは組込み製品や制御関係での応用できるMCUを取り挙げます。

 小ピン・マイコンに関して、次回から別のページで掲示する予定です。

 当面は、小ピン・マイコンに関しての記事はこちらのページです。

 WhetStoneによる浮動小数点演算ベンチマーク・テストはこちらのページです。


 低消費電力で高性能なMCUを手軽に利用できる時代へ 2015.02.08

 ルネサスが発表したRX700シリーズのRX71M は5段パイプライン・CISCコア, 240MHzの動作周波数で CoreMarkが 1,054と高性能である。且つ、低消費電力であり小型機器への用途としては充分な性能である。
 インテルの組込み用途として量産しているEdison(Quarkコア・Pentium)は400MHzの動作周波数で CoreMarkが約440と高性能ではない。Edisonには高機能タイマーやADC, DAC等の周辺機能がない。残念ながら組込み用途には向かない。
 その点、RX71Mには高機能の周辺回路があり組込用途としては充分な高性能で低消費電力であり、内蔵メモリ容量もFlash 4Mバイト, SRAM 512Kバイトと余裕である。


 マイクロ・コントローラ (MCU) は単なるMPUコアではなく機能強化 2015.01.03

 昨年、ルネサスが2014年11月に発表したRZ/T1シリーズは単純なMPUコアではなく機能を強化している。コア自体はARM系Cortex-R4F/600MHzとCortex-M3/150MHzのデュアル・コアであるが新機能であるリアルタイムOS用のHW-RTOS割込機能,及びHW-RTOSに対応したErherCAT通信機能がある。他にも周辺機能を強化している。
 ErherCATで接続した分散制御装置をリアルタイムOS用HW-RTOS機能で制御反応が良い制御システムを構築が可能と思われます。
 残念なことにSuperHコアやRXコアではなくARM系コアであり,ユーザーからの観点では既存のソフトウェアーを書き直さなければならず大変なコスト増となるであろう・・・。


 マイクロ・コントローラ (MCU) の性能向上に限らず低消費電力 2014.02.14

 昨年、ルネサスが2013年11月に発表したRX700シリーズのRXv2 Coreは低消費電力で高性能である。その性能は、2.0DMIPs/MHz, 4.0 CoreMark/MHz , 0.3mA/MHz , 動作周波数が300MHzとなっているから、DhryStone2.1 ベッチマークが600DMIPs , CoreMarkが 1,200 となり、ARM系Cortex-M3コアよりも約5倍高性能ということになる。それよりも 90mA/300MHz と低消費電力であることが利用価値がある。RX700を利用した試作製品を開発したいので、ルネサス・エレクトロニクス社の技術者には業務に励んでいただきたい。


 マイクロ・コントローラ (MCU) は性能面よりも機能面の向上が必要 2013.03.20

 最近は、ARM系Cortex-M3コアを内蔵したMCUの製品化が多くなっているが、組み込み関係では計算処理が高速なだけの単純なARM系Cortex-M3コア等を必要としていない。ARM系コアを利用すれば製品が売れるなどと考えている技術者が増えており大変残念でならない。
 機能面を強化したマルチコア・マイクロ・コントーラを必要としており、コアのクロックは50MHz程度で充分であり診断機能などを単一コアで実行するのではなく別々のコアで分散処理をさせて信頼性を向上させる必要がある。シングル・コアではこの診断機能を実現できないためハード的に別の特殊な回路を作り実現しておりコスト面で不利な状況であろう。また、ハードで複雑な診断機能を実装することは大変なことであり、そのロジック回路の製造コストが膨らむので非現実的と言える。
 フリースケール社が製品化しているPowerPCコア系のMPC5643のような診断機能等の機能面を強化したデュアル・コアのMCUを国内の半導体メーカーがなぜ開発できないのであろう・・・、大変残念でなりません。

 こんな状況で日本のIT技術がトップ・レベルと言っている人たちが多く、また、いい加減でデタラメな政治家や官僚が多い・・・。
 大学関係では、毎年、研究開発の名目等で補助金を得ており、展示会での成果発表や大学ホームページで公開してある情報によれば " 使い物にならない製品を購入する人はいないであろう" の成果物が多い。その技術の貧弱性、新しい技術のかけらもない。悪質な大学は情報公開すらしない。特に私立大学に多い・・・。
 東京周辺にはこのような補助金を目当てに官僚たちと接触している人たちも多い。毎年、このような国家予算が当たり前のように使われている。税金の無駄使いがないなどと言う政治家がいるがとんでもない嘘とデタラメである。
 本来、このような補助金を受けている大学に対し全ての情報の公開を義務を付けるべきであろう。当然、成果物が社会に役に立ちそうもなく新技術もないような案件は次年度から予算付けする必要がない。
 大変残念でなりません。このような無駄な予算を大学に支払わないで零細な中小企業に振り向けてほしい・・・。


 昨年末に国の経済対策では、約12兆円の巨額な予算を計上したがその内容は相変わらずの土建業関係の予算ばかりであり、中小企業関係への予算が微々たる金額である。工業製品関係では、零細な中小企業は開発費不足で新製品の開発ができない。過去にも国の経済対策では同様な予算であった。政治はまったく変わらず逆戻りしており大変残念でなりません。


 マイクロ・コントローラ (MCU) の問題点と課題 2011.04.30 更新日 2012.07.22

 最近は、ARMコア関係の情報が多くなっていますが、今更、なんで・・・ ? 、ARMコアの使用メリットが少ないと思います。ARMコア関係がメカ制御関係に向いたマイクロコントローラとは思えない。例えば、ARMコア関係の割り込みのレイテンシー(Latency)処理の反応が遅く、他の32bits RISC MCUではARM Cortex-M系よりも 2〜5 倍高速である。また、特殊なタイミング・プロセッサーを実装した32bits RISC MCUではARM Cortex-M系よりも数十倍高速である。ARMコアが優れたMCUとは思えない。現在でも健在であるCISC コアであるMC68060は75MHz動作クロックで110MIPSの性能を発揮する。組み込み関係の制御関係の用途としては充分な性能である。むしろ、殆どの自動制御装置がARMコアに統一されることによるサイバー攻撃やウィルス等に対する脆弱性が問題である。

 PCのようにx86コアの独占・・・、PC以外はARMコアの独占・・・、なってほしくない。x86コアのアセンブラソース・コードは汚いコードとも言う人がいるようにデバックが大変である。大規模で本格的な自動制御関係では、今でも数十MHzの680x0系のマイクロ・コントローラが活躍しています。約30年前に当時、8051や8052マイクロ・コントローラ等では、メモリやI/O空間のバンク切替が必要であり、そのバンク切替処理が複雑となりソフト・バグの原因となるなど、ソフトのデバックが大変だったという経緯がありました。その某大手メーカでは8051マイクロ・コントローラ等の利用やめたという経緯もありました。

 バンク切替処理や割り込み処理が煩雑では、ソフトのデバック時に大変であり、アセンブラソース・コードが読みやすい方がよい。最新のRISC MCUの中には、I/O空間のバンク切替が必要なチップが存在する。最悪なMCUである。その点では、680x0(68k)やColdfire , H8, H8SX(32bits)マイコン等のニーモニック・コードが読みやすくデバックが容易である。近年、他のRISC系のマイコンではアセンブラソース・コードの解読が難点となっており・・・、大変残念です。

 制御装置などを設計する立場からは、高クロックの32bits RISC コアの必要性よりも低消費電力で低クロックの16bits RISC コアか16bits CISC コアのSRAMメモリに余裕のあるマルチ・コアMCUのほうがニーズがあるように思われる。当然、そのマルチ・コアMCUには、コア間の共有メモリ等が必要であろう。または、コア間のリンク・バス等でコア間のプログラミングが容易となる機能が必要となるであろう。そのようにすれば、RTOSタスク・スケジューラが必要となくなる。RTOSタスク・スケジューラは使い物にならない。タスク・スケジューラはハード側で処理する時代である。


 組み込み関係プロセッサも、マルチ・コアとマルチ・スレッドの時代 2010.05.28

 組み込み関係のマイクロコントローラ( MCU )では、マルチ・コアやマルチ・スレッド・コアが製品化されています。制御関係では、某PC関係のような電力食いの高クロックの CPU を利用するメーカーはないであろう。低消費電力で低クロックのマルチ・コアが利用される。

 マルチ・コアとマルチ・スレッドのヘージ


 組み込み関係でのPowerPC、組み込み用Cell Processor ?  '06.02.12

 米国の自動車関係では、RISC系のPowerPCが全体の50%程度利用されているそうであり、CISC系では性能的に限界なのかもしれない。将来は低消費電力のCell プロセッサが発表されれば、クロック周波数1.6GHz程度でコア数9個から5個程度とすればかなり低消費電力となるから実現性はある。


 組み込み系のV850ESもフラッシュ版発表 '06.02.10

 組み込み用のRISC系のフラッシュメモリ搭載のV850ES/20MHz ( 29MIPS )が発表された。組み込み関係では29MIPS性能があれば充分である。H8S/33MHzでは19MIPS程度であり、32ビットのH8SX/50MHzではもっと高速な50MIPSである。V850Eでは100〜150MHzで100〜200MIPSと高速である。


 組み込み系のSH-2も160MHzの高速版発表 '06.02.08

 組み込み関係での用途が多い、SuperH系のSH-2A のSH2-7211/160MHzが発表された。内部コアは新しくなっており、2命令同時実行スパースカラなど高速化のために改良されている。内蔵している周辺回路は豊富であり、バス・インターフェースやフラッシュ512KBytes, SRAM 32KBytes, Timer 5Ch., I2C 1Ch., シリアル4Ch.,12bits A/D 8Ch., D/A 2Ch.などと充分である。またSH-2A/200MHzは360MIPSと高性能である。


 超小型7 x 7mmサイズのコントローラPSoC '06.02.08

 組み込み関係としては、スイッチドキャパシタ方式のアナログ回路をプログラミングできるPSoCが利用価値がある。プログラム可能なオペアンプ(OP-AMP)などを内蔵した珍しいMPUである。CY8C27243はCPUが8bits/24MHzであり、フラッシュメモリ16KBytes, SRAM 256Bytes, A/D, D/A, Timer, PWM, シリアルUART, I2C, SPI, EEPROMなどと豊富な周辺回路を実装可能であり、そのサイズは約7 x 7mm小型である。他にもDIP & SOPタイプのCY8C27443やフラッシュメモリ32KBytes, SRAM 2KBytesのCY8C29446などもある。


 マルチコアPowerPC+FPGAのチップ '03.03.21

 最近、米Xilinx社のPowerPCコア4個とFPGAをリングルチップとしたXC2VP125やALTERA社のARMコアとPLD搭載内蔵したチップ, 米Triscend社のARM(又は8051)コアとCSLを内蔵したA7 & E5のチップが発表されており、又開発中の日立のSH-2コアとCSoCのCSL(FPGA / CPLD )内蔵のシングルチップ・マイコン( SH-CSoC )があり、技術の進歩には驚かされます、製品開発者も開発意欲が湧いてくるでしょう・・・。 '03.03.21

 FPGA上で実行可能なソフトCPU

 最近、FPGAやCPLDにソフトCPU( Soft CPU )を搭載できます、日本ではソフトマクロCPUと呼ばれていますが、このソフトCPU & IP Coreには、既に20種類程度のソフト・マイクロプロセッサが存在します、その種類はZ80, 8080, 68K, 8051, AVR, PIC, 5ステージ・パイプラインRISCなどがあります、 商用版には、ザイリンクス社の32bits CPU-MicroBlaze, 16bits CPU-PicoBlage, アルテラ社のNiosなどがあり、周辺回路も豊富に存在します。

 ザイリンクス社のCPLD / XC2C256やアルテラ社のEP1C3T100の小型の18x18mmサイズ程度のFPGAでもソフトCPUが60MHz〜100MHz程度で稼動しますので、既存のマイコンよりも高い性能となるのです、ソフト周辺回路を搭載すれば独自のソフト・マイコンを開発できるでしょう・・・。


 Single Chip MPU built in FPAA等の製品化を期待・・・ '03.03.21

 アナログ回路のプログラマブル・デバイスでは、米Lattice社のispPACと英Anadigm社のFPAA(Field Programmable Analog Array )、他にもFIPSOC, TRACなどもありますが、MPU Built in FPAA等は存在しません、MPU Built in CPLD ( FPGA ) & FPAA等のチップが開発されれば製品開発者からすれば願ってもないことですが、それぞれCPLD ( FPGA ) とFPAAの開発メーカが別であるため不可能でしょう、しかし製品のさらなる小型化と低コスト化のためには必要なデバイスと思います・・・。 '03.3.21


 64bit RISC-CPUのSuperH-5(SH-5) '03.03.15

 シングルチップ64bit RISC CPUのSuperH-5(SH-5)が発表され、SIMD(Single-Instruction Multi Date)の通称ベクトル演算( PentuimではSSE )処理が可能なことです、その性能には驚かされました。'03.3.15

  性能と搭載機能の概要

搭載機能 タイプ クロック データBus DDR SDRAM
- RISC 400MHz 64bit SpuerHyway 133MHz
仕 様 - - 200MHz -
性 能 3.2GIPS - 3.2GB/秒 2.1GB/秒
搭載機能 SRAM PCI ベクトル演算, FPU 消費電力
- 100MHz 66MHz SIMD & FPU -
仕 様 - - 2.4GFLOPS 600mW
性 能 200MB/秒 264MB/秒 1.6GMACs -

 SIMD命令では1クロックサイクルで4回の16bit MAC命令を実行でき、1秒間に1.6億MAC命令(1.6GMACs)の実行, 単精度浮動小数点演算性能は2.4億FLOPS(2.4GFLOPS)の性能をたたき出します、消費電力はわずか600mW ( 0.6W ) です、某PC用のCPUとは桁違いに少ないです、オプションで浮動小数点ユニット(FPU)を搭載可能であり、このFPUは9段パイプライン構造となっています。


 CPU & MPUの性能比較 '03.03.15

 PC用CPU、及び組込みMPUの性能の比較をして見ました、意外な結果が分かりました、それは某Windows のPC用のCPUの性能を組込みMPUが追い越してしまったことです。

CPU & MPUタイプ SH-5 Pentium-2 Pentium-4 Pentium-4 AMD K6
Clock 400MHz 400MHz 1.5GHz 2.8GHz 333MHz
FPU,SIMD性能(GFLOPs) 2.4 0.4 3.0 5.6 1.3
DSP性能(GMACs) 1.6 ? ? ? ?
Pen-2を基準とする性能倍率 600% 100% 750% 1,400% 325%
消費電力 600mW 25W程度? 64W 68W 19W
CPU & MPUタイプ Itanium-2 MIPS64-20K Pentium-3 Pentium-4
Clock 1.0GHz 750MHz 1GHz 3.4GHz
FPU,SIMD性能(GFLOPs) 4.0 3.0 0.7 6.8 ?
DSP性能(GMACs) ? ? ? ?
Pen-2を基準とする性能倍率 1,000% 750% 175% 1,700%
消費電力 約130W 2W 30W ? 103W
MPUタイプ MPC-7457 MPC-7457 MPC-7410 MPC-7455 PPC-970
Clock 1GHz 1.3GHz 500MHz 1.42GHz 2.5GHz
FPU,SIMD性能(GFLOPs) 7.4 9.6 3.7 11.0 20.0
DSP性能(GMACs) ? ? ? ? ?
Pen-2を基準とする性能倍率 1,850% 2,400% 950% 2,750% 5,000%
消費電力 7.5W 12.6W 7W 20W? ?
二次キャッシュ 512KB 512KB - 256KB 512KB
MPUタイプ PPC-970 PPC-750GX PPC-970FX Cell (PPC ?)
Clock 1.8GHz 1.1GHz 2.0GHz 4.0GHz
FPU,SIMD性能(GFLOPs) 14.4 ? 16 256
DSP性能(GMACs) ? ? ? ?
Pen-2を基準とする性能倍率 3,600% ? 4,000% 64,000%
消費電力 42W 8W 25W 15W at 2GHz
二次キャッシュ 512KB 1MB 512K 512k

 SH-5 / 400MHzがPentium-2 / 400MHzの性能に対し6倍と追い越しPentium-4 / 1.5GHz相当の性能です、PowerPC 970 (PPC 970) / 1.8GHzの性能は圧巻です、Pentium-2であれば 14GHzに相当する性能, Pentium-4であれば 7GHz相当の性能です。又現在のMac用PowerPC 7455 / 1.42GHzの性能でもPentium-4 / 5.5GHzの性能に相当し、尚且つDual PowerPC G4 / 1.42GHzであればPentuim-4 / 11GHzに相当します。

 米IBM社は2003年2月末にPowerPC 970 が 2.5GHzに到達したことを発表しましたので、その性能は約20GFLOPSに達するでしょう、Pentium-4 / 2.8GHzの約4倍の性能となります、いずれMacやLinuxサーバやIBM社UNIXサーバに搭載されるでしょう・・・。

 Motolora社の組込み用PowerPC G4 ( MPC-7457 ) は1GHzで7.5Wと言う低消費電力です、その性能もPentium-2 / 400MHzの性能に対し18.5倍は充分な性能であり、Pentium-4 / 2.8GHzに対しても1.3倍の性能です、MPC-7455が既に1.42GHzに達しているためMac用MPC-7457は1.5GHz〜1.8GHzとなるでしょう。'03.3.25

 Itanium-2 / 1GHzはL2キャッシュ256Kbytes, L3キャッシュ3Mbytesがオンチップであるため、その消費電力も最大130Wと非常に大きいです、トランジスター数が2億2,100万個であるから当然です、Itanium-2を搭載したサーバが発売され始めましたが、8個のCPU構成でその消費電力は約2.6KWと大きいです・・・。

 Pentiumのアーキテクチャは今ではもう古いCISCとRISCの共存と言う古典的なアーキテクチャで、且つ複雑なアーキテクチャであり、16bitのx86コードをエミュレーションすることが性能低下の原因なのでしょう・・・、パイプラインを増やしクロックアップしても性能の向上が期待したほど得られないと言うジレンマでしょうか、限界が見えています・・・。

 CPUのダイサイズや消費電力を比較したページはこちらです、ダイサイズやトランジスタ数は消費電力に関係しそのCPUの性能を把握できます、又製造プロセス90nmのMPUチップもまもなく登場するが、そのMPUチップは制御関係の製品の組み込むことに疑問視されます、つまりノイズやサージに対し弱くなるデメリットが発生することです、以前にロシアの真空管コンピュータを搭載した戦闘機説がありました、電磁波対策との説でしたが、技術の進歩は危機管理に対し逆効果となることもありうるのです・・・。

 次世代のマルチコアのCPUを米Intel社は開発を行っているようですが、果たしてどのようになるのでしょう、古典的なx86の16bitコードをエミュレートすると言う相変わらずの進歩していないCPUとなるのでしょうか・・・。

 SH-4やSH-3DSPでもPentium-2の性能を大きく凌駕しています、又米ザイリンクス社のシングル・チップVirtex-2のDSP性能は凄いです、6,000億MACs(6TMACs)とPentium-2 / 400MHzに対し約350倍の性能です、クロックアップによる某PC用CPUの限界が歴然としています。

MPUタイプ SH-4 SH-3 DSP ARM9E
Clock 200MHz 200MHz 200MHz
FPU,SIMD性能(GFLOPS) 1.4 0.7 0.4
DSP性能(GMACs) ? ? ?
Pen-2に対する性能倍率 350% 175% 100%
消費電力 約500mW 約400mW 200mW?
MPUタイプ ARM1022E MSC8101 Virtex-2
Clock 300Hz 300MHz 240MHz
FPU,SIMD性能(GFLOPS) 0.6 ? ?
DSP性能(GMACs) ? 12.0 6TMACs
Pen-2に対する性能倍率 150% 4,500% ? 35,000% ?
消費電力 300mW? 500mW ?

 意味のないベンチマークテスト・・・ '03.03.25

 最近、CPU単体のベンチマークテストを行う傾向にあります、特にx86系のPentium関係ではSPECcpu2000のベンチマークテストを利用するようであるが、分岐命令が少ない整数演算や浮動小数点演算主体のベンチマークテストのプログラム自体がCPUのクロックと同速度の二次キャッシュメモリに格納できてしまうため、又高段数のパイプラインが最高の状態で動作するため当然CPUが高クロックであれば良い数値がでるのは当たり前です、しかし、一般のアプリケーションプログラムのサイズは数MB以上と言うのは一般的であり、小さい512Kバイト二次キャッシュメモリに格納されることはあり得ず低速なRAMのメモリに格納され、且つRAMと二次キャッシュメモリとのデータ転送が頻繁に発生したり、予測分岐処理が外れたりベンチマークテストのような良い結果はでず極端に低い値となるのです、或いはベクトル演算に最適化していないようなベンチマークテストは意味がなく、つまりSPECcpu2000のようなベンチマークテストは当てにならず、一般的にアプリケーション・ソフトを利用してベンチマークテストを行う事がベターなのです。 '03.3.25

 TclTkでのベンチマークテストはこちらのページ


 組み込みMPU関係 '03.07.07

 SH-5等のMPUを制御関係に利用すれば、画像処理などでも十分応用可能であり、又低クロックのCISCタイプのMPUを多数個使用し分散処理させていた制御関係でもMPUの数を減らすことが可能でありコスト低減に大きく貢献するでしょう・・・。

 携帯電話は米TI社のOMAP1510やOMAP5910(ARM925コアとTMS320C55x DSPのマルチコア)をツインCPUとする方式(4個のマルチCPU・コアとほぼ同じことになります)が一般的となりつつあります、又米Palm社もOMAP1510を採用しています、一個の高クロックCPUを使用し消費電力が大きくなるよりも低消費電力CPUを2個使用し分散処理させたほうが得策なことは歴然としています。

 RAMやI/OデバイスLSIも高クロックとすれば消費電力が増します、つまり高クロックとし性能を上げたいのはCPUメーカであり、製品を開発する側からすれば高クロックを望んでいる訳ではなく、低クロックで高性能なCPUを期待しているのです、一部のCPUメーカのエゴ的な発想に振り回せられていては大変です、制御関係や家電製品も低クロックで高性能なマルチCPUコアの時代がそこまで来ているように思えます・・・。


 組み込みMPUのSH-2 & SH-3 '03.07.26

 SH-3のSH7705は133MHz, 消費電力がわずか200mW, フラッシュメモリ I/F, SDRAM-I/F, SRAM-I/F, USB-I/F, A/D Converters x 4ch. , Timer-4 ch. , SCI x2ch-I/F, IrDA-I/F, DMAx4ch. , ・・・等を実装しており、CSP-208ピン12x12mm超小型パッケージです。

 SH-3のHJ931は超小型マイコンチップ・LFBGA 240ピン超小型パッケージ13x13mmにCPU(SH7705), F. ROM, SRAMを3段に積み重ねたスタック構造で、SH7705, フラッシュメモリ 2Mbyte, 8Mbyte SDRAM, USB-I/F, A/D Converters, Timer-4 ch. , SCI I/F・・・等を実装しており、RTLinux等のリアルタイムOSをフラッシュメモリ 2Mbyteに書き込める可能性もあり、13x13mmのチップでOSと実行コードをWriteできてしまうため超小型の製品を開発できそうであり面白そうです。MPUチップ内部にメモリF.ROM, SRAM合計16Mbyte実装したマイコンは世界でも始めての製品かもしれません。 '03.3.15

 SH-Mobile ( SH-3 + DSP / 133MHz ) は携帯電話に搭載されておりARM関係のOMAPよりもJavaの実行がかなり高速であるため、採用するメーカも増えているようです、Intel社のPXA-210, 250はDSPが内蔵していないため殆ど携帯電話には採用されていません。 '03.07.26

 SH7058FはSH-2コア80MHz / 104MIPSの性能であり, フラッシュメモリ 1Mbyte, SRAM 48kbyte, Timerも本格的で多く、他32ch.-A/D 変換やSCIx5ch. ,CAN-2ch. ・・・等のSH-2ならではの周辺回路が内蔵されています、Linuxのカーネルが800kbyte程度であればLinuxを搭載できます、uCLinuxのカーネルのサイズが約650Kbyte程度ですので、Linuxシングルチップ・マイコンも夢ではなく実現可能となりました。

 日立製のSuperH(SH-1,SH-2,SH-3,SH-4, SH-5) シリーズがラインナップされており、特にSH-2シリーズのワンチップCPUは利用価値があります、フラッシュROMやA/D & D/A Converters、更に多機能なタイマー・ユニットを内臓しており、色々な分野で応用できそうです、SHシリーズは国内でも開発者に人気があるため、そのCPU Boardも多く発売されていますので、組み込み装置に応用できます。'01/6/7

 日立製のBroadGear VLIW / SIMDは、370MHzの低クロックで55億OPS ( GOPS )の性能のDSPチップが発表されました、組み込み製品関係に応用できそうです・・・。'03.07.07


 最近のシングルチップMPU  '01.06.07

MPUタイプ HJ931 ( 3段スタック構造 ) SH-7760
クロック SH-3 / 133MHz / 173MIPS SH-4 / 200MHz / 1.4GFLOPS
Flash-ROM 2Mbyte搭載 no
SRAM SDRAM / 8Mbye搭載 no
Timer 32/16bit x 7Ch. TMUx3, CMTx4, WDT
A/D Convertor 4 Ch. 10bit x 4Ch.
D/A Convertor no no
Serial Poert SCI x 2 Ch., IrDA x 1Ch. SCI x 3Ch.
I2C Port no 2 Ch.
CAN Port no 2 Ch.
LCD Controller no LCDC
MMU-I/F 128エントリ4ウェイ・・TLB MMU, SRAM-I/F
USB-I/F USB v1.1 USB
DRAM-I/F シンクロナスDRAM-I/F シンクロナスDRAM-I/F
他-I/F DMACx4, MMCIF,HSPI,SSI,HAC,DMACx8他
パッケージ 13x13mm, LFBGA 240ピン 12x12mm CSP-208ピン
MPUタイプ SH-7300
クロック SH-3 + DSP / 133MHz
Flash-ROM no
SRAM 128kbyte
Timer no
A/D Convertor no
D/A Convertor no
Serial Poert SCI x 2 Ch.
I2C Port 1 Ch.
CAN Port no
LCD Controller SXGAカメラ対応機能
MMU-I/F MMU
USB-I/F no
DRAM-I/F SDRAM-I/F
他-I/F SIM-I/F, Sound-I/F,DMACx6,他
パッケージ 11x11mm CSP256ピン

MPUタイプ HJ93 ( SH-7294 + SDRAM ) SH7058F
クロック SH-3+DSP / 120MHz / 156MIPS SH-2 / 80MHz / 104MIPS
Flash-ROM Flash-I/F 1Mbyte
SRAM SDRAM / 1Mbye搭載 48kbyte
Timer no ATUx10,PWMx8, CMTx2, WDT
A/D Convertor no 10bit x 32Ch.
D/A Convertor no no
Serial Poert SCI x 2 Ch. SCI x 5Ch.
I2C Port 1 Ch. no
CAN Port no 2 Ch.
LCD Controller SXGAカメラ対応機能 no
MMU-I/F MMU Not-MMU, ROM & SRAM-I/F
USB-I/F no no
DRAM-I/F シンクロナスDRAM-I/F no
他-I/F DMACx6,他 DMACx8,INTC, UBC, APC,他
パッケージ 10x10mm, CSP 225ピン 28x40mm QFP-256ピン
L2キャッシュ NO NO
MPUタイプ MPC-5500
クロック PowerPC+DSP / 300MHz
Flash-ROM 4Mbyte
SRAM 128kbyte
Timer 24bit TPU
A/D Convertor QADC
D/A Convertor no
Serial Poert SCI & SPI
I2C Port no
CAN Port CAN
LCD Controller no
MMU-I/F MMU
USB-I/F no
DRAM-I/F ?
他-I/F DMAC,割込みCont.,他
パッケージ PBGA 388ピン
L2キャッシュ 256KB

 最近のワンチップMPUの性能は、PC用CPUと比較してもCPUクロックが低い点を除けば同等かそれ以上です、SHシリーズは5段PipelineやSuperScalar機能を拡張しており、SH-2 7065F / 60MHZは78MIPSの性能をたたき出します、Intel社パイプラインを装備していた80486 / 25MHZは15MIPS程度の性能ですから組み込み用CPUとしては十分な性能であると言えます。'01/6/7


 H8 & H8s, 他のマイコン '03.03.21

 7 x 7mm超小型のH8や3 x 3mm超小型のC8051-F300が存在します、7 x 7mm超小型のH8はH8 / 3694F, H8/36014F, H8/36012F, H8/3670F, H8/3672F等があり、10 x 10mm超小型のH8は多数ありH8 / 3687F はFlash-ROM / 56kbyte, SRAM / 4kbyte, A/D x 8Ch., SCI x2Ch., I2C I/F, LQFP-64等、メモリは超小型マイコンとして充分に余裕があります。

 C8051やPIC, AVRマイコンはフラッシュROMとSRAMの容量が小さく、H8 / 3694のほうがメモリ容量がFlash ROM 32kbyte, SRAM 2kbyteと大きいためC言語でのコーディングが容易です、或いはH8 / 36057F, 36037F等はCANを内蔵している為250kbps, 500kbpsの高速なネットワークが可能であり、又CAN内蔵のSH-4, SH-2やH8S, H8, 他富士通や三菱製のマイコンが多く製品として販売されており自動車やFA関係, ロボット等への応用が可能です・・・。'03.3.21


◆ 組み込みPowerPC '01.06.07

 Motolora社のMPC 5500はPowerPC Core 300MHz, Flash-ROM / 4Mbyte, SRAM / 128kbyte, MMU-I/F, DSP(SIMD), CAN x 2Ch., Timer-Unit, SCI / SPI, ・・・他と大容量メモリであり、Flash-ROMにLinuxのカーネルやRealTime OSを実装できるので、Single Chip MPU Built in Linux等の製品を開発できるでしょう。

 米国では、M.COREのCPU Boardが若干発売されていますが、国内では殆ど見かけません、M.COREのMMC2107/CPUは低消費電力で、フラッシュROMやA/D Convertersを内臓するなど多機能であり、是非ともボード・メーカに開発して戴きたいものです。'01/6/7

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 近年、組み込み用ワンチップCPUの技術の進歩は目覚ましいものがあります、特にPC用以外のCPUは周辺回路を内臓し、且つ大容量のフラッシュROMやA/D & D/A Converters、更に多機能なタイマー・ユニットを内臓するなど利用する分野も自動車に限らずFA関係のモータなどの制御にも利用できる高性能・高機能なワンチップCPUが増えてきました。'01/6/7


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