物聯網的快速發(fā)展，帶來多樣化的產品需求，這不僅要推出優(yōu)秀的產品，還要求產品本身也靈活多樣。嵌入式處理器作為物聯網產品的硬件核心，多采用微控制器 (MCU)作為主控制器。多樣化的物聯網產品需求，使得開發(fā)者對于MCU的需求變得多樣化，要不斷尋找一款適合的MCU來做主控制器，提高產品的功能性、靈活度和創(chuàng)新性。開發(fā)者在選擇好MCU的同時，也需要對它的功能特性進行評估驗證，這需要一個完整的開發(fā)工具來協助。但是，傳統支持嵌入式開發(fā)的工具和套件的方法在快速原型機和產品設計上存在諸多障礙。

Synergy? 平臺可滿足物聯網產品需求

優(yōu)秀的產品需建立在高質量的基礎之上，Renesas Synergy? 微控制器 (MCU) 擁有廣泛的性能和功能范圍，幾乎能夠滿足任何采用嵌入式系統控制的終端產品的可擴展性、功耗和性能需求。Renesas Synergy? MCU設計用于快速拓展的IoT市場，內置功能可便于連接、建立牢靠的安全保障、確保可靠的安全性并創(chuàng)建友好人機界面。

瑞薩電子開發(fā)出了四大系列的MCU，使用范圍覆蓋從小型移動設備到大型高性能計算密集型應用程序的終端產品。每個系列的 Synergy? MCU都是同一家族產品的一部分，功能和管腳都兼容，便于擴展和不同設備間的代碼重復使用。

同時，為了更好的支持開發(fā)者，瑞薩電子推出了Synergy? 開發(fā)工具和套件，幫助開發(fā)者跨越評估階段，快速構建物聯網產品。

Renesas Synergy? MCU家族產品中包括S1、S3、S5、S7四大系列，其中S1是具有低功耗特性，S3是高效率系列，S5是高集成度系列，S7則是針對高性能應用。如下圖所示：

Synergy? MCU四個系列具有不同的主頻，他們采用了40nm和130nm的半導體工藝，工作溫度為-40~105℃，具有64KB~4MB的程序存儲空間，16KB~640KB的SRAM。封裝引腳數為36~224Pin，最多具有172個GPIO引腳。

Synergy? MCU各個產品系列的特點

Synergy? MCU四個系列均采用了ARM^?Cortex^?-M內核，其中S1系列采用的是ARM^?Cortex^?-M0+內核，主頻32MHz。S3、S5、S7系列采用的都是ARM^?Cortex^?-M4內核，不同的是S3系列主頻為32~100MHz，S5系列高達200MHz，S7系列則最高達300MHz。由于他們具有不同的硬件特性，所以在應用上也有所不同。

Renesas Synergy? S1 系列MCU使用了超低功耗工藝，并巧妙結合了圍繞高效ARM^?Cortex^?-M0+ CPU核的模擬和數字外圍設備，便于延長便攜式傳感器和控制應用中的電池壽命。

S1系列MCU具有低至1.6 V的低壓操作、CPU核和模擬/數字外圍設備的超低功耗工作模式及快速喚醒時間，使得S1系列MCU特別適用于電池供電的感測和控制應用。外圍設備硬件加速能夠幫助優(yōu)化CPU帶寬并降低功耗，為管理事件和數據傳輸提供更多的靈活性。該系列包括諸如真隨機數生成器和AES加密、安全自檢功能、電容觸摸界面和實時時鐘等功能。可靠且值得信賴的便攜式設備是IoT應用的必備產品，而S1系列MCU正是為此而打造。

Synergy? S1系列MCU適合傳感器終端應用、數據采集和環(huán)境感知， 如煙霧、一氧化碳、化學品/氣體、壓力、濕度、光照和小型廚房電器，以及便攜式/手持式產品如銷售點終端、掃描器、活動監(jiān)視器和健身追蹤器。

Synergy? S3系列MCU實現了在構建于超低功耗工藝的低速MCU系列產品上應用ARM^?Cortex^?-M4 CPU核處理能力和浮點單元。

S3系列MCU在采用超低功耗工藝的基礎具有超高效的CPU處理能力、高達1 MB的閃存容量和高達192 KB的SRAM，為滿足眾多便攜式終端產品的需求奠定了基礎。當在低至1.6V條件下運行時，包括以極低功耗模式運行操作模擬和數字外圍設備的選項，能夠延長電池使用壽命。浮點計算，甚至是DSP操作都能以最小的CPU時鐘周期執(zhí)行，便于在數據存儲或安全傳輸前對所采集的數據進行高效預處理。內置帶電容觸摸界面的區(qū)段LCD控制器，便于使用低成本顯示玻璃來滿足眾多中檔HMI應用的需求。所有這些屬性搭配諸如真隨機數生成器和AES等安全功能讓S3系列MCU成為所連接眾多便攜式應用的唯一合適產品。

Synergy? S3 系列MCU適合具有LCD顯示器應用和便攜式醫(yī)療和健身設備、智能連接傳感器、建筑管理、消防安全控制、恒溫器和電氣用具。

Synergy? S5系列MCU在中檔系列MCU中完美結合了性能與集成性，使其成為覆蓋眾多嵌入式系統要求，同時預留出發(fā)展空間的產品。處理性能匹配大容量存儲器、連接性、廣泛的內置安全功能、模擬量采集和對低成本彩色TFT LCD面板的經濟型控制，可處理眾多IoT應用。S5系列配備全連接套件、圖形引擎、高精度數據采集模擬接口和廣泛的程序包，用于高級HMI和工業(yè)應用。

S5系列擁有緊湊的功率和效率、大容量存儲器并強調安全性，因此是必須發(fā)揮功能和安全性的成本敏感型IoT應用的首選產品。用戶可以使用MCU的大容量640 KB SRAM替代昂貴的外部SRAM組件，用于在驅動彩色TFTLCD面板時緩沖圖形幀、密集高效算法處理用單精度浮點單元以及可靠的安全功能，如處理安全秘鑰用的RSA加密/解密。

Synergy? S5系列MCU適合于具有TFT LCD的顯示面板應用和運動/位置控制、通信網關、計量、閉環(huán)反饋控制、經濟型人機界面、電氣用具、光學網絡、精密流體泵。

Synergy? S7系列為性能、連接性標準以及卓越的安全功能設立了新的標準。S7系列MCU為IoT和嵌入式開發(fā)者提供了新的設計選項，尤其是當其產品要求使用大容量片上SRAM和閃存、需同時處理多個高速安全連接通道、驅動高質量彩色顯示器、執(zhí)行精密控制操作或以高精度感應模擬信號時。

S7系列MCU擁有業(yè)內最大的4 MB通用微控制器用片上閃存容量，能夠為復雜應用代碼或啟用固件故障安全現場更新用存儲器冗余提供足夠的空間。其存儲器的優(yōu)勢還體現在零等候狀態(tài)快速SRAM上，可用于片上圖形顯示緩沖區(qū)和高速通信包或用于密集的高速計算，以將大量性能放置在嵌入式設計需要的地方。不僅如此，廣泛的對稱和非對稱加密以及HASH算法用硬件加速，加上安全密鑰生成和存儲也使得S7成為業(yè)內進行安全IoT設備設計的領導產品。此外，帶多層內總線的多個高速連接通道可與圖形引擎同時操作，后者能夠驅動一系列高達WVGA分辨率的彩色TFT LCD面板。

Synergy? S7系列MCU適合于高分辨率的彩色人機界面、功率轉換、安全監(jiān)控、通訊基礎結構、工業(yè)自動化、消費電子、PLC、數據集中器。

Synergy? MCU的可擴展性和兼容性

Renesas Synergy? MCU 利用管腳兼容性可在整個組合范圍內向上和向下擴展存儲器容量和功能。這意味著給定MCU系列中相似程序包之間具有普適性的管腳兼容性，且不同MCU系列中相似程序包之間也具有極其相似的管腳兼容性。由于Synergy? MCU在設計之初就考慮到了管腳兼容性，因此，甚至可以打造具有多個尺寸互相包含程序包（較小尺寸程序包包含在較大尺寸程序包內）的電路板布局，為您的終端產品提供靈活的制造選項。

整個Synergy? MCU產品組合還具有外圍設備兼容性，這意味著特定的外圍設備（如UART或計時器）在所有MCU系列中都擁有相同的基線功能，但外圍設備在功能上只能向上兼容更高版本的MCU。為某MCU系列開發(fā)的軟件很大程度上可以重復用于其他系列的MCU。一次開發(fā)，多次使用。這同時也簡化了維護、文檔記錄，從而節(jié)省了時間。