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Renesas RA 32-비트 마이크로 컨트롤러 제품군을 통해 개발 살펴보기

Renesas는 오랜 기간 반도체 제품을 생산해 왔으며, 2003년 Hitachi와 Mitsubishi 간 합작 투자 회사로 시작하여 2010년 NEC Electronics와 합병되었습니다. Renesas는 마이크로 컨트롤러 부문에서 활약해 왔으며 최신 MCU 제품군 중 하나로 RA 계열이 있습니다.

RA(Renesas Advanced) 마이크로 컨트롤러 제품군

RA(Renesas Advanced) 제품군 MCU 계열은 32비트 Arm® Cortex®-M 코어에 기반합니다. MCU 계열은 서로 동일한 DNA를 바탕으로 설계되어 제품 기능 및 핀 호환이 가능합니다. 따라서 한 장치에서 다른 장치로의 확장과 코드 재사용이 간편합니다.

(이미지 출처: Renesas)

세 가지 제품군, 즉 RA2, RA4, RA6는 성능, 주변 장치, 전력, 메모리의 다양한 조합을 제공합니다. 일반적인 응용 분야는 사용자 인터페이스부터 IoT 엔드포인트까지 다양합니다.

Renesas RA6 MCU - Digi-Key에서 주문 가능

Renesas RA4 MCU - Digi-Key에서 주문 가능

Renesas RA2 MCU - Digi-Key에서 주문 가능

개발 도구 및 지원

RA 제품군을 위한 통합 개발 환경(IDE)으로는 Keil MDK와 Renesas의 자체적인 환경인 e² studio가 있습니다. 컴파일러 옵션으로는 GNU와 Arm Compiler 버전 6이 있습니다. 선택 가능한 에뮬레이터로는 SEGGER J-Link와 Renesas E2/E2 Lite가 있습니다. 플래시 메모리 프로그래밍 장치로는 Renesas PG-FP6과 다양한 타사 솔루션이 있습니다.

(이미지 출처: Renesas)

RA 제품군에 사용할 수 있는 Renesas 개발 기판으로는 RA2A1 그룹용 EK-RA2A1, RA4M1 그룹용 EK-RA4M1,RA6M1 그룹용 EK-RA6M1, RA6M2 그룹용 EK-RA6M2, RA6M3 그룹용 EK-RA6M3, EK-RA6M3G(EK-RA6M3에 그래픽스 확장 기판 추가)가 있습니다.

FSP(플렉시블 소프트웨어 패키지)

Renesas RA FSP(플렉시블 소프트웨어 패키지)는 Renesas의 Arm 마이크로 컨트롤러 RA 제품군을 사용하여 IoT 장치에 신속하고 다양한 방식으로 안전하게 연결된 IoT 장치를 구축할 수 있습니다.

(이미지 출처: Renesas)

FSP는 즉시 제작이 가능한 주변 장치, 연결 프로토콜 스택, Amazon FreeRTOS 및 미들웨어 스택을 제공하여 FSP 에코시스템을 활용할 수 있도록 해 줍니다.

e² studio 통합 개발 환경(IDE)

e² studio는 Renesas MCU를 위한 무료 Eclipse 기반 통합 개발 환경(IDE)으로, 샘플 코드 다운로드부터 디버깅까지 모든 개발 공정이 포함되어 있습니다.

(이미지 출처: Renesas)

e² studio는 오픈 소스 Eclipse 통합 환경 프레임워크, CDT 플러그인, Renesas와 협력업체 벤더의 다양한 플러그인으로 구성되어 있습니다. 이러한 구조를 통해 컴파일러와 플러그인을 손쉽게 추가하거나 업데이트할 수 있기 때문에 e² studio는 기능의 다양성과 확장 가능성이 매우 높은 IDE입니다. RA 제품군은 FSP(플렉시블 소프트웨어 패키지)에서 제공하는 드라이버와 미들웨어 설정, 핀 할당, 클록/차단 구성 등의 GUI를 통해 즉시 사용이 가능한 Renesas용 코드를 생성할 수 있습니다. 자세한 내용과 e² studio 다운로드 링크는 Renesas 사이트를 참고하시기 바랍니다.

EK-RA6M1 평가 키트

EK-RA6M1은 Renesas가 제공하는 RA 평가 키트의 대표적인 예로서, 초급용 고성능 RA6 제품군을 사용합니다. 120 MHz Arm® Cortex®-M4 코어에 부동 소수점 처리 장치(FPU), 256KB SRAM, 512KB 코드, 8KB 데이터플래시 메모리를 갖춘 R7FA6M1AD3CFP에 기반합니다.

(이미지 출처: Renesas)

평가 기판 특징으로는 디버그 온보드(SEGGER J-Link®), 디버그 인(SWD 및 JTAG), Digilent PmodTM 인터페이스 2종(SPI 및 UART), 사용자 LED, 기계식 사용자 버튼, 정전 용량 방식 터치 사용자 버튼, MCU 부트 구성 점퍼가 있습니다. 기본 핀 액세스는 4 x 40핀 헤더(수)로 제공됩니다. Renesas RA 평가 기판은 디버그에 SEGGER J-link를 사용하기 때문에 매우 유용한 RTT Viewer 도구를 지원합니다. RTT(실시간 전송) 기술을 사용하면 매우 빠른 속도로 타겟 마이크로 컨트롤러에서 정보를 출력하고 응용 제품으로 입력을 전송하면서도 타겟의 실시간 작동에 영향을 주지 않을 수 있습니다.

EK-RA6M1 평가 키트 및 e² studio IDE 프로젝트

프로젝트 범위는 Renesas e² studio 개발 환경과 EK-RA6M1 평가 키트에 대한 직접적인 평가를 실행하는 것이었습니다. 프로젝트는 Windows 10 랩톱에 e² studio와 SEGGER RTT Viewer를 설치하는 것으로 시작됩니다. 다음 단계에서는 평가 기판에 제공되는 빠른 시작 blinky 프로젝트에 대한 워크스루를 진행합니다. 두 번째 프로젝트는 I2C 인터페이스를 사용하여 외장형 PMODACL 센서 기판를 구성하고 통신하며 센서 데이터를 RTT Viewer로 전송합니다.

(이미지 출처: Scheme-it)

전체 프로젝트 세부 정보는 eeWiki 프로젝트 “Working with the Renesas EK-RA6M1 Eval Kit and e² studio IDE(Renesas EK-RA6M1 평가 키트 및 e² studio IDE 작업)”를 참고하시기 바랍니다. 결론적으로, EK와 e² studio로 작업하는 것은 좋은 경험이었습니다. 개발 환경에서 손쉽게 도구들을 설치하고 EK-RA6M1 평가 기판에 연결할 수 있었습니다. Eclipse 기반 코드 편집기와 프로젝트 탐색기는 사용이 직관적이며 간단합니다.

결론

Renesas의 RA MCU 제품군과 e² studio는 실제 응용 분야에서 제품 개발 시 완전한 플랫폼 솔루션을 제공합니다. RA 제품군은 다양한 응용 분야 요구 사항에 적합하고 비용 효율적인 폭넓은 MCU 옵션을 제공합니다. e² studio의 유연한 고성능 도구 세트와 Renesas RA 평가 키트는 즉시 사용 가능한 완전한 평가 환경을 제공합니다.

작성자 정보

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Digi-Key Electronics의 수석 응용 분야 엔지니어인 Scott Raeker는 2006년부터 Digi-Key Electronics에서 근무하면서 무선 분야에서 고객을 지원하는 업무를 주로 담당하고 있습니다. Scott은 전자 산업 분야에서 35년 이상의 경력을 가지고 있으며 미네소타 대학에서 전기 공학 학위를 취득했습니다. 여가 시간에는 100여년 된 농가 리모델링을 즐깁니다.

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