Zwei auf einen Streich! Renesas SH2A-Dual-Core-Echtzeit-Betriebssystem und Embedded Linux parallel auf einem Chip

Mit dem SH7205 stellt Renesas seinen ersten, echten Dual-Core-Microcontroller basierend auf der 32-Bit RISC Core SuperH (SH) vor, der embedded Anwendungen zu extremen Rechenleistungen verhelfen kann, die bisher mit typischen Microcontroller-Designs bisher unerreichbar waren. Darüber hinaus verfügt der SH7205 über zusätzliche Funktionalität für Anwendungen aus dem Bereich Bilddatenverarbeitung und Visualisierung.

Der SH7205 enthält zwei SH-2A Cores, von denen jede Core bei einer Taktfrequenz von 200 MHz eine Rechenleistung von 480 DMIPS zur Verfügung stellt. Mit einem einzigen SH7205 lässt sich somit eine Maximal-Performance von 960 DMIPS erzielen. Der Baustein verfügt zudem über zwei Floating Point Units (FPUs), die Gleitkomma-Operationen mit einfacher und doppelter Genauigkeit verarbeiten können.

Zur Optimierung des Datenflusses wurde das interne Bus-System um wesentliche Features erweitert. Zunächst besteht der interne Bus aus 4 unabhängigen Einheiten. Zwei Busse, die von den CPUs selbst genutzt, zwei weitere werden dem DMAC (Direct Memory Access Controller) zu Verfügung gestellt. Dies ermöglicht einen parallelen Fluss der Daten sowohl zwischen den CPUs als auch zwischen CPU und der Peripherie. Als zweite Besonderheit verfügt jede CPU über ein eigenes, 64KB großes high-speed SRAM. Dadurch können beide CPUs komplett eigenständig arbeiten. Man könnte damit auf dem SH7205 zwei unterschiedliche Betriebssysteme parallel laufen lassen. Eine CPU könnte unter einem Echtzeit-Betriebssystem laufen, das für die zeitkritischen Funktionen zuständig wäre, während auf der zweiten CPU ein µClinux laufen könnte, das für die Kommunikation und den Austausch der Daten mit der Außenwelt verantwortlich wäre.

Für den schnellen Zugriff auf externe Speicher ist der SH7205 mit einem 32-Bit breiten externen Bus-Interface ausgestattet. Das SDRAM-Interface unterstützt 2 Blöcke mit jeweils bis zu 64 MB externem SDRAM. Weiterhin stehen ein AND/NAND Flash-Interface sowie ein ATAPI-Interface zur Verfügung.

Neu auf dem Baustein ist auch ein 2D Grafik Accelerator mit Beschleunigungs-Funktionen wie Bit-Blitting, Blending oder Font Expansion. Über den Video-Eingang und einen RGB-Ausgang können Bilddaten direkt verarbeitet und auf das benötigte Display-Format angepasst werden. Als Display –Format werden die Auflösungen QVGA (320 x 240) oder WQVGA (480 x 234) unterstützt.

Ein weiteres Highlight auf dem SH7205 ist die leistungsfähige Timer-Unit. Fünf 16-Bit Timer stellen bis zu 18 Input-Capture/Output-Compare Funktionen sowie eine Drei-Phasen-PWM zur Ansteuerung von Elektromotoren zur Verfügung.

Für die Kommunikation zur Außenwelt verfügt der SH7205 über zwei CAN-Kanäle, ein USB 2.0 Host/Function Modul, sechs USARTs sowie zwei schnelle SPI-Kanäle und vier I²C-Kanäle.

Für eine Evaluierung bietet MSC bereits das passende Starter-Kit an, das Multi-Core-Programmierung und Multi-Core-Debugging bereits voll unterstützt. Es besteht aus einem Evaluation Board, der neuen Version 4.05 der HEW sowie einer neue Version des E10A JTAG Debuggers.