摘要:5月28日,瑞萨电子2019产品及系统方案研讨会——厦门站正式召开。在此次活动上,瑞萨电子不仅展示了自己的多款嵌入式解决方案,还首次展示了IDT的多款物联网解决方案,以及融合了瑞萨电子与IDT双方技术的系统级解决方案。

去年9月11日,瑞萨电子宣布以63亿美元收购美国模拟芯片大厂IDT。今年3月下旬,这项交易已经完成。至此,瑞萨电子也成为了日本最大的半导体厂商。该项收购也将进一步补足瑞萨电子对于模拟器件、传感器的覆盖,将可帮助瑞萨电子提供更为丰富的嵌入式解决方案,扩大包括物联网、5G及工业领域等在内的快速增长市场中的业务增长机遇。

5月28日,瑞萨电子2019产品及系统方案研讨会——厦门站正式召开。在此次活动上,瑞萨电子不仅展示了自己的多款嵌入式解决方案,还首次展示了IDT的多款物联网解决方案,以及融合了瑞萨电子与IDT双方技术的系统级解决方案。

下面我们就通过展示的一些案例来进行介绍:

高灵敏度互感式电容触控方案

众所周知,目前的智能手机、平板电脑等设备主要都是通过电容式触摸技术来实现交互操控的。而在一些家电、冰箱等物联网设备上也会存在一些触摸按键,这些也大多是基于电容式触摸技术。不同的是,前者的优势在于支持多点触控、操控灵敏度高、耐用;而后者虽然优势则在于所需的组件较少,成本更低,但是操作自由度低,灵敏度低,抗干扰性差,这也使得其整体体验较差。

对此,瑞萨电子拥有具备高灵敏度和抗噪声干扰能力的触摸按键解决方案,其不仅支持传统的电容自感应方式,还同时加入了电容互感方式,这也使得该方案不仅可通过按键矩阵增加触摸按键的数量,还可提升防水能力(抗干扰)。

收购IDT之后,瑞萨电子首次展示整合双方技术的系统级解决方案-芯智讯

据介绍,该触控按键方案基于瑞萨电子的RX231系列低功耗MUC,其不仅可以透过10nm厚的亚克力材料和木板进行感应,也可实现300mm范围的接近感应,并且抗干扰度通过了IEC61000 4-3 / 4-6 Level 3的测试。

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▲瑞萨电子现场演示在流水干扰中仍然能够实现准确的触控操作

基于瑞萨电子的该触控按键方案,使得客户可以更为自由的选择触控按键的表面盖板材料,可以支持更厚的材料,也可支持戴手套触控,还可以在木板材料上实现触控按键。另外其较强的抗干扰性和防水性也使得在流水中使用触摸按键成为了可能,基于薄膜触控按键也能在弯曲的表面上实现触控。

2、自动感应取液器

随着人们生活质量的提升,对于卫生环境及健康也是越来越重视。因此也推动了感应式水龙头、自动感应皂液器、自动感应消毒器等设备的出现。这类设备优势在于非接触式即方便可用,避免了细菌的交叉感染。

而对于此类设备来说,需要支持可快速唤醒,具备低功耗、高稳定性、高可靠性和低成本等特性。

瑞萨电子此次也展示了基于其超低功耗MCU RL78/G11 高性能低压差线性稳压器ISL9001A(具有低待机电流和高PSRR)的自动感应皂液器的解决方案。

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据介绍,瑞萨电子的自动感应皂液器方案在待机模式时可以通过ISL9001A以25μA超低静态电流维持运转,功耗非常的低,当需要工作时,RL78/G11可以在4μs内快速唤醒工作(有效唤醒电流降低了20%,唤醒时间缩短了94%),2s内即可出液。此外,使用RL78/G11可以减少电池管理IC以及外部CMP、PGA和DAC等外设,这也使得该方案的BOM成本进一步降低。

而瑞萨电子的该方案,不仅适用于自动感应皂液器,也可适用于其他类似的自动感应取液器。

便携式吸尘器解决方案

瑞萨电子的便携式吸尘器解决方案采用了RL78/G1F系列MCU来控制无传感器3相直流无刷电机,可控的最高转速可达50000rpm,有强力和标准两档可选。在电池管理方面,采用的是ISL94202管理6节可充电锂离子电池(3400mAh),支持智能BMS电池管理,无操作时可自动进入低功耗模式。

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在安全性方面,BL78/G1F内置了PGA、比较器和PWMOPA功能可以实现过电流监测和PWM输出强制截止功能。而ISL94202还提供了过压保护功能、欠压保护和过温保护功能。

瑞萨电子表示,为RL78系列中的MCU提供真空吸尘器应用等MCU。这些微控制器具有提供细粒度电机控制所需的性能,同时大大降低了功耗。该解决方案非常适合用于中档真空吸尘器。

PM2.5便携式电池监视器

瑞萨电子PM2.5便携式电池监视器参考方案具有两个功能,一个是PM2.5浓度测试功能,另一个则是便携式充电器。瑞萨电子通过RL78/L12 ISL6294 ISL97656,将以上两个功能整合在了一起,并同时带有LCD显示屏。

PM2.5检测功能可以实时测量和检测空气污染物 PM2.5 的浓度。PM2.5的浓度数值将显示在LCD显示屏上,并通过 LED 指示灯指示空气质量。如果 PM2.5 浓度超过预设浓度阈值或电池电压低于2.8V,PM2.5 检测仪会通过蜂鸣器发出警报。

作为便携式电池,它还具有充电和供电功能,并通过四个 LED 指示灯显示电池容量。

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该解决方案采用瑞萨电子RL78/L12 低功耗、紧凑型的LCD MCU,具有 I/O 端口、A/D 转换器、蜂鸣器、LCD 控制器、STOP 模式等功能。同时,在封装、存储器和外设方面,可具有出色的可扩展性。

ISL97656(DC-DC升压IC)升压稳压器,工作频率高,效率高,用于实时管理放电;ISL6294(高压输入电压充电器)用于管理充电。

气体传感器解决方案

作为气体传感器领域的重要供应商,IDT的气体传感技术已经在实际应用中,经过了10多年的验证。其采用的是金属氧化物(MOX)气体传感器,通过金属氧化物制成的气敏薄膜作为阻抗器件,气体分子和敏感膜之间能交换离子,发生还原反应,引起敏感膜电阻的变化。作为传感器还要求这种反应必须是可逆的,即为了消除气体分子还必须发生一次氧化反应。传感器内的加热器有助于氧化反应进程。薄膜气敏器件因具有良好的稳定性、能在较低的温度下工作、检验气体种类多、工艺成熟等优点,是目前的主流方案。

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ZMOD4410是IDT推出的用来检测总挥发性有机物(TVOC)和监测室内空气质量(IAQ)的气体传感器模块,包括气体检测元件和CMOS信号调理IC(IDT的ZSSC3250)。模块的检测元件包括基于硅(Si)MEMS结构的加热元件和金属氧化物(MOX)化学电阻器,而信号调理器控制传感器温度和测量MOx导电率(气体浓度的函数)。I²C接口高达400kHz,可调ADC分辨率,最高16位,内置用户数据的非易失存储器(NVM),工作温度-40℃ 到65℃,工作电压1.7V到3.6V,主要用在室内空气检测,用于健康和舒适的家庭,办公室和个人环境的监视器,检测有害材料和不健康条件如建筑材料烟雾。

虽然传感器模块内的ASIC控制实际的MOx和MEMS传感元件,但基于MCU的电子模块控制I²C到USB通信接口。系统可以通过双向USB连接连接到Windows PC,并且可以使用提供的评估软件启动传感器。在标准操作方法中,输出显示为原始信号(电阻),标准化室内空气质量(IAQ)额定值和估计的CO 2(eCO 2)。

据瑞萨电子介绍,ZMOD4410的功耗可低至1mW,传感器操作参数(如采样时间)还可定制,以实现灵活性。

温湿度传感器解决方案

目前在智能家居、白色家电、工业、医疗等领域,温湿度传感器已经是被广泛应用。IDT在这方面也有对应的HS300X产品系列,精度可达±1.5%RH~±3.8%RH对应于不同用户群体的不同精度的需求。

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此外,IDT还推出了SDAH02评估套件,用于评估和配置典型应用中的HS300X系列高性能相对湿度和温度传感器。借助带LCD显示屏的电池供电型便携式传感系统,用户可以快速监测环境相对湿度和温度。通过一个按钮即可选择不同模式并绘制数据,从而显示随时间变化的相对湿度或温度读数。

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瑞萨电子表示,HS300X系列具有精度高,响应时间短,集成度高,稳定性高,低功耗等特性。其中,静态电流消耗最低可达±1.0μA,集成度高也使得整体解决方案尺寸更小,可适合空间有限的应用,成本也可以进一步降低。

电子生物传感器解决方案

针对运动、健康和医疗应用领域的心率、血氧监测需求,瑞萨电子也有整合了瑞萨电子MCU以及基于IDT OB1203光传感器的血氧、心率测量解决方案。

IDT的OB1203传感器模块将光源和驱动器集成在一个光学优化的封装中,集成了多通道光传感器(LS/CS)、接近传感器(PS)和光电容积测量传感器(PPG),无需可见光开口。该模块可以通过将光照进皮肤并测量因血液流动而产生的光散射,通过适当的算法,它可以确定人的心率、血氧饱和度(Spo2)、呼吸频率和心率变异性(压力的测量)。

该设备的主要LS应用程序是在智能手机或其他移动设备中,以启用显示面板的亮度控制。OB1203还可以确定附近物体的接近度,以支持触摸屏显示或系统功能的激活。

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瑞萨电子MCU 集成了OB1203所需的片上 A/D 和 D/A 转换器以及 LCD 驱动控制电路。这些片上功能减少了外部元器件的数量,使 MCU 成为紧凑型和低成本心率、血氧计解决方案的理想选择。

RX651/RX65N LCD显示方案

RX651/RX65N是瑞萨电子去年针对图形界面应用推出的MCU,该产品包括一个嵌入式TFT控制器及具有高级特性的集成式2D图形加速器,非常适合用于物联网边缘设备或系统控制应用中的TFT显示图形设计。

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RX651/RX65N内置的LCD控制器和2D绘图引擎,最大支持WQVGA/16位彩色和VGA/8位彩色,具有3层Alpha 混合,以及多种像素格式。并且,可将其640 KB的大容量片上RAM用作显示帧缓冲器,从而节省外部RAM,确保实现成本优化型设计。

特别是2D绘图引擎的加入,使得RX651/RX65N LCD显示方案拥有了硬件级的2D绘图加速能力,减少了CPU的负担。

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与此同时,瑞萨电子和软硬件及嵌入式系统开发工具供应商SEGGER通过协作,还为使用瑞萨电子新型 RX65N/RX651 微控制器 (MCU) 的商用客户免费提供功能强大的SEGGER emWin GUI软件包,可以使用在包括工业、医疗、消费、智能家居、白色家电和汽车等所有细分市场中。

空气质量及温湿度开发套件

如果说,前面的很多解决方案还只是瑞萨电子或者IDT各自独立的解决方案,那么这款“空气质量及温湿度开发套件”则首次将瑞萨电子、IDT,以及瑞萨电子之前收购的Intersil的解决方案整合到了一起,形成了一个统一的完整的系统级解决方案。

收购IDT之后,瑞萨电子首次展示整合双方技术的系统级解决方案-芯智讯

根据瑞萨电子公布的资料显示,该“空气质量及温湿度开发套件”整合了原Intersil的USB充电管理IC ISL9230、LDO IC ISL80505和升压IC ISL9113,IDT的温湿度传感器HS3001,瑞萨电子的S5D9 MCU(用于采集传感器信息,后续将扩充到RX/RL系列)以及JLOB MCU S123。此外,还采用了众多中国本土的元器件供应商的器件,加强了对于本地化的支持,加快产品的上市周期。

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在功能方面,该“空气质量及温湿度开发套件”内置锂电,可以独立工作,可支持温湿度、PM2.5检测,并带有LCD屏可以显示相应的检测数据,同时其内置WiFi模块,可以联网将数据传输到云上,用户可以在线通过后台查阅历史的温湿度及PM2.5监测数据。

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在云服务方面,瑞萨电子选择的是中国本土的百度云作为合作伙伴,并且瑞萨电子的物联网开发套件也通过了百度云的官方认证。

小结:

虽然在本次瑞萨电子2019产品及系统方案研讨会上,瑞萨电子和已被收购的IDT所展示的解决方案仍主要还是以独立品牌来展现,这主要还是因为瑞萨电子正式成功收割IDT到现在也才3个月的时间。不过即便如此,我们还是看到了一些整合了双方产品的系统级解决方案,相信后续会有更多的优秀的解决方案推出。

此前,瑞萨电子中国董事长真冈朋光也曾表示,对于IDT的收购,将为瑞萨电子带来市场领先的模拟混合信号产品扩展公司现有产品线,而且还将带来优秀的专业人才,提高瑞萨电子嵌入式解决方案的性能。IDT的产品与瑞萨电子的MCU、SoC和电源管理IC相结合,将可帮助瑞萨电子提供更为丰富的嵌入式解决方案,扩大包括物联网、5G及工业领域等在内的快速增长市场中的业务增长机遇。

编辑:芯智讯-浪客剑