近日瑞薩電子推出了一款最新的RA產(chǎn)品RA4L1，它有哪些特性以及適用于什么樣的應(yīng)用場(chǎng)景呢？本篇文章給大家?guī)碓敿?xì)介紹。

基本信息如下：

內(nèi)核Arm Cortex-M33，主頻80MHz。

Code Flash 256KB/512KB可選，最小擦除單元為2KB，最小寫入單元8Bytes。

Data Flash 8KB，最小擦除單元為256Bytes，最小寫入單元1Bytes。

豐富的數(shù)字通信接口如UART，SPI，IIC/I3C，Smart Card，Simple LIN，USB Full-Speed，CANFD，SSIE （Serial Sound Interface Enhanced），段碼LCD控制器（支持8位48段）。

豐富的模擬資源：12位ADC，12位DAC，兩路低功耗模擬比較器，溫度傳感器。

豐富的PWM定時(shí)器。

低功耗特性。

安全和加密相關(guān)的特性。

特別值得一提的是RA4L1的低功耗特性，包括了以下幾個(gè)方面：

支持寬電壓（1.6V~3.6V）操作。

喚醒時(shí)間短，最快可達(dá)3.5 μs（MOCO作為系統(tǒng)時(shí)鐘源時(shí)）。

支持低功耗串口UARTA（Low Power UART），不同于通用的SCI接口（時(shí)鐘源為PCLKA），UARTA的時(shí)鐘源可以從UARTAMCLK（主時(shí)鐘輸入），UARTALCLK（低速片上振蕩器），UARTASCLK（副時(shí)鐘輸入），UARTAHCLK（高速片上振蕩器）和UARTAMOCLK（中速片上振蕩器）中任選其一。

從低功耗喚醒后系統(tǒng)無需回到復(fù)位向量，避免沖擊電流對(duì)系統(tǒng)帶來的影響。

另外，RA4L1搭載了瑞薩安全I(xiàn)P（RSIP-E11A），通過硬件支持豐富的加密解密功能，如對(duì)稱算法如AES（支持128-bit和256-bit兩種密鑰長(zhǎng)度），非對(duì)稱算法如ECC（支持最大256-bit密鑰長(zhǎng)度，支持NIST P-256、Brainpool P256r1和secp256k1三種曲線）。另外，結(jié)合獨(dú)有的密鑰管理機(jī)制，RA4L1可以保護(hù)客戶的關(guān)鍵IP和算法。

開發(fā)工具的支持可以通過以下一張圖概括：

圖 RA4L1開發(fā)工具和開發(fā)板

跟其他的RA產(chǎn)品一樣，RA4L1支持的調(diào)試器包括瑞薩電子的E2/E2 Lite/EZ-CUBE3，Segger公司的J-Link，IAR公司的I-jet，Arm公司的ULINK，開源的CMSIS-DAP。

軟件開發(fā)依賴FSP（Flexible Software Package），F(xiàn)SP不僅提供了HAL Driver級(jí)別的驅(qū)動(dòng)，還包含豐富的中間件如文件系統(tǒng)、USB協(xié)議棧和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等。另外，FreeRTOS和Azure RTOS的配置均可通過FSP UI界面完成。FSP從v5.8.0起支持RA4L1，所有內(nèi)容托管在GitHub上，可自行下載。（您可復(fù)制下方鏈接至瀏覽器，或掃描二維碼進(jìn)行查看）

編譯器則支持商用的Arm Compiler V6及IAR Arm Compiler，同時(shí)支持免費(fèi)的GNU以及Arm LLVM。對(duì)于編譯器的版本要求，請(qǐng)參考下方鏈接頁面Tools列表中的細(xì)節(jié)。

FSP可以內(nèi)嵌到瑞薩電子基于eclipse平臺(tái)的IDE e2 studio中使用。對(duì)于第三方的IDE如Keil MDK和IAR Embedded Workbench for Arm，F(xiàn)SP需要結(jié)合RASC （RA Smart Configurator）獨(dú)立運(yùn)行插件使用，更多細(xì)節(jié)可參考RASC的文檔（您可復(fù)制下方鏈接至瀏覽器，或掃描二維碼進(jìn)行查看）。VS Code在調(diào)試RA設(shè)備上的支持正在持續(xù)改進(jìn)中，敬請(qǐng)期待。

各工具的下載鏈接請(qǐng)參考表格中的內(nèi)容：

關(guān)于示例代碼和開發(fā)板，可以參考以下表格中的鏈接：

注：RA4L1的例程會(huì)在RA4L1正式發(fā)布后更新

圖 EK-RA4L1頂視圖

EK-RA4L1延續(xù)了RA系列EK的一貫風(fēng)格，將MCU芯片本體、特別功能和系統(tǒng)控制等依次排開。

主要介紹以下幾個(gè)部分：

MCU

板子下方居中的是MCU RA4L1，EK-RA4L1采用了100-pin的R7FA4L1BD3CFP，Code Flash大小為512 KB，Data Flash大小為8KB。

所有I/O都連接到三個(gè)雙排插針（2.54mm間距），方便進(jìn)行功能驗(yàn)證。

底端的J2是段碼LCD接口，套件中包含的RTKLCDSEG1S00001BE（8 COM 44 SEG）可以直接插在板上，連接后的效果圖如下：

圖 EK-RA4L1連接段碼屏效果圖

J-Link OB Debug Interface

DEBUG1是Type C USB插座，用于連接調(diào)試器和PC。DEBUG2和DEBUG3是1.27mm間距的調(diào)試接口，支持兩種功能：外部調(diào)試器連接用于調(diào)試RA4L1（External Debug），利用板載的J-Link OB（Debug Out）調(diào)試外部的Arm核產(chǎn)品。具體選擇何種功能，請(qǐng)參考原理圖上的說明。

圖 EK-RA4L1調(diào)試接口

USB Full Speed Connector

RA41L支持USB 2.0全速模式，共有10個(gè)pipe，可以滿足大部分簡(jiǎn)單的USB應(yīng)用需求。

QSPI

RA4L1支持外部Nor Flash，板載一顆256 Mb （32 MB）Quad-SPI Flash （MX25L25645GZNI-08G），從地址0x60000000開始的地址即為QSPI空間。通過指定關(guān)鍵字聲明的變量和函數(shù)可以直接放在QSPI Flash區(qū)域，擴(kuò)大了可用的存儲(chǔ)空間范圍，結(jié)合文件系統(tǒng)等可以對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和操作。更多細(xì)節(jié)請(qǐng)參考FSP手冊(cè)的說明。

PMODs

EK-RA4L1支持兩個(gè)Digilent PmodTM口，遵循標(biāo)準(zhǔn)的PMOD規(guī)范，支持SPI、UART和IIC等接口，可以連接兼容的傳感器模塊等外部器件。

microBUS

EK-RA4L1支持MikroElektronikaTM microBUS連接器，兼容標(biāo)準(zhǔn)2.00版本的規(guī)范。

功耗測(cè)試點(diǎn)TP1 TP2 TP3 TP4

在MCU的電源通路上，有兩個(gè)高精度5 mΩ電阻，通過測(cè)量該電阻兩端的壓降，可以計(jì)算MCU的VCC和VCC_USB的電流消耗。

需要特別提醒一點(diǎn)，由于RA4L1的引腳功能復(fù)用比較豐富，板上增加了八檔撥動(dòng)開關(guān)S4，用于將MCU的引腳連接至不同的電路接口。使用時(shí)需檢查S4的狀態(tài)和當(dāng)前的配置一致。

圖 EK-RA4L1 S4撥動(dòng)開關(guān)

除GitHub上托管的示例代碼，我們也會(huì)持續(xù)向Gitee上傳一些示例代碼，以下即利用RA4L1實(shí)現(xiàn)ECDH （Elliptic-curve Diffie–Hellman）的示例代碼。RA4L1和RA4M2通過ECDH得到一致的shared secret，用于后續(xù)的通信加密。