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Renesas RZ/G3L y RZ/G3SE: MPU Cortex-A55 de consumo ultrabajo para HMI industrial e IoT

Renesas ha ampliado su serie RZ/G con los RZ/G3L y RZ/G3SE, dos nuevos MPU de 64 bits orientados a sistemas HMI y de borde (edge) para IoT. Ambos integran hasta cuatro núcleos de aplicación Arm Cortex-A55 a 1,2 GHz y un coprocesador de tiempo real Arm Cortex-M33 a 200 MHz.

Los dos chips son compatibles pin a pin, pero están pensados para aplicaciones distintas. El RZ/G3L incorpora una GPU 3D Arm Mali-G31 y un códec de vídeo H.264 para aplicaciones HMI como terminales de punto de venta y equipos médicos. El RZ/G3SE prescinde de la GPU y del códec de vídeo y está diseñado para dispositivos IoT con requisitos de visualización básicos, como cargadores de vehículos eléctricos y pasarelas industriales. Ambos pueden reducir el consumo en reposo hasta situarlo en torno a 1 mW y reanudar su funcionamiento rápidamente desde el reposo profundo, algo muy útil para equipos que deben permanecer conectados consumiendo muy poca energía.

Renesas RZ/G3L y RZ/G3SE, MPU de bajo consumo

Especificaciones de los Renesas RZ/G3L y RZ/G3SE:

  • Núcleo del MPU
    • CPU
      • Arm Cortex-A55 de cuatro o dos núcleos a hasta 1,2 GHz
      • Procesador de gestión del sistema Arm Cortex-M33 a 200 MHz
    • GPU (solo RZ/G3L)
      • Arm Mali-G31 a 600 MHz
      • Compatible con Vulkan 1.2, OpenGL ES 1.1/2.0/3.2 y OpenCL 2.0
    • VPU (solo RZ/G3L)
      • Módulo códec H.264 para codificación y decodificación
      • Resolución máxima de hasta 1920×1080 a 30 fps
    • Procesamiento de imagen: Image Scaling Unit 2 (ISU2) para escalado por hardware y conversión de formato de color (hasta 2048×2048)
  • Memoria
    • 512 KB de RAM de sistema integrada con ECC
    • 1 interfaz DDR externa de 16 bits compatible con DDR4-2133 (hasta 4 GB) o LPDDR4-2133 (hasta 2 GB) con ECC
    • 1 External Bus State Controller (EBSC) con soporte de SRAM de 16 bits
  • Almacenamiento
    • 1 controlador xSPI (1, 4 u 8 pines)
    • 3 interfaces host SD/MMC (compatibles con SDHI y eMMC 5.1)
  • Pantalla
    • 1 MIPI DSI (1, 2 o 4 carriles) de hasta 1920×1200 a 60 fps
    • 1 interfaz LVDS de hasta 1280×800 a 60 fps
    • 1 interfaz de salida paralela de hasta 1280×800 a 60 fps
    • Solo se puede utilizar una interfaz de pantalla a la vez
  • Cámara: 1 MIPI CSI-2 (1 o 2 carriles) de hasta 1,5 Gbps por carril
  • Audio
    • 4 interfaces de sonido serie (SSIF)
    • 1 entrada/salida SPDIF
    • 3 entradas de modulación por densidad de pulsos (PDM)
  • Redes: 2 Gigabit Ethernet (10/100/1000 Mbps) con soporte TSN
  • USB: 2 interfaces USB 2.0 host/función
  • Seguridad
    • Renesas Secure IP, arranque seguro, actualización segura y depuración segura
    • IP criptográfica por hardware y generador de números aleatorios verdadero (TRNG)
    • Arm TrustZone y detección de manipulación
  • Expansión: 1 PCI Express 2.0 (Gen2, 1 carril, solo Root Complex)
  • Otras E/S
    • 113 pines de E/S configurables gestionados por el Pin Function Controller (PFC)
    • 3 interfaces CAN FD
    • 1 I3C, 4 I2C (RIIC), 3 SPI (RSPI), 4 RSCI y 6 SCIF
  • Varios
    • Temporizador PWM de propósito general (8 canales de 32 bits)
    • Multi-Function Timer Pulse Unit (8 canales de 16 bits y 1 canal de 32 bits)
    • Temporizador watchdog
    • RTC
  • Alimentación
    • Lógica del núcleo: 1,0 V
    • Memoria: 1,1 V (LPDDR4) o 1,2 V (DDR4)
    • E/S: 1,8 V, 2,5 V o 3,3 V
    • Pin de respaldo de batería (VBATT): de 1,5 V a 1,95 V
  • Encapsulados
    • LFBGA de 368 pines (17 × 17 mm, paso de 0,65 mm)
    • LFBGA de 400 pines (14 × 14 mm, paso de 0,5 mm)
  • Rango de temperatura: de -40 °C a +125 °C
Diagrama de bloques del Renesas RZ/G3L
Diagrama de bloques del Renesas RZ/G3L

En el apartado de software, los RZ/G3L y RZ/G3SE cuentan con el soporte de la pila Linux de Renesas basada en Yocto, que incluye Linux BSP Plus para los kernels LTS actuales y el Verified Linux Package (VLP). Los núcleos Cortex-A55 ejecutan Linux, mientras que el núcleo Cortex-M33 se encarga del trabajo en tiempo real, con Zephyr RTOS como socio de lanzamiento. El Armadillo Base OS de Atmark Techno también está disponible para estos MPU.

Para el desarrollo de HMI, los MPU cuentan con el soporte del RZ/G HMI SDK y de distintos frameworks gráficos, como LVGL, Embedded Wizard, Slint, Candera, Spyrosoft y Qt. Ambos procesadores admiten el reposo profundo con Linux retenido en memoria para un despertar rápido.

Renesas RZ/G3L-EVKIT con el módulo SMARC RZ/G3L y la placa portadora
Renesas RZ/G3L-EVKIT con el módulo SMARC RZ/G3L y la placa portadora

Renesas ofrece el kit de placa de evaluación RZ/G3L para los MPU RZ/G3L y RZ/G3SE. El kit incluye una placa de módulo RZ/G3L SMARC 2.1.1, una placa portadora común y las placas adaptadoras y cables necesarios. También hay disponible una imagen Linux precompilada con el HMI SDK, que permite arrancar Linux y empezar a probar la plataforma con una configuración mínima.

Ordenador industrial Advanet AdiCS7102 basado en el RZ/G3L
Ordenador industrial en caja Advanet AdiCS7102 basado en el RZ/G3L
Placa de desarrollo Advanet con el RZ/G3L y módulo SMARC
Placa de desarrollo Advanet con el RZ/G3L y módulo SMARC

La compañía también colabora con socios como Advanet, que ofrece la placa base industrial compacta AdiMB7103 y el ordenador industrial delgado AdiCS7102, ambos basados en el RZ/G3L y con soporte para Ethernet, USB, RS232C, RS485, CAN-FD, salidas de pantalla, M.2, MIPI-CSI y GPIO. Advanet también ofrece la Adsmc7101, un SoM SMARC de 82 × 50 mm basado en el mismo RZ/G3L.

System-on-Module (SoM) Virtium RZ/G3L
System-on-Module (SoM) Virtium RZ/G3L

Renesas también trabaja con socios como Virtium/Embedded Artists, que ofrece SoM basados en la familia RZ/G3. El SoM RZ/G3L mide 82 × 30 mm y da acceso a las dos Gigabit Ethernet del procesador, a PCIe Gen2, a dos USB 2.0 y a las interfaces MIPI de pantalla y cámara.

Los nuevos microprocesadores RZ/G3L y RZ/G3SE añaden nuevos miembros a la familia RZ/G, ya compuesta por SoC para HMI e IoT como el RZ/G2L para aplicaciones HMI, el RZ/G3S para dispositivos IoT y pasarelas de bajo consumo, y el RZ/G3E, de gama más alta, para aplicaciones HMI más exigentes. El nuevo RZ/G3L se sitúa entre el RZ/G3S y el RZ/G2L, mientras que el RZ/G3SE añade una opción IoT de gama media sin gráficos 3D ni VPU.

Gama Renesas RZ

Los RZ/G3L y RZ/G3SE están disponibles en cuatro variantes cada uno. Renesas asegura que ambas familias ya se pueden comprar, aunque el stock de los distribuidores sigue siendo limitado un día después del lanzamiento. DigiKey lista actualmente cuatro de los ocho números de referencia, todos sin existencias y con un plazo de fábrica de 14 semanas, y se espera la primera entrada de stock el 18 de diciembre de 2026. Los precios de DigiKey parten de 34,48 dólares para el RZ/G3L y 31,65 dólares para el RZ/G3SE, mientras que Renesas indica precios de entre 15,92 y 21,65 dólares para el RZ/G3L y de entre 14,28 y 20,03 dólares para el RZ/G3SE en cantidades de 1.000 unidades. Puedes encontrar más detalles en las respectivas páginas de producto y en la nota de prensa.

Traducido del artículo en inglés «Renesas RZ/G3L & RZ/G3SE – Ultra-low-power Cortex-A55 MPUs for industrial HMI and IoT applications» de Debashis Das.