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16bit タフマイコン「ML620130ファミリ」


ニッケル水素充電池の実力を引き出す
タフマイコン「ML620130ファミリ」を開発

~ 業界最少クラスの動作電圧1.6Vで、小型産業機器のタフ&ECO化に貢献 ~


要 旨

ラピスセミコンダクタは、省電力と処理能力を両立させる16bit ローパワーマイコンの新たなラインアップとして、高ノイズ環境下でバッテリ駆動を必要とされる小型産業機器に最適なML620130ファミリ「 ML620Q131 / 132 / 133 / 134 / 135 / 136 」を開発しました。

ML620130ファミリは、“タフマイコン”の特長であるノイズ測定限界 ±30kVクリアに加えて、動作電圧を1.6Vまで低電圧化することに成功しています。動作電圧がニッケル水素充電池の電圧倍数 (0.8V × 2 = 1.6V) に最適化されたことで、ニッケル水素充電池の能力を余すことなく使用できるようになるため、電池を用いた小型家電や産業機器の電池寿命を延長し、電池消費も削減できることから電池を無駄にしない“ タ フ ”でECOな商品を実現します。また、ML620130ファミリは、メモリ容量、パッケージピン数など、異なる9商品をラインアップ、お客様の用途に合わせた選択が可能です。

なお、本LSIは、既にサンプルを出荷開始しており、2015年12月から順次量産出荷を予定しています。生産拠点は ラピスセミコンダクタ宮城(宮城県) です。

ラピスセミコンダクタは、今後も様々なシーンで省電力化を実現するローパワーマイコンを開発し、社会の低消費電力化に貢献してまいります。

背 景

近年、センサや電源、電池が小型化されており、様々なシチュエーション、様々な使用条件に耐えうる小型かつ低コストのモジュール (各種電子機器への組み込み基板) が求められています。様々なシチュエーション、様々な使用方法を考えた場合、通信機能の汎用化・多様化など性能の向上が求められると同時に、ノイズや発熱などの厳しい環境下で使用できることが求められています。

ところが、小型・低コスト化の一環としてノイズ対策部品や放熱部品が削減されることが多く、耐環境性や安全性の確保と部品点数の削減という、相反する要求を両立することは簡単ではありません。また、モジュールに電池が搭載される場合の小型化と電池寿命も相反するため、アプリケーション毎に使用電力 (電圧と電流) の最適化が必要になります。

これらのニーズに応えるため、ラピスセミコンダクタは、高い評価を頂いている16bit ローパワー“タフマイコン”の第2弾として、バッテリ駆動に最適で各機能を向上させた「 ML620130ファミリ 」を開発しました。

 

新製品の特長

1. 最低動作電圧1.6V、ニッケル水素充電池に最適


  • 最低動作電圧を従来の1.8Vから1.6Vまで拡張しました。これにより最低1.63V (TYP)までの電源電圧検出が可能となり、ニッケル水素電池2本の電圧 (0.8V × 2 = 1.6V) 近くまで使いきることができ、ニッケル水素充電池の充電回数やメモリ効果を削減させ、電池の寿命の延長に貢献します。
  • ニッケル水素充電池は、充電を始めた段階の電池容量を記憶する(メモリ)特徴があります。このため充電後に電池を使用し、メモリされた容量になると著しい電圧降下が発生し、機器側で必要な電圧がなくなったと判断し使用できなくなり、充電が必要になります。しかし、電池本体の容量が無くなったわけではないので、リフレッシュさせることで本来の電池性能を取り戻すことができます。電池をリフレッシュするには、電池を空にすることでメモリを消去することができます。よって、充電された電池をいかに使い切るかがポイントです。

2. 基本性能を向上し、消費電流を削減


  • CPU最高動作クロックは16MHz、ペリフェラル最高動作クロックは最大32MHz (PWM) と、従来の“タフマイコン” の性能をそれぞれ2倍に向上し、一方CPU高速動作時の動作電流は25%以上低減しました。よって、より早くより少ない動作電流でECOな商品を実現します。※カタログ規格TYP値比較

3. 業界トップクラスの高精度オンチップオシレータを内蔵し、外付け振動子を不要に


  • 高精度オンチップオシレータ ( RC発振 ) を内蔵 ±1% ( -20°C ~ +85°C )、±1.5% ( -40°C ~ +105°C )。機器の外部とのインタフェースとして様々な目的に使用されるUART通信 ( 調歩同期方式 ) を、全温度範囲で外付け振動子なしで実現可能にし、周辺部品コストを低減します。また、ラピスセミコンダクタのUART通信機能は、全二重 × 1chもしくは半二重 × 2chという使い方ができ、同時に双方向通信が不要な場合は2つの送信端子と2つの受信端子がフレキシブルに割り当てられるため、小型基板への実装にも適しています。

4. 高ノイズ耐性は進化


  • ローパワータフマイコンの特長である高ノイズ耐性を継承し、国際電気標準会議 ( IEC ) の規格 IEC61000-4-2(注1)に準拠した試験電圧 レベル4 ( 気中放電 : ±15kV ) を越える測定限界の±30kVをクリアしています。また、電源配線やノイズ侵入経路に対する回路強化などを実施した結果、ラピスセミコンダクタ独自の試験で、従来の“タフマイコン”より30%のノイズ耐圧向上を達成しました ( ラピスセミコンダクタ製リファレンスボード、間接放電、特定条件 )。

【用語解説】

  • 注1 : 国際電気標準会議 ( IEC ) の規格 IEC61000-4-2
  • 静電気放電イミュニティ試験規格。

用途

  • センサモジュール、バッテリ充電制御、小型電動工具、小型家電、その他産業機器全般

販売計画

  • 商品名 : ML620Q133 / ML620Q136
  • サンプル出荷時期 : サンプル出荷中
  • 量産出荷予定 : 2015年12月より (月産10万個)

仕様

項目 ML620Q130ファミリ
Q131 Q132 Q133 Q134 Q135 Q136
CPU ラピスセミコンダクタオリジナル
16bit RISCコア(名称:nX-U16 / 100)
クロック 高速 内蔵RC発振 : 16MHz
低速 内蔵RC発振 : 32.768kHz
内部メモリ プログラム領域 8KB 16KB 24KB 8KB 16KB 24KB
データ領域 2KB
SRAM 2KB
シリアルインタフェース SSIO 1チャンネル
I2C 1チャンネル
UART(全二重) 1チャンネル(or 半二重 : 2チャンネル)
アナログインタフェース 10bit 逐次比較型 ADC 6チャンネル 8チャンネル
アナログ コンパレータ 2チャンネル
汎用ポート 11チャンネル 15チャンネル
その他機能
  • 安全機能 / 自己診断機能

    RAMガード機能

    ADCテスト機能

    RAMエラーリセット機能

    クロック相互監視機能

動作保証範囲 動作温度 -40°C ~ 105°C
動作電圧 1.6V ~ 5.5V
パッケージ

16pin SSOP

16pin WQFN

20pin TSSOP

 

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