CANの概要と富士通CANの特長

技術解説
CANの概要と富士通CANの特長
洗練された故障検出機能と高い信頼性から,車載LANをはじめ,
ビル管理LANや医療関連LANなど幅広い分野で注目されるCAN
(Controller Area Network)について,その概要と富士通CAN
の特長を解説します。
特にCAN内蔵マイコンについては,当社はいち早くCANマクロ
はじめに
の開発を始め,現在ではこれを完了し,製品ラインアップの充実を
図る段階にきています。製品ラインアップも,シングルCAN(CAN
近年,各ユニット間およびモジュール間の通信では,いろいろな
1チャネル)からダブルCAN(CAN2チャネル)など,用途に合
種類の通信形式が使用されています。通信形式は,それぞれ使
わせた製品展開を行っています。
図1に,当社の通信系マクロの開発スケジュールを示します。
用される用途や環境によって要求される内容が異なり,適度な通
信レートで信頼性が確保された形式が使われるのが一般的です。
CANのはじまり
当社では,以前よりこれらの通信系マクロの開発を強化し,マイ
コンへの取込みを進めてきました。開発を行った通信マクロの種類
は,UART,I2Cバスを始めとして,IEバス,CANバス,USBな
CAN(Controller Area Network)は当初,車載系のLAN
どさまざまです。これらの各種通信マクロを搭載したマイコンは,ほ
として開発されましたが,現在ではその信頼性や洗練された故障
とんどがマクロ開発を完了し,各市場で実績をあげています。
検出機能などが認められ,幅広い分野で注目されているネットワー
図1
当社の通信系マクロ開発スケジュール
最大通信速度
USB
USB マクロ
・1.5 Mbps/8 バイト
・12 Mbps/64 バイト
標準製品展開
CAN マクロ
CAN
・プログラマブル
(最高:1 Mbps)
MB90590/5,MB90540/5 シリーズ
など製品ラインアップ充実化
Double-CAN 製品展開
IE-Bus マクロ
IE-Bus
・Mode0:4.1 kbps
・Mode1:18 kbps
・Mode2:27 kbps
I2C
MB89580 シリーズ
MB90580B シリーズ
大容量メモリ展開
FMC シリーズ標準展開
・標準:100 kbps
・高速:400 kbps
UART
FMC シリーズ標準展開
・300 bps〜31.2 kbps
多チャネル対応
1996 年
24
1997 年
1998 年
高速対応
1999 年
2000 年
FIND
Vol.18 No.1
2000
CANの概要と富士通CANの特長
クです。当社では,このCANコントローラを内蔵したマイコンを16ビ
これらのほかにも,ネットワークにノイズが乗りやすいシステムや,
ット/32ビットでリリース・開発中です。
データの信頼性が要求されるシステムなどでのCANの使用が検討
一般的には,専用通信を使用するよりネットワークを取り込むほうが,
されています。
各モジュール内に複数の通信マクロを持つ必要がなくなり,モジュー
CANコントローラの種類
ルのコストパフォーマンスと配線本数を削減できるメリットがあります。
図2に,車載LANを制御系とオーディオビジュアル系で分けた場
C A NコントローラにはB a s i c C A NとF u l l C A Nがあります 。
合に考えられるシステム例を示します。この場合,CANは制御系
BasicCANは,一般的に送信バッファと受信バッファの数が少なく,
LANに使用されます。なお,ヨーロッパでは,オーディオビジュアル
マスクレジスタにも制限があり,CPUに負荷がかかります。対して
系LANとしてもCANが使われ始めています。
FullCANは送信バッファと受信バッファの数が多く,マスクレジスタ
国内では,オーディオビジュアル系LANとしてはIEバスが一般的
においても許容範囲が大きいため,CPUへの負荷が少なくて済み
に使用されており,当社ではIEバス内蔵マイコン(MB90580Bシリ
ます。富士通が対応しているのはFullCANです。
ーズ)も量産しています。
このほかに考えられる通信系としては,ナビゲーションを中心とし
図2
車載LANのシステム例
た情報系LANがあります。
車載LANの種類には,転送レートにより情報系LAN,パワート
レイン系LAN,ボディ系LANがあります。
・情報系:数百Mbps
制御系
CAN
1 Mbps max
・パワートレイン系:約500kbps
ダッシュボード(メータ),
エンジン,キャブレタ,
トラクションコントロール,
ABS,パワーステアリング,
オートクルーズ,サスペンション,
セキュリティ
・ボディ系:数十kbps〜数百kbps
図3に車載LANの種類を示します。メータは,ハイスピード
CANとロースピードCANの双方の情報を共有するため,2つ以上
のCANの搭載が必要な場合もあります。
当社では,1チャネルはもちろん,2チャネルのCAN内蔵製品
オーディオビジュアル系
IE バス,UART,I2C
もご提供しています。
ナビゲーション,
オーディオシステム,
(CD,CD-ROM,DVD,
アンプ,チューナ,etc)
(RDS,PLL,VOLUME,
E2PROM,etc)
CANの特長
車載LANとしてCANが注目されはじめた理由に,次に挙げる
CANの5つの特長があります。
高速アクセス
伝送長により異なりますが,CANの転送レートは最大1Mbpsで
あり,制御系LANとしては適度なアクセススピードを実現できます。
図3
車載LANの種類
エラー検出
送信2つ,受信3つのエラー検出機能があり,充実しています。
短いメッセージ構成
0〜8バイトの短いメッセージ構成となっており,再送信などの場
ABS
エアバック
合に再送までの時間が短くなります。
アクセル制御
マルチマスタ方式
データとしては,マルチマスタ方式での通信となります。
AT制御
アクティブサス
パワートレイン系LAN
ECU
ハイスピードCAN
バスアクセスの優先順位
メータ
CANの適用分野としては,車載が一番に考えられますが,そ
ボディ系LAN
ロースピードCAN
れはじめています。
・ビル管理システム用LAN
情報系LAN
ドア制御
の他ほかにもCANの特長を活かして,次のようなシステムに使用さ
・船舶用LAN
CDチェンジャ
カーナビ
IDの低いものが優先されます。
カーオーディオ
I
EEE1394
MOST,
D2B
スピーカ/アンプ
ヘッドライト
携帯電話/
自動車用携帯電話
音声認識装置
パワーウィンドウ
パワーシート
・医療関連用LAN
・FA用LAN
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CANの概要と富士通CANの特長
フォーマット
表1
CANコントローラフォーマット
CANのコントローラフォーマットには,CAN Ver2.0A,CAN
標準フォーマット
CANの種類
Ver2.0Bパッシブ,CAN Ver2.0Bアクティブの3種類があります。
拡張フォーマット
受信
送信
受信
送信
・CAN Ver2.0A:標準フォーマット(ID11ビット)の送受信が可能
CANV2.
0Aコントローラ
◯
◯
──
──
・CAN Ver2.0Bパッシブ:標準フォーマットの送受信と拡張フォー
CANV2.
0Bパッシプ
◯
◯
◯
──
CANV2.
0Bアクティブ(富士通)
◯
◯
◯
◯
マット(ID29ビット)の受信が可能
・CAN Ver2.0Bアクティブ:標準フォーマットと拡張フォーマットの
送受信が可能
当社のCANマクロは,CAN Ver2.0B
アクティブをサポートしているFull CANマ
図4
CANフレームタイプ
クロであり,どのフォーマットにも適応できま
す。また,各フォーマットの対応はソフトで
●データフレーム
選択可能な仕様になっています。
データフレーム
CANの仕様では,転送レートは最高1
Mbpsです。当社のCANマクロを使用した
フレーム
スタート
場合,転送レートはプログラマブルに設定し
て,自由に選択できます。そのほかに,アクセ
アビトレーション
フィールド
コントロール
フィールド
CRC
フィールド
データフィールド
ACK
フィールド
フレーム
エンド
●リモートフレーム
プタンスマスクレジスタも2個あり,受信メッセ
リモートフレーム
ージIDに対して自由にマスクを設定できます。
フレーム
スタート
表1にCANコントローラフォーマットの種
アビトレーション
フィールド
コントロール
フィールド
CRC
フィールド
ACK
フィールド
フレーム
エンド
類と特長を示します。
●エラーフレーム
フレームタイプ
エラーフレーム
CANのフレームタイプには,データフレ
データフレーム
or
リモートフレーム
ーム,リモートフレーム,エラーフレーム,
オーバロードフレームの4つがあります。
データフレームは,データを送信する場合
エラーフラグ
(primary)
エラーフラグ
(secondary)
エラー
ディリミタ
●オーバロードフレーム
オーバロード
フレーム
の転送フォーマッ
トです。データフィールドを中
心として,アービトレーション,コントロール,
データフレーム
or
リモートフレーム
CRC,ACKフィールドから構成されています。
フレーム
エンド
オーバロード
フラグ
オーバロード
ディリミタ
リモートフレームは,相手から情報を要
求する場合の転送フォーマットであり,デー
タフレームにデータフィールドが無いフレーム
構成になります。
図5
CANコントローラのビットタイム区分
エラーフレームは,CANバスにおいてエラ
ーが起きた場合に発生します。このフレーム
●CAN 仕様のビットタイム区分
は,エラーを検知した後すぐに送信されます。
公称ビットタイム
オーバロードフレームは,次のデータ受
信までにデータが処理できなかった場合の
SYNC̲SEG
PROP̲SEG
PHASE̲SEG1
出力フォーマットです。最近ではCPU性能
が上がったせいか,あまり使用されません。
当社のCANマクロは,このすべてのフレ
サンプルポイント
●富士通 CAN コントローラのビットタイム区分
公称ビットタイム
ームタイプを自動で制御するので,CANの
通信を完全にアシストできます。
図4にCANフレームタイプを示します。
ビットタイム区分
図5にCANコントローラのビットタイム区
分を示します。
PHASE̲SEG2
SYNC̲SEG
TSEG1
TSEG2
サンプルポイント
SYNC̲SEG
PROP̲SEG
PHASE̲SEG
TSEG
:Synchronization Segment
:Propagation time Segment
:Phase buffer Segment
:Time Segment
CANの転送レートは,基本的にビットタイ
ム区分で決定されます。図5に示すように,
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FIND
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CANの概要と富士通CANの特長
CANのビットタイム区分は,次の4つのセグメントで規定されます。
ます。この時ノード2は調停によりあとにされますが,その後はID
・SYNC̲SEG(同期セグメント):ビットタイムの短縮,延長のた
の送信を停止して受信状態に遷移します。このため,バス調停後
めの同期化をとる
のCANバスにはノード2が影響しません。
・PROP̲SEG(伝播遅延セグメント):ネットワーク間の物理的デ
ィレイを補正する
データ長コード
IDの調停が終了すると,次にデータ長コードを転送します。
・PHASE̲SEG1,2(位相セグメント1):発振の誤差による
位相のずれを補正する
CANでは,0〜8バイトのデータ長が転送可能です。
当社のCANマクロでは,DLC0〜DLC3へのビット設定により,
当社では,PROP̲SEGとPHASE̲SEG1をTSEG1とし,1つの
転送するデータ長を決めることができます。
セグメントとして対応しています。PHASE̲SEG2はTSEG2として対
表2にCANデータ長のレベルを示します。
応しています。
エラー検出
サンプルポイントについては,一般仕様でも当社の仕様でも,同
当社のCANコントローラは,通信においては完全な自動エラー
じ箇所に設定できます。なお,それぞれのセグメントは,次の条件
処理をサポートしています。CANには,エラー処理機能として次
を満たす形で設定する必要があります。
の5つのエラー検知が用意されています。
[送信側]
BT≧8TQ
TSEG2≧RSJW+2TQ
・ビットエラー:送信データとサンプリングされたデータとの相違をチ
TSEG1≧Delay time +RSJW
ェックする
TQ=(PSC+1)×CLK
・アクノリッジエラー:アクノリッジスロットにおいて,どのレシーバも
BT=(3+TS1+TS2)TQ
ドミナントを返さなかったときに起きる。または,すべてのノードが
RSJW=(RSJ+1)×TQ
誤ったメッセージを受信したか,ネットワークにほかのノードが接
続されていないときに起きる
通
信
[受信側]
・CRCエラー:受信したビット例と,CRCの指し示す値が合致し
CANでは,データのレベルをドミナントとリセッシブで表現します。
・ドミナント(優性):デジタル信号
0
・リセッシブ(劣性):デジタル信号
なかったときに起きる
・スタッフエラー:ビットスタッフィングルールが守られなかった場合
1
(同一レベルが5ビット以上継続したとき)に起きる
通信調停
・フォーマットエラー:CRCディリミタ,アクノリッジディリミタ,または
CANの通信調停はIDフィールドで行われ,ほかのフィールドでは
行われません。通信調停ではIDの低い(小さい)ノードが優先と
なり,IDの高い(大きい)ノードは調停によりあとにされます。
EOF(End Of Frame)にてドミナントビットが検出されたときに
起きる
これらのエラーはそれぞれ適応エリアがあり,前述したエリア内
図6にIDフィールドでの通信調停例を示します。
でのみ有効です。
ノード1(ID=653h)はノード2(ID=65Bh)よりIDが低いた
め,ノード1が優先され,バスラインにはノード1のIDのみが乗り
図7に,エラータイプと検出範囲を示します。
エラーステータス
エラーが発生した場合,CANバスにはエラーフレームを出します。
図6
また,合わせてエラーカウントを+8します。また,正常に送受信
CANの通信調停例
ができた場合は,エラーカウントは−1します。当社のCANは,
エラーカウント数により次の4つのステータスを用意しています。
ノード 1
ID=653 h
表2
CANデータ長
DLC3
DLC2
DLC1
0
d
d
d
d
1
d
d
d
r
2
d
d
r
d
r
データバイト
ノード 2
ID=65B h
送信をやめ受信状態に入る
ノード 1 が優先
バスライン
ID=653 h
S
O
F
R
T
R
10
9
8
7
6
5
4
ID
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3
2
1
0
コントロール
フィールド
データ長コード
DLC0
3
d
d
r
4
d
r
d
d
5
d
r
d
r
6
d
r
r
d
7
d
r
r
r
8
r
d
d
d
d:ドミナント
r:リセッシブ
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CANの概要と富士通CANの特長
①エラーアクティブ:CANバスにとって,
図7
エラータイプと検出範囲
もっとも正常な状態を示すステータス
データフレーム
②ワーニングエラーアクティブ:CANバス
に少し異常があることを示すステータス
③エラーパッシブ:かなりCANバスに影響
フレーム
スタート
アビトレーション
フィールド
コントロール
フィールド
データフィールド
CRC
フィールド
ACK
フィールド
フレーム
エンド
を与え,重傷状態を示すステータス
ACK エラー
④バスオフ:完全にCANバスから切り離
された状態。この状態からCAN通信を
フレームエラー
CRC エラー
復帰するには決まった手順を踏む必要
スタッフィングエラー
がある
またマイコンに対しては,前述の①→②
ビットエラー
→③→④と遷移した場合には,状態遷移
において割り込み要求が発生します。そ
こで,プログラムで現状のステータスを確認すると,CANバスへの
図8
エラー回数とエラーステータス
影響の度合いを知ることができます。
図8にエラー回数とエラーステータスの関係を示します。
アクセプタンスマスク用レジスタ
エラーカウンタ値
256
バスオフ
エラーパッシブ
当社のCANマクロの特長の1つに,アクセプタンスマスク用レジ
スタの充実が挙げられます。アクセプタンスマスク用レジスタとは,
128
ワーニング
(エラーアクティブ)
1 1
受信時の動作で,受信メッセージIDに対してマスクを掛けるための
レジスタです。これは,CANバスを通してメッセージを受信する場
96
合に,複数IDのメッセージを受信する時の有効な手段の1つです。
エラーアクティブ
8
当社のCANマクロは,アクセプタンスマスクレジスタを2つ用意し
8
ています。それぞれ29ビットのアドレスが設定できるので,拡張フォ
8
8
異常送受信
ーマットにおいても2つのマスクレジスタを使用することができます。
正常送受信
さらに,すべてのメッセージバッファにおいて,それぞれ固有にアク
セプタンスマスクの設定が可能であり,自由に制御できます。
図9に,アクセプタンスマスク用レジスタの機能を示します。
製品ラインアップ
図9
アクセプタンスマスク用レジスタの機能
アクセプタンスマスク用レジスタにより,
受信メッセージI
Dに対して自由にマスクを設定する事ができます。
●アクセプタンスマスクレジスタ
(AMR0,
1)
図10に,CANマクロを内蔵した当社CPUの製品ロードマップを
示します。
AMR0
AM28AM27AM26AM25 ………… AM02AM01AM00
AMR1
AM28AM27AM26AM25 ………… AM02AM01AM00
当社は,これらの製品ラインアップの充実を目指す段階に入って
います。すでに4つのシリーズの開発をほぼ完了しており,16ビッ
トでは廉価版のご要求にも対応できるよう開発を行っています。ま
た,LCDコントローラドライバを内蔵した製品も計画中で,さらに32
ビット製品も開発を進めています。
また,これらの製品すべてで,Flashメモリを内蔵した製品も揃
●アクセプタンスマスク選択ビット
(AMSR)
2 アクセプタンスマスク
AMSX.
1 AMSX.
0
0
フルビット比較
0
1
フルビットマスク
1
0
アクセプタンスマスクレジスタ
(AMR0)
を使用
1
1
アクセプタンスマスクレジスタ
(AMR1)
を使用
X:0〜15
(メッセージバッファ)
えています。当社のFlashメモリ内蔵マイコンは,多彩な機能を搭
載した製品を取り揃えているほか,メモリ容量において豊富なライ
ンアップを揃えています。特に書換えは1万回が可能であり,シス
テムのバージョンアップや仕向け先による変更に十分な回数を実現
CAN評価ボード MB2000
しました。このCANを内蔵したFlashメモリ内蔵CPUでは,CAN
バス経由でFlashメモリのプログラムを書き換えることもできます。
表3に当社CAN内蔵MCUのラインアップを,図11・12・13・14・
15に各製品の特長を示します。
当社のCANマクロの評価用に,CAN評価ボード MB2000(図
16)をご用意しています。
ターゲットにはMB90590/5,MB90540/5シリーズが搭載でき,内蔵の
当社CANマクロを,評価用チップまたはFlash品で評価できます。ツー
ルでの評価時には,プローブケーブルもこのボードに直接接続できます。
28
FIND
Vol.18 No.1
2000
CANの概要と富士通CANの特長
図10
当社CAN内蔵MCUロードマップ
検討中
(ROM,RAM)
CPU の高速化
よりパフォーマンスを要求するシステムに対応
ピン数
FR CPU(MB91XXX)
208
(512 KB,16 KB)
ダブル CAN 対応
ROM/RAM の大容量化
MB90590 シリーズ
100
MB90595 シリーズ
100
(128 KB,4 KB)
LCD 搭載版
汎用化
サブクロック対応
(256 KB,6 KB)
(384 KB,8 KB)
MB90XXX シリーズ
100
(128 KB,4 KB)
MB90540 シリーズ
100
汎用化
サブクロック対応
(128 KB,6 KB)
MB90545 シリーズ
100
(128 KB,4 KB)
超廉価版への対応
MB90X9X シリーズ
64
(64 KB,2 KB)
98 年
99 年
表3
品
種
2000 年
当社CAN内蔵MCUラインアップ
MB90X9Xシリーズ
MB90590/595シリーズ
1チャネル
CAN
MB90540/545シリーズ
MB90X2Xシリーズ
1チャネル/2チャネル
2.
0B FULL
機能
バッファ
8
(R/T)
16
(R/T)
通信速度
最大 1Mbps
I
Dフィルタ
29ビット×2
2×チャネル 数
割込み
62.
5ns
最小命令実行時間
4.
5〜5.
5V
動作電圧
ROM/RAM 容量
クロック
SMC
PPGタイマ
64KB/2KB
590
:
256KB/6KB
384KB/8KB
595
:128KB/4KB
1系統
2系統/1系統
──
4チャネル
8ビット×2チャネル
(16ビット×1チャネル)
8ビット×12チャネル
(16ビット×6チャネル)
16ビット タイマ
I
CU
128KB/6KB
256KB/6KB
128KB/6KB
64KB/4KB
1系統/2系統
──
8ビット×8チャネル
(16ビット×4チャネル)
2チャネル
16ビット×3チャネル
1チャネル
4チャネル
6チャネル/4チャネル
8チャネル
OCU
──
6チャネル/4チャネル
4チャネル
──
UART
2チャネル
3チャネル/2チャネル
2チャネル
1チャネル
S
IO
──
I/O ポート
49
D/ALCD
その他
FIND Vol.18 No.1
24seg×4com
8チャネル
QFP-64
──
2000
78
8/10ビット×8チャネル
外部割込み
パッケージ
1チャネル
──
A/Dコンバータ
4チャネル
QFP-100
サウンドジェネレータ
1チャネル/──
──
低電圧検出リセット
サウンドジェネレータ
29
CANの概要と富士通CANの特長
図11
F2MC-16LX MB90590シリーズ(ダブルCAN)の特長
MB90591
MB90594
■メモリ展開
ROM 256 KB
RAM 6 KB
MB90F594A
ROM 384 KB
RAM 8 KB
MB90F591A
FLASH 256 KB
RAM 6 KB
幅広い動作電圧と高速動作
・動作電圧 VCC=4.5 V〜5.5 V
・最小マシンクロック 62.5 ns/5 V
・プログラムパッチ処理機能内蔵
・演算命令強化(符号付き乗除算追加)
■特長
全二重ダブルバッファ
・クロック同期/非同期の選択可
・専用ボーレートジェネレータ内蔵(1200〜62500 bps)
クロック同期式 3 線シリアル
転送方向 LSB ファースト/MSB ファースト切替え可
8/10 ビット・分解能アナログ入力 8 チャネル
・総合誤差 最大±5 LSB
・インテリジェント A/D 変換 シングル変換・スキャン変換
(単発変換・連続変換・停止変換)
ステッピングモータコントローラ
8 ビット PWM パルス発生器 2 チャネル
同期 4 チャネル高電流出力
クロック制御
8 ビット PPG
+
8 ビット PPG
ROM
RAM
UART
内
部
UART
UART
I/O 拡張シリアル
インタフェース
CAN コントローラ
CAN コントローラ
BUS 16 ビット
CAN コントローラ(Ver2.0 Part A and B)
転送速度 最大 1 Mbps
16 送受信メッセージバッファ
−29 ビット ID, 8 バイトデータ
F2MC-16LX
CPU コア
A/D コンバータ
8 ビット PPG
+
8 ビット PPG
8 ビット PPG
+
8 ビット PPG
8 ビット PPG
+
8 ビット PPG
8 ビット PPG
+
8 ビット PPG
外部割込み
16 ビット
リロードタイマ
I/O ポート
最大
図12
CMOS 入出力
78 本
クロックマネージメントによる低消費電力動作
・PLL 動作モード・ストップモード・スリープモード
・CPU 間欠動作モード・時計モード
クロック逓倍(PLL)回路内蔵(1/2,1,2,3,4)
・外部 4 MHZ/内部 16 MHZ 高速動作
・不要輻射ノイズの低減に貢献
任意周期デューティ比のパルス波の出力
6 組内蔵(8 ビット PPG 独立 12 チャネル使用可能)
・2 チャネル独立動作可
(1 組 2 チャネルの同一出力が可能)
・1 チャネルの 16 ビット PPG 出力動作可
・8 ビット プリスケーラ+8 ビット PPG 動作可
リアルタイム入出力制御に最適
6 チャネルのクロック周期,幅の測定 分解能 0.25μs
6 チャネルのリアルタイム出力 分解能 0.25μs
16 ビット
リロードタイマ
2 チャネル独立動作可
・リロードモード,ワンショットモード,
イベントカウントモード(エッジ選択が可能)
・ゲート入力機能によりパルス幅測定が容易
(H レベル,L レベルの設定が可能)
パッケージ QFP-100
F2MC-16LX MB90595シリーズ(シングルCAN)の特長
MB90598
■メモリ展開
MB90F598
ROM 128 KB
RAM 4 KB
MB90V595
FLASH 128 KB
RAM 4 KB
幅広い動作電圧と高速動作
・動作電圧 VCC=4.5 V〜5.5 V
・最小マシンクロック 62.5 ns/5 V
・プログラムパッチ処理機能内蔵
・演算命令強化(符号付き乗除算追加)
■特長
全二重ダブルバッファ
・クロック同期/非同期の選択可
・専用ボーレートジェネレータ内蔵(1200〜62500 bps)
クロック同期式 3 線シリアル
転送方向 LSB ファースト/MSB ファースト切替え可
8/10 ビット・分解能アナログ入力 8 チャネル
・総合誤差 最大±5 LSB
・インテリジェント A/D 変換 シングル変換・スキャン変換
(単発変換・連続変換・停止変換)
ステッピングモータコントローラ
8 ビット PWM パルス発生器 2 チャネル
同期 4 チャネル高電流出力
F2MC-16LX
CPU コア
クロック制御
8 ビット PPG
+
8 ビット PPG
ROM
RAM
UART
UART
I/O 拡張シリアル
インタフェース
CAN コントローラ
A/D コンバータ
ステッピングモータ
コントローラ
4 チャネル
内
部
BUS 16 ビット
CAN コントローラ(Ver2.0 Part A and B)
転送速度 最大 1 Mbps
16 送受信メッセージバッファ
−29 ビット ID, 8 バイトデータ
外部割込み
I/O ポート
最大
CMOS 入出力
78 本
エバリュエーション品
RAM 6 KB
クロックマネージメントによる低消費電力動作
・PLL 動作モード・ストップモード・スリープモード
・CPU 間欠動作モード・時計モード
クロック逓倍(PLL)回路内蔵(1/2,1,2,3,4)
・外部 4MHZ/内部 16 MHZ 高速動作
・不要輻射ノイズの低減に貢献
8 ビット PPG
+
8 ビット PPG
8 ビット PPG
+
8 ビット PPG
8 ビット PPG
+
8 ビット PPG
8 ビット PPG
+
8 ビット PPG
8 ビット PPG
+
8 ビット PPG
インプットキャプチャ
4 チャネル
任意周期デューティ比のパルス波の出力
6 組内蔵(8 ビット PPG 独立 12 チャネル使用可能)
・2 チャネル独立動作可(1 組 2 チャネルの同一出力
が可能)
・1 チャネルの 16 ビット PPG 出力動作可
・8 ビット プリスケーラ+8 ビット PPG 動作可
リアルタイム入出力制御に最適
6 チャネルのクロック周期,幅の測定 分解能 0.25μs
6 チャネルのリアルタイム出力 分解能 0.25μs
アウトプットコンペア
4 チャネル
I/O タイマ
8 チャネル独立
立上がりエッジ/立下がりエッジ
/L レベル/H レベル選択可
30
エバリュエーション品
RAM 6 KB
アウトプットコンペア
6 チャネル
I/O タイマ
8 チャネル独立
立上がりエッジ/立下がりエッジ
/L レベル/H レベル選択可
MB90V590A
8 ビット PPG
+
8 ビット PPG
インプットキャプチャ
6 チャネル
ステッピングモータ
コントローラ
4 チャネル
FLASH 384 KB
RAM 8 KB
16 ビット
リロードタイマ
16 ビット
リロードタイマ
2 チャネル独立動作可
・リロードモード,ワンショットモード,
イベントカウントモード(エッジ選択が可能)
・ゲート入力機能によりパルス幅測定が容易
(H レベル,L レベルの設定が可能)
パッケージ QFP-100
FIND
Vol.18 No.1
2000
CANの概要と富士通CANの特長
図13
F2MC-16LX MB90540/5シリーズ(ダブル/シングルCAN)の特長
■メモリ展開
MB90543
ROM 256 KB
/549
MB90F543
FLASH 128/256 KB
/F549
MB90V540
RAM 6 KB
RAM 6 KB
エバリュエーション品
RAM 6 KB
■特長
クロック 2 系統
クロックマネージメントによる低消費電力動作
PLL 動作モード・ストップモード・スリープモード
CPU 間欠動作モード・時計モード・サブクロックモード
F2MC-16LX
CPU コア
クロック制御
ROM
全二重ダブルバッファ
・クロック同期/非同期の選択可
・専用ボーレートジェネレータ内蔵(1200〜62500 bps)
CAN コントローラ(Ver2.0 Part A and B)
MB90540 シリーズのみダブル CAN 内蔵
転送速度 最大 1 Mbps
16 送受信メッセージバッファ 29 ビット ID, 8 バイトデータ
8 ビット PPG
+
8 ビット PPG
UART
8 ビット PPG
+
8 ビット PPG
UART
I/O 拡張シリアル
インタフェース
CAN コントローラ
内
部
BUS 16 ビット
クロック同期式 3 線シリアル
転送方向 LSB ファースト/MSB ファースト切替え可
RAM
8 チャネル独立
立上がりエッジ/立下がりエッジ
/L レベル/H レベル選択可
最大
図14
CMOS 入出力
78 本
8 ビット PPG
+
8 ビット PPG
タイムベースタイマ
/WDT
インプットキャプチャ
8 チャネル
CAN コントローラ
8/10 ビット・分解能アナログ入力 8 チャネル
・総合誤差 最大±5 LSB
・インテリジェント A/D 変換 シングル変換・スキャン変換
(単発変換・連続変換・停止変換)
8 ビット PPG
+
8 ビット PPG
アウトプットコンペア
4 チャネル
A/D コンバータ
幅広い動作電圧と高速動作
・動作電圧 VCC=4.5 V〜5.5 V
・最小マシンクロック 62.5 ns/5 V
・プログラムパッチ処理機能内蔵
・演算命令強化(符号付き乗除算追加)
任意周期デューティ比のパルス波の出力
6 組内蔵(8 ビット PPG 独立 12 チャネル使用可能)
・2 チャネル独立動作可(1 組 2 チャネルの同一出力
が可能)
・1 チャネルの 16 ビット PPG 出力動作可
・8 ビット プリスケーラ+8 ビット PPG 動作可
・18 ビットタイマ
(ウォッチドックタイマへのクロック供給)
原発振 4MHZ 時約 1ms,4ms,16ms,131ms
のインターバル時間設定可能
リアルタイム入出力制御に最適
6 チャネルのクロック周期,幅の測定 分解能 0.25μs
6 チャネルのリアルタイム出力 分解能 0.25μs
I/O タイマ
外部割込み
16 ビット
リロードタイマ
16 ビット
リロードタイマ
I/O ポート
2 チャネル独立動作可
・リロードモード,ワンショットモード,
イベントカウントモード(エッジ選択が可能)
・ゲート入力機能によりパルス幅測定が容易
(H レベル,L レベルの設定が可能)
パッケージ QFP-100
F2MC-16LX MB90X9Xシリーズ(シングルCAN)の特長
■メモリ展開
MB90X97
MB90X540
MB90FX97
FLASH 64 KB
RAM 2 KB
ROM 64 KB
RAM 2 KB
幅広い動作電圧と高速動作
・動作電圧 VCC=4.5 V〜5.5 V
・最小マシンクロック 62.5 ns/5 V
・プログラムパッチ処理機能内蔵
・演算命令強化(符号付き乗除算追加)
■特長
クロック 2 系統
クロックマネージメントによる低消費電力動作
PLL 動作モード・ストップモード・スリープモード
CPU 間欠動作モード・時計モード・サブクロックモード
F2MC-16LX
CPU コア
クロック制御
ROM
全二重ダブルバッファ
・クロック同期/非同期の選択可
・専用ボーレートジェネレータ内蔵(1200〜62500 bps)
RAM
UART
/SIO
UART
/SIO
CAN コントローラ
8/10 ビット・分解能アナログ入力 8 チャネル
・総合誤差 最大±5 LSB
・インテリジェント A/D 変換 シングル変換・スキャン変換
(単発変換・連続変換・停止変換)
8 チャネル独立
立上がりエッジ/立下がりエッジ
/L レベル/H レベル選択可
A/D コンバータ
タイムベースタイマ
/WDT
内
部
BUS 16 ビット
CAN コントローラ(Ver2.0 Part A and B)
転送速度 最大 1 Mbps
8 送受信メッセージバッファ
29 ビット ID, 8 バイトデータ
16 ビット
リロードタイマ
16 ビット
リロードタイマ
8 ビット PPG
+
8 ビット PPG
8 ビット PPG
+
8 ビット PPG
インプットキャプチャ
4 チャネル
フリーラン
タイマ
外部割込み
2000
・18 ビットタイマ
(ウォッチドックタイマへのクロック供給)
原発振 4 MHZ 時約 1 ms,4 ms,16 ms,131 ms
のインターバル時間設定可能
・リロードモード,ワンショットモード,
イベントカウントモード(エッジ選択が可能)
・ゲート入力機能によりパルス幅測定が容易
(H レベル,L レベルの設定が可能)
任意周期デューティ比のパルス波の出力
6 組内蔵(8 ビット PPG 独立 12 チャネル使用可能)
・2 チャネル独立動作可(1 組 2 チャネルの同一出力
が可能)
・1 チャネルの 16 ビット PPG 出力動作可
・8 ビット プリスケーラ+8 ビット PPG 動作可
リアルタイム入出力制御に最適
2 チャネルのクロック周期,幅の測定分解能 0.25μs
I/O ポート
パッケージ QFP-64
FIND Vol.18 No.1
エバリュエーション品
RAM 6 KB
最大 CMOS 入出力 49 本
31
CANの概要と富士通CANの特長
図15
F2MC-16LX MB90X2Xシリーズ(シングルCAN)の特長
■メモリ展開
MB90VX2X
MB90FX2X
MB90X2X
ROM 64 KB
RAM 4 KB
FLASH 128 KB
RAM 6 KB
ROM 128 KB
RAM 6 KB
■特長
クロック 2 系統
クロックマネージメントによる低消費電力動作
PLL 動作モード・ストップモード・スリープモード
CPU 間欠動作モード・時計モード・サブクロックモード
F2MC-16LX
CPU コア
クロック制御
ROM
全二重ダブルバッファ
・クロック同期/非同期の選択可
・専用ボーレートジェネレータ内蔵(1200〜62500 bps)
16 ビット PPG
UART
CAN
コントローラ
8/10 ビット・分解能アナログ入力 8 チャネル
・総合誤差 最大±3 LSB
・インテリジェント A/D 変換 シングル変換・スキャン変換
(単発変換・連続変換・停止変換)
A/Dコンバータ
16 ビット PPG
16 ビット
リロードタイマ
インプットキャプチャ
4 チャネル
フリーランタイマ
スタッピングモータ
コントローラ
4チャネル
タイムベースタイマ,
時計タイマ/WDT
8 チャネル独立
立上がりエッジ/立下がりエッジ
/L レベル/H レベル選択可
58 本
内
部
I/O拡張シリアル
インタフェース
CAN コントローラ(Ver2.0 Part A and B)
転送速度 最大 1 Mbps
16 送受信メッセージバッファ 29 ビット ID,8 バイトデータ
CMOS 入出力
低電圧検出
リセット
BUS 16 ビット
クロック同期式3線シリアル
転送方向LSBファースト/NSBファースト切替可
最大
16 ビット PPG
RAM
外部割込み
I/O ポート
LCD
コントローラ
ドライバ
エバリュエーション品
RAM 6 KB
幅広い動作電圧と高速動作
・動作電圧 VCC=4.5 V〜5.5 V
・最小マシンクロック 62.5 ns/5 V
・プログラムパッチ処理機能内蔵
・演算命令強化(符号付き乗除算追加)
任意周期デューティ比のパルス波の出力
3 チャネルの 16 ビット PPG 出力可
16 ビットリロードタイマ
・リロードモード,ワンショットモード,
イベントカウントモード(エッジ選択可)
・ゲート入力機能によりパルス幅測定が容易
(H レベル,L レベルの設定が可能)
リアルタイム入出力制御に最適
・4 チャネルのクロック周期,幅の測定 分解能 0.25μs
・4 チャネルのリアルタイム出力
分解能 0.25μs
ステッピングモータコントローラ
10 ビット PWM パルス発生器 2 チャネル
同期 4 チャネル高電流出力
最大表示能力 96 セグメント
・コモン出力 4 本ロセグメント出力 24 本
・デューティ:1/2,1/3,1/4 選択可能
パッケージ QFP-100,SQFP-100
また,CAN対象ポートにはトランシーバも接続されていますので,
図16
CAN内蔵マイコン評価ボードMB2000の構造
CANバス上に直接接続が可能です。さらに,内蔵のUART端子
にはRS232Cドライバが接続されています。このポートをパソコンの
COMポートに接続し,パソコンと通信することもできます(PCとの
通信によって,Flashマイコンのオンボード書換えも可能)。
CAN内蔵
MCU
このほかに,両サイドにCPUの各端子を直接I/Oコネクタに接続し
メインクロック
(4MHz)
ているので,端子への入力や端子レベルの評価が簡単にできます。
OSEK/VDX開発環境
最近は,CANの通信を行うシステムでOSを使用する場合,
I/Oコネクタ0
I/Oコネクタ1
CAN0
(CANドライバ)
CAN1
(CANドライバ)
OSEKを使用するケースが非常に多く見られます。当社のCANを
内蔵したCPUは,このOSEK/VDXにも対応しています。
当社製MCU用OSEK/VDXは,osCAN 16LX(16ビットMCU
用),osCAN FR(32ビットMCU用)として,ベクタージャパン社
よりご提供しています。osCANシリーズは,OSのカーネル部分と,
車載用コントロールユニットなどに必要な通信ソフトモジュールとの組
合せでできています。
RS232C
(RS232Cドライバオンボード書換え用)
OSEK/VDXを使用する場合でも,FMC-16LXシリーズの開発
環境と同様に,当社の統合開発環境(Softune Workbench)を
MB2140Aシリーズとの接続が可能。
ツールでのデバック評価に利用頂けます。
使用することができます。
CANドライバ
(ダブルCAN製品対応)
。高速CANドライバ×2を搭載しています。
図17に,実際の開発フローを示します。
CANマクロ,開発環境ともに充実している当社CAN内蔵マイコン
を,ぜひご利用ください。
32
■
FIND
Vol.18 No.1
2000
CANの概要と富士通CANの特長
図17
osCAN(16LX/FR)開発概要
:OSCAN 提供ファイル(C/ASM ソース)
コンフィグレーションファイル
(*.Oil)
カーネル
ソース
ファイル
ドライバ
ソース
ファイル
対話入力
OIL コンフィグレータ
Windows
GUI!
アセンブラ
OS
CAN 16LX/FR
C コンパイラ
ユーザ
オブジェクト
ファイル
リンカ
アプリケーション
ソースプログラム
(タスクプログラム)
Softune Workbench
ロードモジュール
デバッグ終了
ロードモジュール
ロードモジュール
コンバータ
Vector 社製 CAN,OESK
評価用ツール
エミュレータデバッガ
FLASH
ROM
ライタ
FLASH ROM
ターゲット
ボード
FIND Vol.18 No.1
2000
CAN バス接続ケーブル
CAN100BOARD
(CAN 内蔵マイコン評価用ボード)
33