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 FIND Vol.18 No.1 2000 25 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， 26 FIND Vol.18 No.1 2000 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 FIND Vol.18 No.1 2000 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 27 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
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