GreenPAKの機能ブロック(マクロセル)をやさしく解説！
-“AnalogPAK”　特徴的な機能(マクロセル)-

この記事ではRenesas製品”GreenPAK“の「”AnalogPAK“　特徴的な機能(マクロセル)」についてわかりやすく解説します！
他の機能ブロックの解説記事はこちらから↓

GreenPAKのBasicな機能紹介
	LUT DFF,LATCH	FILTER EDGE DET	Pipe Delay Ripple CNT	CNT,DLY WS CTRL
	A CMP	P DLY	TEMP Sensor	OSC
	I2C	ASM	EEPROM	MF:Multi-Function
	その他
“Power GreenPAK”　特徴的な機能(マクロセル)
	LDO	RTC、BG	P-FET
“AnalogPAK”　特徴的な機能(マクロセル)
	OPAMP	Digital Rheostat	Analog Switch	Chopper ACMP
	Vref, HD Buffer	その他
“HVPAK”　特徴的な機能(マクロセル)
	HVOUT CTRL	PWM PWM Chopper	Current Sense CMP Diff AMP

“AnalogPAK”とは

ルネサスエレクトロニクスには“GreenPAK”というアナログデジタル混載のプログラマブルデバイスがあります。

この記事にたどり着いた方は十分ご存じかと思いますが、GreenPAKは小型で要望に合わせてカスタマイズ可能、そしてなによりも直感的なGUIツールを使って周辺機能を簡単に集約できることが魅力のICです。

一部製品には特別な機能（マクロセル）が搭載されており、その中でもAnalog機能リッチな製品を、通称“AnalogPAK”と呼んでいます。

ちなみにAnalogPAKのマクロセルを組み合わせて実現できる機能の紹介は、以下の記事でわかりやすくまとめられています↓

AnalogPAKでオペアンプ2段増幅してみた | 組込み技術ラボ
AFE（アナログ・フロント・エンド）GreenPAK SLG47011で自在に実装 | 組込み技術ラボ

AnalogPAKの特徴的なアナログ機能（マクロセル）

AnalogPAKシリーズの製品と、それぞれに搭載されているアナログ機能をまとめました。
もちろん、他GreenPAKに搭載されている基本機能（LUT, DFF, CNT/DLYなど）も備えています！

SLG47001/3/4の特徴      オペアンプ・可変抵抗・アナログスイッチ内蔵
SLG47011の特徴            　PGA・14bit-ADC・12bit-DACを内蔵
※SLG47001/3はSLG47004のコストダウンモデルのため、一部機能が省略されています。

各機能（マクロセル）の詳細や使い方については個別記事をぜひご覧ください！（冒頭に目次あり）

製品名	OPAmp	可変抵抗	アナログSw.	アナログCMP	ADC/DAC	通信I/F
SLG47001	2	2	1	1unit(6ch)	–	I2C
SLG47003	2	2	1	1unit(6ch)	–	I2C
SLG47004	2 +1*	2	2	3unit(4ch)**	–	I2C
SLG47011	1(PGA)	–	–	1unit***	14bit/12bit	I2C/SPI

*          3つ目のOPAmpはIN-/IN+端子が外部と接続できず、内部回路とのみ接続可能
SLG47001/3とSLG47004はオペアンプの特性が異なります（詳細はOPAMPの記事にて記載）
**        1chが2unit, 2chが1unitの構成
***      別途デジタルコンパレータあり

その他の特徴的な機能（マクロセル）

その他にもその製品独自の機能があります。以下にその一部をまとめました。

SLG47001/3

・Shift Register
Serial In/Outの最大8cycleシフトレジスタ

・Sink/Source Buffer
内部のVrefをGPIO介して外部に出力する際の低インピーダンスバッファ

・EPG(Extended Pattern Generator)
　初期設定した最大59 Byteのロジックパターンを1/2/4/8bitパラレルで出力

SLG47004

・Vref, Vref OPAMP, HD Buffer
　内部のVrefをGPIO介して外部に出力する際の低インピーダンスバッファ

・EEPROM
　2048 bitのEEPROM内蔵

・MTP(Multi Time Programable)
　最大1000回のROM書き換えが可能.　I2C経由でOn Boardでの書き換えも可能です。

SLG47011

・Current Source
　GPIO経由で電流源として機能

・Memory Table
　ADCの値やMath Coreでの計算値を格納

・Math Core
　測定データや定数との乗算、加算、減算が可能

・PWM
　12bitのPWM生成

・Digital Comparator
　ADC値やMemory Table, Math Core出力をソースとした4chデジタルコンパレータ

AnalogPAKシリーズの基本特性

製品名	電源電圧(V)	温度範囲(℃)	パッケージ	サイズ(mm)	ピンピッチ(mm)
SLG47001V	2.3 – 5.5	-40 to 85	QFN-20pin	2.0 x 3.0	0.4
SLG47001-EV	2.3 – 5.5	-40 to 105	QFN-20pin	2.0 x 3.0	0.4
SLG47003V	2.3 – 5.5	-40 to 85	QFN-24pin	3.0 x 3.0	0.4
SLG47003-EV	2.3 – 5.5	-40 to 105	QFN-24pin	3.0 x 3.0	0.4
SLG47004V	2.4 – 5.5	-40 to 85	QFN-24pin	3.0 x 3.0	0.4
SLG47004-AP	2.4 – 5.5	-40 to 125	QFN-24pin	4.0 x 4.0	0.5
SLG47011V	1.71 – 3.6	-40 to 85	QFN-16pin	2.0 x 2.0	0.4
SLG47011-EV	1.71 – 3.6	-40 to 105	QFN-16pin	2.0 x 2.0	0.4

-EVは温度拡張品、-APは車載品(AEC-Q100 Qualified)　を意味します。

車載品のみピンピッチやパッケージサイズが異なる点には注意してください。

SLG4700xシリーズは3.3V, 5.0V Logicどちらも対応していますので使い勝手がいいですね…！
SLG47011シリーズは1.8V, 3.3V Logic対応で2.0 x 2.0 mmと非常に小さいことが特徴です。
1円玉と比べてみると、どれだけ集約されたデバイスかよくわかります…！
（カスタマブルで、ADC,DAC,PGA,Math Core,RAM(Memory Table),PWM,A-CMP,D-CMP,CNT/DLY x13,LUT x31,Shift Register,DLY,On Chip Osc x2,Temp Sensorなどの機能が含まれてこのサイズ…半導体素晴らしい…）

AnalogPAKの評価環境

興味がある、評価したい！使いたい！となったあなたに評価環境をご説明します！
なお、GreenPAKのGUI設計ツール「Go Configure」には強力なシミュレーションツールも内蔵されていますので、まずはシミュレーションにて動作を確認してからの実機評価を強くお勧めします。

製品名	DIPボード	開発キット (ソケットボード)	評価ボード
SLG47001V		〇
SLG47001-EV		〇
SLG47003V	〇	〇	〇*
SLG47003-EV		〇
SLG47004V	〇	〇	〇
SLG47004-AP		〇
SLG47011V	〇	〇	〇
SLG47011-EV		〇

*SLG47003はDEMOボード

DIPボード

“GreenPAK先行開発ボード：SLG4DVKADV”,“GreenPAK Lite開発ボード：SLG4DVKLITE”といったGreenPAKの評価ボード（評価マザーボード）と接続することで、搭載型番をすぐに評価可能です。
評価ボードと接続した状態ですと、“Emulation”(ROMには書き込まず、レジスタに設計ファイル:Configを書き込み)により、動作内容を変更しながらの評価が可能です。

またDIPタイプなので、評価ボードから設計データ(Config)を書き込んだのちDIPボードを取り外し、お手元の基板と簡便に接続評価することが可能です。

開発キット(ソケットボード)

こちらも評価ボードと接続することで搭載型番をすぐに評価可能です。同じくEmulationでの動作確認も可能です。ソケットタイプなので、書き込んだICを取り外しお客様の基板に実装しての評価が可能になります。

評価ボード

SLG47004V,SLG47011Vには専用評価ボードがあります。
それぞれ搭載されているアナログ機能が評価しやすいように、ピンや周辺素子が設けられています。こちらはICの取り外しはできませんので、あくまで単独でのIC特性評価などにお使いください。

 

まとめ

RenesasのGreenPAKは回路を自由に構成できるプログラマブルデバイスです。
「こういう動作を1チップでまとめたい」、「この回路をGreenPAKで置き換えられないか」などのアイデアがございましたら、
弊社エンジニアが検討、ご提案いたしますので、どうぞお気軽にご相談ください。

またルネサス製品をお探しの方は、メーカーページもぜひご覧ください

<Renesas Electronics Corporation – 半導体事業 – マクニカ (macnica.co.jp)>