瑞萨电子RA8D2系列MCU产品介绍

一、产品介绍与核心价值

瑞萨电子RA8D2系列包括支持图形处理功能的32位单核和双核MCU，集成了支持Helium矢量扩展技术的1GHz ArmCortex-M85和250MHz Cortex-M33内核。此MCU具备卓越的性能表现，7300 CoreMark跑分超过7300，并拥有出色的图形显示能力，可驱动分辨率高达1280*800的TFT-LCD显示屏并支持视觉AI应用场景。

其主要优势包括：

超高性能：Cortex-M85内核运行频率高达1GHz，支持Helium矢量扩展，适用于AI推理、音频预处理或图形渲染等计算密集型任务。在双核器件中，Cortex-M33内核可实现高效的系统分区，和更低功耗的唤醒和作。在低功耗场景下，节能的Cortex-M33内核可以作为内务CPU，负责所有其他系统任务，而Cortex-M85可在需要高性能时被唤醒，从而实现任务的有效隔离和功耗优化。

高级图形处理集成：RA8D2内置高分辨率图形LCD控制器，支持并行RGB和MIPI-DSI，适用于高分辨率图形显示场景。同时集成专用2D绘图引擎，可显著减轻CPU的图形处理负担。在视觉输入方面，提供MIPI-CSI2和16位并行摄像头接口，并配备用于图像缩放和转换的VIN模块，全面支持摄像头接入与视觉AI应用。此外，RA8D2还提供多个高吞吐量内存接口，包括32位SDRAM接口和支持8-bit数据总线的Octal SPI接口，用于存储图像数据帧缓冲区和图形数据。

RA8D2评估套件为客户提供了图形应用的开发平台，并具有LCD显示屏和摄像头模块。灵活配置软件包（FSP）集成了支持图像处理、2D加速、旋转/缩放、alpha混合等的emWin、LVGL、GUIX图形库。它还包括使用Helium加速的JPEG软解码功能。瑞萨电子已构建丰富的图形合作伙伴网络，多家合作伙伴正将其解决方案移植至RA8D2平台，这些解决方案将在RA8D2发布后陆续推出，敬请关注瑞萨官网以获取最新信息。

2D Drawing Engine（二维绘图引擎，DRW）是一种专门设计的硬件模块，用于加速图形界面的绘制任务，尤其是在嵌入式系统、工业控制、家电显示屏等图形密集型应用中。该引擎能够显著提高图形处理的效率，同时减轻MCU的运算负担。

2D Drawing Engine的关键功能

1	基本图形绘制加速 2D绘图引擎通常可以加速基本的图形绘制操作，比如线条、矩形、圆形、多边形等。通过硬件加速，这些图形能够快速呈现在屏幕上，而不必依赖软件逐点绘制。

2	图像和纹理的复制与缩放 2D绘图引擎能够对图像或纹理进行高效的复制、缩放、旋转等操作。适用于图标缩放、背景图像平滑移动等用户界面效果。

3	位块传输（BitBLT） 能够将图像数据在不同显示区域间快速搬运，大幅优化图形元素的刷新与移动效率，提升界面响应并减少视觉闪烁。

4	颜色和渐变填充 可以快速填充颜色或实现颜色渐变填充。渐变填充可以帮助设计更丰富的UI界面，比如背景的渐变效果和按钮的渐变光泽。

5	抗锯齿和锐化处理 2D绘图引擎支持抗锯齿技术，确保图形边缘更加平滑，提升视觉效果。

绘图对象示例

2D绘图引擎渲染流程图

MCU的2D绘图引擎提供了高效的图形处理能力，适用于需要快速绘制的图形界面应用。它在嵌入式系统中起到了平衡性能和功耗的关键作用。

大容量片上存储：1MB MRAM和2MB SRAM（包括TCM），并支持通过OSPI和SDRAM等接口扩展外部存储。未来，瑞萨还会推出配备4MB和8MB闪存的型号设备。

丰富外设与高速通信接口：集成双千兆以太网、支持TSN功能的以太网交换模块、USB、CAN-FD、I3C等接口，并配备带采样和保持电路的16位ADC、DAC、比较器、高分辨率定时器、以及面向音频应用的PDM和I2S接口。此外，提供符合xSPI标准的多达8线的SPI接口，可连接Octal Flash和HyperRAM等外部存储器，支持就地执行（XIP）和动态解密（DOTF）。

领先的安全性：高级安全性是RA8D2设备的关键价值，集成了支持对称和非对称算法的高级加密引擎、用于强大信任根的第一阶段引导加载程序的不可变存储以及用于系统资源分区的TrustZone。还提供防篡改和抗信道攻击（DPA/SPA）等保护机制。

低功耗设计：22nm ULL工艺，支持多种低功耗模式，可在降低功耗的同时提高性能，1.62~3.63V宽电压工作。

二、图形与AI能力

用户界面：在智能家电、工业仪表、汽车信息娱乐系统等需要GUI界面的设备上，2D绘图引擎可以加速图形元素的绘制，使得界面更加流畅。

图像渲染：2D绘图引擎可以用于小型图像渲染任务，比如显示简单的动画或图形效果。2D绘图引擎通过硬件加速图形处理，大幅提升绘图速度，降低CPU负载，适合资源受限的嵌入式环境。

RA8D2支持emWin、GUIX、LVGL等图形库和UI设计工具，配合FreeRTOS/Azure RTOS/zephyr等操作系统，可提供天气面板、恒温器、菜单设计以及丰富的动画示例等参考应用。

在AI应用场景下，CPU0（Cortex-M85）负责图形处理和AI推理运算，CPU1（Cortex-M33）负责数据采集与控制，达到不同类型任务的隔离，兼顾低功耗的需求。CPU0可以提供包括Helium加速的JPEG软解码功能，性能高达49.6fps，十分适合图像处理和视觉AI应用。

三、典型应用场景

RA8D2 MCU非常适合以下领域：

工业自动化：高分辨率HMI、机器视觉、PLC、机器人等。

消费电子：智能家电、可视门铃、监控摄像头、无人机等。

智能家居与楼宇自动化：安全面板、智能温控、照明控制、家庭网关等。

办公自动化：条码/指纹/二维码扫描仪、打印机显示屏等。

医疗健康：患者监护仪、血压监测、临床设备等。

四、总结

综上所述，RA8D2 MCU以其超高性能、强大图形与AI能力、丰富外设和领先安全性，是驱动工业、消费以及医疗等领域中高分辨率图形和视觉AI应用的理想选择。