SH-4A CPU(SuperH RISC engine ファミリ)とは?仕様・機能・評価ボード・開発環境・対応OSを紹介

SH-4A CPUとは、ルネサスエレクトロニクス(以下、「ルネサス」)のハイエンドマイコンです。SH-4A CPUは、キャッシュメモリやMMUを搭載し、高速データ処理が可能なSH-4Aコアを搭載しています。

SH-4A CPUシリーズの製品ライン

  • SH7451シリーズ
  • SH7456シリーズ
  • SH7457シリーズ
  • SH7459シリーズ
  • SH7723シリーズ
  • SH7730シリーズ
  • SH7734シリーズ
  • SH7780シリーズ
  • SH7785シリーズ

SH-4A CPUシリーズの仕様

Bit Size Program Memory(KB) RAM(KB) Lead count(#) Supply Voltage(V)
SH7451 32 1536 536 292 3 – 5.5
SH7456 32 1024 280 176 3 – 5.5
SH7457 32 1024 280 176 3 – 5.5
SH7459 32 1536 536 176 3 – 5.5
SH7723 32 0 16 449 3 – 3.6
SH7730 32 0 16 208 3 – 3.6
SH7734 32 0 32 440 3 – 3.6
SH7780 32 0 16 449 3 – 3.6
SH7785 32 0 152 436 3 – 3.6

出典:SuperH RISC engine ファミリマイコン

SuperH RISC engine ファミリとは

SuperH RISC engine ファミリは、ルネサス社製のハイエンドマイコンです。

SuperH RISC engine ファミリが搭載しているコアは、以下の通りです。

  • SH-2A:多彩な周辺機能を内蔵
  • SH-4A:高速データ処理が可能

こちらの記事では、SH-4Aを搭載したシリーズを紹介します。

SH-4A CPUシリーズの特長

SH-4A CPUシリーズの特長は、以下の通りです。

  • 周波数あたりの性能を高め、低消費電力を実現
  • 高い動作周波数
  • マルチコアに対応

【特長1】周波数あたりの性能を高め、低消費電力を実現し、コストを低減

SH-4Aは、CPUのアーキテクチャとして以下の2つを採用しています。

  • スーパースカラ
  • ハーバードアーキテクチャ
スーパースカラ

SH-4Aは、スーパースカラを採用しています。

スーパースカラとは

スーパースカラとは、CPUを高速化するアーキテクチャの一つ。一度に複数の命令を読み込み、同時に実行できる。パイプライン処理を複数並列させて実現している。

パイプライン処理とは

パイプライン処理とは、コンピュータの高速化を図る技術のひとつ。パイプライン処理では、1つの命令を独立したステージに分割し、各ステージを並列的に実行する。これにより複数の命令がオーバーラップされ、処理が高速化される。

このためSH-4Aは、1クロックで最大2命令の並列実行を可能にします。

ハーバードアーキテクチャ

またSH-4Aは、ハーバードアーキテクチャを採用しています。

ハーバードアーキテクチャとは

ハーバードアーキテクチャとは、バスアーキテクチャの一つ。命令用とデータ用のバスを分ける構造を取っている。これにより、CPUが命令をフェッチしている間でも、データバスを用いてデータにアクセスが可能になる。

従来のSuperHシリーズでは、命令用とデータ用のバスを兼用していました。SH‐4Aではハーバードアーキテクチャの採用により、命令取込みとデータアクセスの競合が発生しません。これにより、メモリアクセスが連続する演算においても、大幅な性能低下は起こりません。

【特長2】高い動作周波数

SH-4Aの動作周波数は、最大600MHzです。

動作周波数とは

動作周波数とは、CPUの性能を示す指標の一つ。別名、「クロック周波数」とも言う。クロックとは、CPUが処理を同期させるために用いる信号のこと。動作周波数・クロック周波数は、文字通り、クロックの周波数のことで、1秒当たりのクロック数(単位:Hz・ヘルツ)で表示する。

SH-4Aは、旧シリーズでは5段構成だったパイプライン構成を7段としています。

これにより、高い動作周波数を実現しました。

動作周波数については、以下のページをご覧ください。

マイコン・CPUの動作周波数(クロック周波数)とは?初心者向けに意味・定義をわかりやすく解説

【特長3】マルチコアに対応

SH-4Aは、マルチコアに対応しています。

マルチコアとは

「マルチコア(メニーコア)」とは、1つのプロセッサの中に複数のCPUコアを内蔵する技術のこと。マルチコアのプロセッサは、複数の処理を並列しておこなうことで、シングルコアに比べ、高い処理能力を実現している。マルチコアによって高機能化されたプロセッサは、「マルチコアプロセッサ」と呼ばれる。

SH-4Aのシリーズ最上位のSH7786は、コアを2つ搭載しています。このコアは、SMP(対象型マルチプロセッシング)とAMP(非対称型マルチプロセッシング)のどちらにも対応しています。

SMP(読み方:エスエムピー)

SMPは、対象型のマルチコアシステム。「対象型マルチプロセッシング」を意味するSymmetric Multi-Processorの略。コアごとの役割が平等であり、統一になっている。

AMP(読み方:エーエムピー)

AMPは、非対称型のマルチコアシステム。「非対称型マルチプロセッシング」を意味するAsymmetric Multi-Processorの略。コアごとの役割は異なり、それぞれのコアで固有のプログラムが動作する。

SMPを採用した場合では、CPUコアは1つのOSの元で動きます。このため、CPUの数を意識することなく、ソフトウェアを構築できます。

一方AMPを採用した場合では、各OSが得意な処理を独立したCPUで実行できます。

マルチコアの詳細は、以下のページをご覧ください。

組み込みにおけるマルチコア、マルチコアプロセッサとは?種類・定義・特徴をわかりやすく解説

SH-4A CPUシリーズの入手方法

SH-4A CPUシリーズは、以下のルネサスの特約店・取扱店や、オンラインショップなどで購入できます。

SH-4A CPUシリーズの開発環境

SH-4A CPUシリーズに対応した代表的な開発環境は、以下の通りです。

  • High-performance Embedded Workshop
  • IAR Embedded Workbench
  • 統合開発環境MULTI

SH-4A CPUシリーズの評価ボード

SH-4A CPUシリーズの評価ボードは、以下の通りです。

搭載MPU 特徴 対象 データシート
AP-SH4A-0A SH7780 PCIホスト評価ボードと接続可能 PCIバスを評価したい方 AP-SH4A-0Aのデータシート
AP-SH4A-1A SH7730 RS-232アダプタと接続可能 RS-232通信を評価したい方 AP-SH4A-1Aのデータシート
AP-SH4A-2A SH7763 USBホスト/ファンクションや、Ethernetなどの周辺機能を搭載 USBやEthernetなどの周辺機能を中心に評価したい方 AP-SH4A-2Aのデータシート
AP-SH4A-3A SH7785 Ethernetポートを搭載し、Ethernetのサンプルプログラムも付属 Ethernetを中心に評価したい方 AP-SH4A-3Aのデータシート
AP-SH4A-4A SH7734 LCDキットや無線LANモジュールに対応 LCDを使って評価したい方

無線LAN機能を中心に評価したい方

AP-SH4A-4Aのデータシート

AP-SH4A-0A

AP-SH4A-0Aは、アルファプロジェクト社製の評価ボードです。

AP-SH4A-0Aは、別売りのPCIホスト評価ボード「AP-SH4A-0AEVB」が用意されています。この2つの評価ボードを搭載すると、簡単にPCIバスの評価が可能になります。

このためAP-SH4A-0Aは、「PCIバスを評価したい」という方に最適な評価ボードです。

AP-SH4A-0Aの価格・購入方法

AP-SH4A-0AEVBの価格・購入方法

AP-SH4A-1A

AP-SH4A-1Aは、アルファプロジェクト社製の評価ボードです。

AP-SH4A-1Aは、RS-232アダプタを接続できます。これにより、RS-232通信を簡単に実現できます。

このためAP-SH4A-1Aは、「RS-232通信を評価したい」という方に最適な評価ボードです。

AP-SH4A-1Aの価格・購入方法

AP-SH4A-2A

AP-SH4A-2Aは、アルファプロジェクト社製の評価ボードです。

AP-SH4A-2Aは、USBホスト/ファンクションや、Ethernetなどの周辺機能を搭載しています。

このため、AP-SH4A-2Aは、「USBやEthernetなどの周辺機能を中心に評価したい」という方に最適な評価ボードです。

AP-SH4A-2Aの価格・購入方法

AP-SH4A-3A

AP-SH4A-3Aは、アルファプロジェクト社製の評価ボードです。

AP-SH4A-3Aは、DDR2-SDRAM、PCIコントローラ、ディスプレイユニット等のインタフェースを搭載しています。

また、Ethernetポートも搭載しており、Ethernetのサンプルプログラムも付属しています。

このため、AP-SH4A-3Aは、「Ethernetを中心に評価したい」という方に最適な評価ボードです。

AP-SH4A-3Aの価格・購入方法

AP-SH4A-4A

AP-SH4A-4Aは、アルファプロジェクト社製の評価ボードです。

AP-SH4A-4Aは、他の評価ボード同様、USBインターフェースやEthernetなどに対応しています。

また、アルファプロジェクト社製のLCDキットの「LCD-KIT-B02」「LCD-KIT-C01」「LCD-KIT-D02」や、無線LANモジュール「WM-RP-10」にも対応しています。

このため、AP-SH4A-4Aは、「LCDを使って評価したい」「無線LAN機能を中心に評価したい」という方に最適な評価ボードです。

AP-SH4A-4Aの価格・購入方法

SH-4A CPUシリーズの対応OS

SH-4A CPUシリーズに対応している主なOSは、以下の通りです。

  • HI7750/4
  • HI7300/PX
  • μC3(マイクロ・シー・キューブ)/Standard(弊社製品)

弊社製品「μC3(マイクロ・シー・キューブ)」のご紹介

高性能リアルタイム処理向けRTOS「μC3(マイクロ・シー・キューブ)/Standard」

μC3(マイクロ・シー・キューブ)/Standardは、μITRON4.0のスタンダードプロファイルをベースに、32/64ビットプロセッサが搭載された組込みシステム向けのRTOSです。

μC3/Standardは、高性能プロセッサがより高度なリアルタイム制御に耐えられるよう、割込み禁止時間を極力なくし、割込み応答性を最重要課題として設計したRTOSです。

ARM Cortex-Aシリーズ、ARM Cortex-Rシリーズだけでなく、高性能な ARM Cortex-MやRenesas RXシリーズにも対応しています。

32/64bitの高性能プロセッサに最適化
割り込み応答性を高め、32/64bitの高性能プロセッサ向けに最適化されたμITRON4.0仕様のカーネル。
豊富なプロセッサ・サポート
業界随一のプロセッササポート実績があり、技術サポートも充実しています。CPUの選択肢を広げ、機会費用を抑える事ができます。業界随一のCPUサポート実績があり、技術サポートも充実しています。ご使用予定のデバイスで直ぐに開発着手が可能で、ご質問に対して24時間以内の1次回答を徹底しています。
マルチコア対応
組込み機器向けに最適なAMP型カーネル。マルチコアによって、リアルタイム性能を強化します。
豊富なデバイスドライバを用意
I2C, SPI, GPIO, SDなどのデバイスドライバをオプションで用意。(UART, Timer, INTCはμC3に、EthernetドライバはμNet3に付属しています。)

詳しい資料をご希望の方は、下記より製品ガイドをダウンロードしてください。

資料ダウンロード(無料)

μC3のライセンスの種類・詳細

ライセンスの種類

ライセンスの種類は3つあります。

  • 研究開発用プロジェクトライセンス
  • 開発量産用プロジェクトライセンス
  • プラットフォームライセンス

研究開発用プロジェクトライセンス

研究開発用プロジェクトライセンスは、研究開発のみ可能なライセンスです。ライセンス購入時の段階で、製品化まで見えていない場合や、フィジビリティスタディの場合にお勧めです。

研究開発用プロジェクトライセンスのライセンス費用は、このあとご紹介する開発量産用プロジェクトライセンスの60%の価格です。

有償の保守契約に加入中の場合、開発量産用プロジェクトライセンスのライセンス費用の40%オフの価格でアップグレードが可能です。

開発量産用プロジェクトライセンス

開発量産用プロジェクトライセンスは、研究開発から量産販売までが可能な標準的なライセンスとなります。開発量産用プロジェクトライセンスの対象製品の範囲には、1種類の製品型番だけでなく、その製品ファミリ(派生機種)が含まれます。

有償の保守契約に加入中の場合、プラットフォームライセンスのライセンス費用との差額でアップグレードが可能です。

プラットフォームライセンス

プラットフォームライセンスは、プロジェクトライセンスの対象範囲を広げたライセンスです。プラットフォームライセンスの対象製品は、1種類の製品ファミリだけでなく、複数の製品ファミリが範囲となります。サイトライセンスではございません。

※弊社のライセンスはプロジェクトライセンスの形式を採っております。ご購入時に該当プロジェクトの名称をご登録頂く必要があり、その際、「計測機器」などの抽象的な名称ではなく、具体的な名称を頂戴しております。

お客様のご要望をお聞きした上で適切な範囲を設定させて頂きますので、先ずは、担当営業にご相談下さい。

ポイント
  • 研究開発用プロジェクトライセンス:製品化まで見えていない場合や、フィジビリティスタディの場合にお勧めなライセンス
  • 開発量産用プロジェクトライセンス:研究開発から量産販売までが可能な標準的なライセンス
  • プラットフォームライセンス   :1種類の製品ファミリだけでなく、複数の製品ファミリを範囲とするライセンス

ライセンスの詳細

  • ライセンス費用の金額・計算方法:ライセンス購入時の固定の一括払いのみでご使用いただけます
  • 開発人数制限 :無(ただし同プロジェクト内)
  • 提供形態 :ソースコード
  • 使用範囲 :定義されたプロジェクト内
  • 使用CPU :型番固定ではなくCPUシリーズ(例:STM32F4シリーズ)
  • μC3/ConfiguratorはCPUシリーズ毎に用意されています

ライセンスの価格などの詳細については、下記よりプロダクトガイドをダウンロードしてご覧ください。

資料ダウンロード(無料)

保守について

製品定価には契約日の翌月1日から6ヶ月分の無償保守が含まれています。その後、有償で保守を継続することが可能です。

また、年間保守費用は製品定価の40%になります。

無償保守期間終了後、継続して有償保守サービスにご加入いただいた場合は、製品定価の20%になります。(ただし、初年度分の保守とライセンスをセットで購入された場合は、初年度分に限り製品定価の15%になります。)

*研究開発用プロジェクトライセンスの保守費用は開発量産用プロジェクトライセンスの定価の20%になります。

保守サービスには以下が含まれています。

  • メールによる技術サポート(1営業日以内に1次回答)
  • 製品の無償バージョンアップ