デジアナ混載プログラマブルIC「GreenPAK(GPAK)」とは

実機デモで体感する“設計のしやすさ”と活用のヒント

ルネサスの GreenPAK(通称:GPAK) は、超小型・低消費電力の デジアナ混載プログラマブルIC です。

ディスクリート部品の削減、基板の小型化、設計自由度の向上といった効果から、車載・産業機器を中心に注目が高まっています。

本記事では、GPAKの基本概念から「何ができるのか」「どんな課題を解決できるのか」を設計者の視点で分かりやすくまとめます。

この記事で分かること

・GPAKとは何か(特徴とメリット)
・GPAKで作れる回路のイメージ
・GPAKが解決できる現場課題(ロジック/シーケンス/コンパレータ/アナログ)
・GUI設計〜実機評価までの流れ
・導入までの開発サイクルと支援内容


1. GPAKとは?一言でいうと「コード不要で回路が作れるカスタムIC」

GPAKは、内部に用意された素子(マクロセル)を 自由に組み合わせて回路を構築できる プログラマブルICです。
ロジックICやコンパレータなど、従来ディスクリートで構成していた機能を 1チップに集約 できるため、

・部品点数の削減
・基板の小型化
・消費電力の低減

が実現できます。さらに大きな特長が、コーディング不要 であること。
専用のGUIツールで ドラッグ&ドロップ感覚 で回路を構成でき、シミュレーション機能で事前検証も可能です。
USB接続の開発ボードを使えば、設計したデータを数分で書き込み、すぐ実機で動作確認できます。

2. GPAKでできること:機能ブロック×用途で“周辺回路”をまとめる

GPAKは製品によって内蔵ブロックは異なりますが、代表例として以下のような機能を扱えます。

・レベルシフタ
・論理回路(AND/OR/LUT)
・電圧モニタ
・ステートマシン
・カウンタ/ディレイ
・ADC/DAC
・PWM
・コンパレータ
・オペアンプ
・可変抵抗器
・Hブリッジ/ハーフブリッジ(製品による)

これらを活かして、

・監視回路/システムリセット
・I/O拡張
・LED制御
・モータ/ファン制御
・電源シーケンス
・電圧・周波数検知
・センサーインターフェース
・ポート検出

など幅広い用途に適用できます。

民生・産業を中心に採用され、車載向けラインナップも拡充。
小型化・低消費電力・柔軟なカスタマイズが求められる機器との相性が良い、という位置づけです。 

3. 設計現場の“よくある課題”をGPAKがどう解決するか

ここからは「市場で見受けられる課題→GPAKでの解決」をテーマ別に整理します。

課題1. ロジック回路の課題

・基板面積をもっと小さくしたい
仕様が固まらず変更が多い
・回路を解析されたくない(ブラックボックス化したい)

GPAKなら
ロジック回路を1チップに集約し、基板面積・部品点数を削減。
変更もGUI上の設定変更で対応でき、回路を1チップ化することでブラックボックス性も高まります。

課題2. シーケンサ/電源シーケンスの課題

・マイコンだとオーバースペック
・ディスクリートだと部品点数が増える
・変更があると手戻りが大きい

GPAKなら
カウンタ、LUT、コンパレータ等でシーケンス制御が可能。
GUIで設計でき、シミュレーションで動作確認もできるため、開発スピードを上げられます。

課題③. コンパレータ周りの課題

・しきい値設定で外付け部品が増える
・チャタリング対策、ヒステリシス調整が面倒
・仕様変更で基板改版が発生しがち

GPAKなら
閾値、ヒステリシス、ディレイ時間をGUI上で数値設定でき、変更も基板改版なしで対応しやすい。出力形式も用途に合わせて選べます(例:MCUへの割り込み等)。

課題④. オペアンプを使ったアナログ回路の課題

・ゲイン/オフセット調整が大変
周辺部品が増えがち
センサーばらつき補正の手間

GPAKなら
プログラマブル可変抵抗器で抵抗値を設定しやすく、ゲインやオフセット調整が容易。
オートトリム機能で自動キャリブレーションし、センサーばらつきの標準化にも役立ちます。

4. 導入までの開発サイクル:最短72時間で個別型番、2週間でサンプル

GPAKの導入フローは次のようなサイクルで進みます。

1.仕様・コンセプト検討/ベースダイ選定
2.デザインファイル作成
3.ルネサスへ連絡 → 最短72時間で個別型番・個別データシート発行
4.サンプル発注 → 最短2週間で到着
5.サンプル評価 → 必要ならデザイン修正(サイクル繰り返し)
6.デザイン確定 → 量産開始

ベースダイ選定は重要で、代理店FAEによるサポートも活用できます。

また、評価ボードやGUI等の開発ツール、サンプルチップを含む 開発費は不要 とされており、まず試して検証しやすいのが特徴です。


まとめ:GPAKは「周辺回路をまとめたい」設計に効く

GPAKは、デジタルとアナログを組み合わせた回路を、GUI上で直感的に設計し、短いサイクルで実機評価できるプログラマブルICです。
ディスクリート部品を減らしながら、設計変更にも柔軟に対応しやすく、「マイコンを使うほどではないが回路をまとめたい」領域で特に効果を発揮します。

資料請求・技術相談(CTA)

GPAKの評価や採用検討に向けて、以下の支援を受け付けています。

• 技術資料(アプリケーションノート、設計ガイド)
• 評価ボード/ツールの案内
• 部品選定・回路検討の相談(FAE支援)


お問い合わせ先
萩原エレクトロニクス株式会社
MEプロモーション本部 デバイス応用戦略部