Компания atmel расширяет arm cortex-m4-совместимое семейство флеш-микроконтроллеров

Atmel Corporation: SAM4E — семейство микроконтроллеров на основе ядра ARM® Cortex™-M4, отличающееся расширенным набором коммуникационных периферийных узлов и интегрированным модулем вычислений с плавающей точкой (FPU)

Благодаря широкому набору функций новые устройства семейства SAM4E идеально подходят для применения в системах промышленной автоматизации, управления зданиями и помещениями, контроля и управления энергопотреблением, приложениях машино — машинного взаимодействия (M2M), а также автомобильных приложениях.

Основанные на процессорном ядре ARM® Cortex™-M4, микроконтроллеры семейства SAM4E компании Atmel обеспечивают более высокую вычислительную мощность (максимальная рабочая частота ядра достигает 120 МГц), интегрируют сопроцессор операций с плавающей точкой и модуль кэш-памяти, обеспечивающий доступ к Flash — памяти устройства с нулевым временем ожидания на максимальной рабочей частоте. Кроме того, устройства семейства SAM4E интегрируют Flash — память объемом до 1 Мбайт, модули обеспечения безопасности и секретности, а также обширный набор модулей коммуникационных интерфейсов, таких как 10/100 Мбит/с Ethernet MAC с поддержкой IEEE 1588, USB 2.0 (клиент) и двухканальный модуль интерфейса CAN. Высокая производительность и высокий уровень системной интеграции устройств семейства SAM4E обеспечивают удовлетворение непрерывно растущих потребностей современного рынка в решениях высокоскоростных проводных и беспроводных коммуникационных интерфейсов.

Отличительной особенностью аналоговой периферии микроконтроллеров является интеграция двух независимых 16-битных АЦП, обеспечивающих функции одновременной выборки и хранения данных, корректировку смещения и ошибки усиления, а также оснащенных усилителями с программируемым коэффициентом усиления, позволяющими измерять входные сигналы с высокой точностью в широком диапазоне напряжений.

«Промышленные приложения, ориентированные на рынок систем автоматизации производства, такие как программируемые логические контроллеры (PLC), требуют применения микроконтроллеров, обладающих высокой производительностью, расширенными коммуникационными и аналоговыми функциями», — заявил Ингер Фридриксен (Ingar Fredriksen), директор подразделения разработки микроконтроллеров компании Atmel® Corporation. «Новое семейство микроконтроллеров SAM4E компании Atmel® соответствует данным требованиям, отличаясь уникальной комбинацией высокой производительности и наличия интегрированного сопроцессора операций с плавающей точкой, а также усовершенствованных аналоговых модулей. Новое семейство ARM® Cortex™-M4 — совместимых микроконтроллеров дополняет обширную и разнообразную серию ARM — совместимых продуктов компании, предлагая разработчикам широкий спектр устройств, основанных на популярном микроконтроллерном ядре ARM®».

Ускорение разработки проектов обеспечивается поддержкой микроконтроллеров семейства SAM4E современной интегрированной платформой разработки (IDE) Atmel® Studio 6. Платформа доступна для бесплатной загрузки и включает в себя Atmel® Software Framework — полную библиотеку исходных кодов, примеров проектов, драйверов и стеков. Кроме того, Atmel® Studio 6 обеспечивает доступ к галерее приложений Atmel® Gallery компании Atmel®, предоставляющей инструменты и различные расширения для разработки встраиваемых решений, а также доступ к Atmel® Spaces — совместно используемому пространству в облачном хранилище для размещения программных и аппаратных проектов, ориентированных на микроконтроллеры компании Atmel®.

Модельный ряд микроконтроллеров семейства SAM4E представлен устройствами с объемом интегрированной Flash — памяти 512 кбайт и 1024 кбайт в 144 — выводных корпусах QFP и BGA.

В настоящее время доступны ознакомительные образцы микроконтроллеров с объемом интегрированной Flash — памяти 1024 кбайт, начало массового производства устройств запланировано на февраль 2013 г.

Дополнительная информация о данном продукте компании Atmel® Corporation доступна на странице: http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/sam4e.aspx

Отличительные особенности:

  • Ядро ARM® Cortex™-M4 с рабочей частотой до 120 МГц
  • Интегрированный аппаратный модуль вычислений с плавающей точкой
  • Объем интегрированной памяти:
    • Flash: 512 кбайт или 1024 кбайт с поддержкой функции самопрограммирования
    • RAM: 128 кбайт
  • Интегрированный аппаратный криптографический модуль (AES)
  • Модуль интерфейса внешней шины
  • Коммуникационные интерфейсы:
    • 10/100 Мбит/с Ethernet MAC
    • USB (Full-Speed)
    • Двухканальный модуль CAN
    • 3 канала SPI
    • 2 канала I 2 C (TWI)
    • 4 канала USART
  • Модули аналоговой периферии:
    • Два 16 — битных независимых АЦП
    • Двухканальный 12 — битный ЦАП
    • Аналоговый компаратор
    • Датчик температуры o Модуль поддержки емкостного сенсорного интерфейса (32 канала)
  • Модуль высокоскоростного интерфейса MCI для подключения карт памяти SD / MMC
  • Функция параллельного захвата данных на линиях ввода / вывода
  • Модуль квадратурного энкодера (2 канала)
  • До 9 таймеров — счетчиков
  • 4 ШИМ — контроллера
  • До 117 линий ввода / вывода общего назначения
  • Диапазон напряжения питания от 1.6 В до 3.6 В
  • Доступны в корпусах QFP и BGA с количеством выводов 100 или 144

Область применения:

  • Системы промышленной автоматизации и машино — машинного взаимодействия (M2M):
    • Программируемые логические контроллеры (PLC)
    • Системы управления электроприводами
    • Робототехника
  • Системы управления зданием и помещением:
    • Шлюзы
    • Системы контроля доступа
    • Панели управления
    • Системы управления комнатой
  • Энергетика:
    • Системы взаимодействия с источниками питания
    • Системы управления коммутационным оборудованием
    • Системы управления инверторами
  • Сопутствующие решения:
    • Системы управления автотранспортными перевозками
    • Интегрированные средства обработки и передачи данных

Инструментальные средства:

  • SAM4E-EK — полнофункциональный оценочный комплект, обеспечивающий ускорение разработки конечных приложений и отладки программных алгоритмов. Комплект базируется на микроконтроллере SAM4E16EA и является рекомендуемым набором для оценки и изучения всех устройств семейства SAM4E. Начало поставок комплекта SAM4E-EK планируется на 14 января 2013 г.

Микроконтроллеры ARM Cortex M4F от STMicroelectronics

В ассортименте компании «ЧИП и ДИП» представлена новая серия микроконтроллеров STM32F4 от STMicroelectronics. Расширение платформы STM32 основано на последней версии ядра ARM Cortex-M4, которая добавляет новые возможности в сфере обработки сигналов и более быстрые по времени выполнения операции к уже хорошо зарекомендовавшей себя линейке микроконтроллеров STM32.

Сфера применения семейства STM32, построенного на базе 32-х разрядного ядра, довольно широка: медицинские приборы, средства измерений, кассовое оборудование, автоматизация и безопасность зданий, домашние аудио системы и пр. И с новой серией STM32 F4 производитель надеется расширить список сферы применения своей продукции. DSP инструкции, выполняемые за один такт, открывают для нового продукта двери на рынок цифровых сигнальных контроллеров, который требует высокие показатели вычислительной способности и DSP-инструкции для особо требовательных в этом плане приложений, таких как медицинское оборудование, управление двигателями и охранное оборудование.

Обеспечивая аппаратную (полное совпадение выводов) и программную совместимость с серией STM32 F2, и в то же время, имея больший объем SRAM, повышенную производительность и лучшую помехоустойчивость периферии, серия F4 позволит разработчикам улучшить конечный продукт, если им необходимо больше объема памяти, производительности или особенностей периферии. Также, если разработчик использует в своем продукте два чипа – MCU и DSP, то теперь он может объединить возможности этих двух чипов в одном высокопроизводительном сигнальном контроллере.

Наряду с уже упомянутой аппаратной и программной совместимостью с серией F2, серия F4 имеет повышенную производительность (168 МГц / 210 DMIPS вместо 120 МГц / 150 DMIPS), DSP-инструкции, выполняемые за один такт, математический сопроцессор, увеличенную SRAM (192 Кб вместо 128 Кб), встроенную Flash-память от 512 Кб до 1 Мб и усовершенствованную периферию для задач отображения, реализации интерфейсов и криптографии. 90 нанометровая КМОП-технология и встроенный фирменный «ускоритель памяти» ART Accelerator позволяют получить современные показатели производительности с беспрерывным исполнением программы на частоте до 168 МГц и лучший в своем классе уровень энергопотребления.

Особенности серии STM32 F4:
• сверхбыстрая передача данных, с семиуровневой матрицей двойной высокоскоростной шины (AHB) и мульти-DMA контроллером, которые позволяют производить параллельно обработку и передачу данных;
• встроенный FPU одинарной точности повышает качество выполнения алгоритмов управления, добавляет больше возможностей приложениям, улучшает эффективность кода, устраняет разброс, позволяет использовать инструменты мета языка;
• высокая интеграция, до 1 Мб Flash-памяти, 192 Кб SRAM, схема перезагрузки (сброса), внутренние RC и PLL, часы реального времени с потреблением до 1 мкА;
• экстра гибкость в снижении энергопотребления в приложениях, требующих как высоких производительных мощностей так и пониженного энергопотребления при работе на малых величинах напряжения или от аккумуляторов. Для этого предусмотрены 4 Кб резервной SRAM, чтобы сохранить данные при разрядке батарей, потребление часов реального времени, не превышающее 1мкА и внутренний регулятор напряжения со способностью определения уровня напряжения, позволяющий выбирать высокопроизводительный режим работы или режим пониженного энергопотребления;
• широкий выбор средств разработки и программного обеспечения, включающий разнообразные IDE, инструментарий мета языков, библиотеки DSP и прочих полезных функций, недорогие стартовые наборы;
• богатая, инновационная периферия:
— интерфейсы: интерфейс камеры, процессор Crypto/Hash HW, Ethernet MAC10/100 с поддержкой IEEE 1588 v2, два USB OTG
— аудио: специализированный аудио PLL и два полнодуплексных I2C
— до 15 коммуникационных интерфейсов, включая 6 UART, работающих на скорости до 10 Мбит/с, три SPI, работающих на скорости до 42 Мбит/с, три I2C, два CAN, SDIO
— обработка аналоговых сигналов: два 12-битных ЦАП, три 12-битных АЦП достигающих 2.4 MSPS или 7.2 MSPS при поочередной их работе
— до 17-ти таймеров: 16- и 32-битных, работающих на частоте до 168 МГц

Читайте также  Плавное включение нагрузки интегрального стабилизатора напряжения

Продукция серии STM32 F4 представлена пока в следующих вариантах:

STM32F405RGT6: в дополнение к богатой периферии, включающей таймеры, три АЦП, два ЦАП, последовательные интерфейсы, интерфейс внешней памяти, часы реального времени, модуль для подсчета CRC, аналоговый генератор случайных чисел, микроконтроллер STM32F405RGT6 имеет USB-OTG интерфейс, а также 1 Мбайт Flash-памяти. Прибор выпускается в корпусе LQFP64.

STM32F407VET6 и STM32F407ZGT6 : расширена периферия, в дополнение к периферии STM32F405 добавлен второй USB-OTG интерфейс, интегрированный Ethernet MAC 10/100 с поддержкой MII и RMII, от 8 до 14-ти разрядный интерфейс камеры, позволяющий произвести соединение с КМОП-камерами при работе на скорости до 67.2 Мбайт/с. Микроконтроллеры STM32F407 доступны в корпусах — LQFP100 и LQFP144: и Flash-памятью от 512 Кбайт до 1 Мбайта.

Communities › Электронные Поделки › Blog › Быстрый старт с SAM4S-EK (Cortex M4 от Atmel)

Недавно компания Rainbow подарила мне плату SAM4S-EK и отладчик SAM-ICE, правда с одним условием, нужно было написать обзор данной платы.
Я же решил проявить небольшую инициативу и сделать более полезную для сообщества статью.

Не сочтите за рекламу кого либо или чего либо, запись больше для саморазвития читателей.

Итак плата SAM4S-EK, что же это за зверь, с чем его есть, что и как установить, чтобы написать и самое главное протестировать в железе первые строки кода.

Что есть на плате:
Микроконтроллер SAM4S (1024 Kb Flash, 128 Kb SRAM), 2 Гигабайта NAND Flash, разъем под Micro-SD карту памяти, графический TFT дисплей, микрофон, выход на наушники, аналоговые входы и выходы, кнопки, переменные резисторы и прочие вещи, которые могут каким либо образом пригодится разработчику.

Буду сравнивать данное семейство микроконтроллеров с их прямыми конкурентами STM32, которые я активно использую в своих разработках в последнее время.

Писать код мы будем в Atmel Studio с использованием ASF библиотек.
ASF— это по сути подобие HAL у STM32, но есть и отличия. Например код, написанный на ASF будет работать как на XMEGA так и на SAM контроллерах, то есть не возникает проблем с переносом своих наработок с более раннего семейства на более позднее без перелопачивания тысяч строк кода. У STM с этим большие проблемы.

Так как я отношусь к категории олдфагов, сидящих на старом железе со старыми и давно не поддерживаемыми операционными системами, то мне пришлось попотеть, чтобы найти Atmel Studio 6 совместимую с Windows XP. Обладатели же Windows 7 и выше могут без проблем скачать последнюю версию студии с официального сайта

В дистрибутив уже входят драйвера для SAM-ICE и других популярных программаторов и отладчиков, а так же библиотека ASF. Если же вы не планируете или не желаете ставить студию, а предпочитаете использовать другие среды разработки — ASF можно найти в виде отдельного пакета все на том же сайте.
Среда разработки бесплатна, что для меня немаловажный плюс, так как стараюсь последнее время не использовать пиратский софт.

Продолжим.
Студию установили, тысячу раз перезагрузились (а как вы хотели, это ж студия, пусть и переработанная компанией Atmel но в глубине всё же та самая, тормозная Visual Studio)

Теперь создадим новый проект File > New > Project

Создаем проект из шаблона, выбираем используемую плату C/C++ > User Board > User Board SAM4S-EK

Задаем имя, расположение проекта и имя рабочего пространства. Solution это то же самое, что и Workspace в IAR.

Все, мы создали первый проект. Перед нами окно Atmel Studio

Для добавления функционала из библиотеки ASF можно применить Wizard: Project > ASF Wizard
Добавляем необходимые драйвера.

Шаблон программы для микроконтроллера у нас есть, драйвера периферии тоже, осталось дописать логику работы.

Помигаем светодиодами на плате.

Они подключены к выводам PA19 и PC20.

Для сборки прошивки нажимаем Build > Build Solution — если ошибок в коде нет — то прошивка соберется

Заливаем прошивку в плату Debug > Start Without Debugging. Сначала правда указываем в открывшемся окне, через какой программатор это сделать.

Смотрим на результат, все получилось, ничего сложного.

PS Дабы не возникало комментариев вида: Зачем это здесь, у нас все равно нет такой платы, че она так дорого стоит, как ее в устройство запихивать и тд.
Во первых: я плату не покупал, сколько она примерно стоит представляю, но она и нужна постольку поскольку, можно и свою плату под выбранный микроконтроллер развести.
Во вторых: материал предоставлен в образовательных целях.
В третьих: плата оценочная, то есть на ней прикидывается функционал будущего устройство, а потом уже разводится и делается своя печатная плата в которую впаивается микроконтроллер. Это не ардуино, котрую лепят целиком в готовое устройство, а лишь инструмент для разработки.

В дальнейшем планирую более глубокое знакомство с данным семейством микроконтроллеров, хочу попробовать портировать свой информер, который сейчас работает на STM32. Стоит ли публиковать продолжение моих экспериментов в данном сообществе в дальнейшем?

Интересные семейства микроконтроллеров Cortex от Atmel

Общаясь с разработчиками различной электроники (как любителями, так и профессионалами), я и мои коллеги обратили внимание, что широкой публике практически неизвестны микроконтроллеры Atmel на платформе Cortex-M. Я решил подготовить обзор по новым семействам микроконтроллеров, чтобы показать: не AVRом единым интересен Atmel.

Эпоха ARM Cortex-M началась с платформы Cortex-M3. Несмотря на то, что Atmel стал одним из первых производителей микроконтроллеров на платформе ARM7TDMI, компания не проявила интереса к новой платформе, сфокусировавшись на развитии собственных платформ. В результате этого, первыми серийными контроллерами нового типа стали микроконтроллеры STM32 от компании ST.

Вторым обстоятельством послужило то, что выпуск первых микроконтроллеров на платформе Cortex-M у Atmel пришелся не на лучшие времена. Следствием этого стали существенно более высокие цены на Atmel’овские контроллеры в сравнении с ST.
Оба этих обстоятельства закрепили приоритет за микроконтроллерами STM32. Причем это лидерство год за годом закреплялось все сильнее, поскольку в Сети стало появляться все больше и больше материалов по разработке на STM32. А к аналогам от Atmel на нашем рынке стал применяться один из двух стереотипов:
1. Atmel = AVR
2. Cortex’ы от Atmel дорогие и не интересны для использования.

Если первый стереотип развеивается заходом в соответствующий раздел на сайте Atmel, то со вторым все немного сложнее. С ним мы и попробуем разобраться.

В обзоре я не стану перечислять все семейства, расскажу только о тех, которые отвечают одному или обоим критериям:
• уникальные особенности семейства;
• цена лучше, чем у конкурентов, или сопоставима (здесь я вынужден сделать оговорку, что речь идет о сопоставимости оптовых цен).

SAM S и SAM E

Это микроконтроллеры на основе ядра ARM Cortex-M7, дебютировавшего в этом году у Atmel и у ST. Преимущества этого ядра по сравнению с предшествующим Cortex-M4 заключаются в наличии аппаратной поддержки вычислений с плавающей точкой двойной точности (у Cortex-M4 – только одинарной точности, и не во всех Cortex-M4, а только в Cortex-M4F), более высокой производительности (DMIPS/MHz примерно в 1,6 раза выше) и более высокой тактовой частоте ЦПУ (до 300 МГц).

Читайте также  Использование термисторов для ограничения бросков тока в источниках питания

SAM S – это «базовое» семейство, SAM E – это семейство c Ethernet и CAN на борту. Микроконтроллеры доступны в корпусах LQFP (64, 100, 144 вывода) и LFBGA (100 и 144 вывода). Размеры Flash памяти – от 512 до 2048 КБ. Все контроллеры имеют на борту USB (Host, Device) и интерфейс для подключения КМОП-матриц. В некоторых модификациях (зависит от размера корпуса) имеется интерфейс внешней памяти и интерфейс работы с картами памяти. Кроме этих двух семейств есть еще семейство SAM V, но это аналоги названных ранее семейств для автомобильной промышленности. Столкнуться с ними Вы можете только в отладочном комплекте, общим для всех семейств с ядром Cortex-M7.

Если сравнивать эти контроллеры с аналогами от ST, то в пользу Atmel выступают:
• большая тактовая частота CPU (300 MHz vs 216 MHz), что обеспечивает большую производительность;
• наличие чипов с памятью до 2048 KB Flash (у ST только до 1024 KB);
• наличие семейства без CAN и Ethernet (что позволяет не переплачивать за эти функции, если они не требуются в проекте).
Преимуществом контроллеров от ST является:
• наличие интерфейса для подключения ЖК дисплеев (у Atmel для этого рекомендуется использовать интерфейс внешней памяти);
• наличие семейства без криптографии (у Atmel криптография есть на борту всех микроконтроллеров).

Микроконтроллеры от Atmel не проигрывают в цене ST, а потому вызвали большой интерес у наших клиентов. У микроконтроллеров этого семейства сохраняется pin-to-pin совместимость с «младшими» семействами на основе Cortex-M4 (SAM4S и SAM4E). Единственный подводный камень в том, что эта совместимость не распространяется на выводы USB. Это связано с тем, модули USB у этих семейств разные: у Cortex-M4 — USB Device, у флагманов — USB Host и Device.

SAM4L

Это семейство микроконтроллеров на основе Cortex-M4 с тактовой частотой 48 МГц и технологией picoPower, что обеспечивает низкое потребление (меньше 90 мкА/МГц). По производительности это семейство занимает промежуточную нишу между семействами STM32 L1 (Cortex-M3, 32 MHz) и STM32 L4 (Cortex-M4, 80 MHz). Цены на этим микроконтроллеры приблизительно одинаковы. Набор периферии также схож, но у SAM4L есть два особенных модуля:
1. модуль измерения частоты;
2. программируемый логический модуль.

Первый модуль позволяет измерять частоту внешнего сигнала, сравнивая измеряемую частоту с опорной. Второй модуль позволяет отказаться от использования логических микросхем на плате (если конечно не требуется очень сложной логики). Принцип работы прост: четыре входа составляют 16 возможных комбинаций, для каждой из комбинаций задается соответствующее состояние вывода (0 или 1), дальше модуль работает без участия ЦПУ согласно заданной таблице состояний. В микроконтроллере может быть один или два таких модуля, в зависимости от корпуса.

SAM G

Еще одно семейство микроконтроллеров Cortex-M4 с низким энергопотреблением. С точки зрения процессора основное отличие от предшествующего семейства в наличии модуля для вычислений с плавающей точкой (Cortex-M4F). В этом семействе также применена технология picoPower, потребление чуть больше чем у SAM4L, но все равно на достаточно низком уровне (меньше 100 мкА/МГц).

Семейство состоит из 4 микроконтроллеров, которые отличаются между собой размером flash-памяти (256 или 512 КБ), максимальной тактовой частотой процессора (от 48 до 120 МГц), размерами корпуса (LQFP100/64, WLCSP49). Небольшое разнообразие вариантов микроконтроллеров с лихвой компенсируется ценами, которые существенно ниже цен конкурентов.

Cortex-M0+

Мощные производительные контроллеры — это, конечно, хорошо, но настоящую революцию в мире микроконтроллеров совершила все-таки платформа Cortex-M0. 32-разрядные микроконтроллеры уверенно вытесняют 8-битные контроллеры не только производительностью, но и ценой. Atmel также вывела на рынок ряд семейств на этой архитектуре. Отличительной особенностью этих семейств является модули SERCOM, которые в зависимости от конфигурации могут выполнять роль UART, SPI, I2C, при этом есть возможность выбирать выводы, которые используются этим модулем. Другая особенность: развитый аппаратный модуль PTC, с помощью которого можно создавать сенсорные интерфейсы с большим количеством элементов управления (кнопок, слайдеров и т.д.).

SAM D

Это базовое семейство, которое ложится в основу всех остальных семейств Cortex-M0. Если не принимать во внимание уже названные особенности, это семейство можно было бы считать вполне заурядным: обычный набор периферии, обычный набор корпусов, стандартная линейка размеров памяти, средняя цена на рынке.

Тем не менее, это семейство заслуживает упоминания по двум причинам. Первая причина заключается в том, что старшие представители (SAM D20 и SAM D21) этого семейства служат основой для микроконтроллеров других семейств. SAM D20 обладает всеми описанными выше особенностями atmel’овских Cortex-M0+. SAM D21 является его дальнейшим развитием: добавлен USB, DMA, I2S. Между собой эти контроллеры pin-to-pin совместимы, имеют одинаковую линейку корпусов (LQFP32/48/64) и flash-памяти (от 16 до 256 КБ).

Вторая причина — недавно анонсированные младшие представители: микроконтроллеры SAM D09, SAM D10, SAM D11. Корпуса имеют небольшое количество выводов: SOIC14/SOIC20, QFN24. Возможный размер flash-памяти — 8 или 16 КБ. Сами семейства отличаются набором доступной периферии, при этом SAM D11 имеет на борту USB Device. Цены на маленькие контроллеры тоже маленькие.

SAM L

Разумеется, что накопленный опыт в создании малопотребляющих микроконтроллеров не мог быть не использован для Cortex-M0+. Так появилось семейство SAM L. Отличительная черта этих микроконтроллеров — очень низкое для Cortex-M0+ потребление (меньше 35 мкА/МГц). Так же здесь есть модуль программируемой логики, причем значительно усовершенствованный по сравнению с модулем у SAM 4L. Модуль позволяет не только реализовывать логические операции (И, НЕ, ИЛИ и т.д.), но и создавать более сложные элементы логики — триггеры и защелки.

SAM L бывают двух видов: SAM L21 — малопотребляющие микроконтроллеры с USB, pin-to-pin совместимые с SAM D21, и SAM L22 — тоже самое, но с LCD дисплеем. Таким образом, каждая из линеек является конкурентом соответствующих семейств STM32L0: STM32L0x2 и STM32L0x3. SAML21 уже доступны для заказа, массовое производство SAM L22 планируется в начале следующего года. Опять таки, по цене SAM L21 сопоставимы с аналогами от ST.

SAM C

Очень интересное семейство, производство которого начнется в начале следующего года. От микроконтроллеров Cortex-M0+ конкурентов его в первую очередь отличает диапазон напряжений: 2.7 — 5.5V. Другими особенностями являются: измеритель частоты, поддержка интерфейса LIN, модуль программируемой логики, аналогичный SAM L.

Анонсированы два подсемейства:
SAM C20 — pin-to-pin совместимые контроллеры с SAM D20, корпуса и варианты размера flash-памяти так же аналогичны.
SAM C21 — обратно совместимые с SAM C20 контроллеры (по выводам, памяти и периферии), добавлены два контроллера CAN, аппаратный ускоритель деления и вычисления квадратного корня, датчик температуры выполнен в виде отдельного модуля (а не заведен на АЦП).

Цены пока не известны.

Заключение

Как, я надеюсь, видно из этого обзора, Atmel прилагает серьезные усилия для возвращения себе лидерства на рынке микроконтроллеров. Это выражается как и в тенденции удешевления новых семейств микроконтроллеров, так и в наделении этих семейств интересными, а иногда и уникальными функциями.

Читайте также  Устройство записи с телефонной линии

Конечно, достоинства каждого из перечисленных семейств не ограничиваются тем, что я назвал. Я это сделал сознательно, для того чтобы не раздувать текст и не сводить все к переписыванию параметров из даташитов. Перед написанием статьи я по памяти набросал план, перечислив те семейства, которые мне кажутся наиболее интересными, и те особенности этих семейств, которые мне запомнились.

Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

  • Вычислительная техника
    • Микроконтроллеры микропроцессоры
    • ПЛИС
    • Мини-ПК
  • Силовая электроника
  • Датчики
  • Интерфейсы
  • Теория
    • Программирование
    • ТАУ и ЦОС
  • Перспективные технологии
    • 3D печать
    • Робототехника
    • Искусственный интеллект
    • Криптовалюты

Чтение RSS

Микроконтроллеры 8051, PIC, AVR и ARM: отличия и особенности

Различие между микроконтроллерами AVR, ARM, 8051 и PIC

В настоящее время микроконтроллеры настолько дешевы и доступны, что их обычно используют вместо простых логических схем на основе дискретных компонентов, что позволяет достигнуть гибкости проектирования и сократить площадь, занимаемую на печатной плате. Некоторые машины и роботы сегодня полагаются на огромное количество микроконтроллеров, каждый из которых решает определенную задачу.

Но на рынке сегодня представлено большое количество микроконтроллеров. Что они из себя представляют? И в чем их отличие друг от друга? В этой статье мы рассмотрим разницу между основными семействами микроконтроллеров: AVR, ARM, 8051 и PIC.

Микроконтроллеры 8051

Микроконтроллер 8051 – это 8-битное семейство микроконтроллеров, разработанное Intel в 1981 году. Это одно из популярных семейств микроконтроллеров, которые используются во всем мире. Кроме того, этот микроконтроллер изначально назывался «системой на кристалле», поскольку он имеет 128 байт оперативной памяти, 4 Кбайт ПЗУ, 2 таймера, 1 последовательный порт и 4 порта на одном кристалле. Процессор может обрабатывать до 8 бит данных одновременно. Если данные больше 8 бит, то они должны быть разбиты на части, чтобы процессор мог легко их обрабатывать. Большинство микроконтроллеров серии 8051 различных производителей содержат 4 Кбайт ПЗУ, хотя объем ПЗУ может быть расширен до 64 Кбайт.

Микроконтроллеры 8051 используются в огромном количестве устройств, главным образом потому, что их легко интегрироватьв проект. Ниже перечислены основные направления их применения.

Во первых, это контроль электроэнергии: эффективные системы измерения облегчают контроль использования энергии в домах и производственных помещениях. Эти измерительные системы оптимальны для возможности интеграции микроконтроллеров.

Сенсорные экраны. Большое количество поставщиков микроконтроллеров включает сенсорные функции в свои устройства. Примерами сенсорных экранов на микроконтроллерах являются портативная электроника, такая как сотовые телефоны, медиаплееры и игровые устройства.

Автомобили: микроконтроллеры 8051 находят широкое применение в автомобильных решениях. Они широко используются в гибридных транспортных средствах для обработки данных с двигателей и управления ими. Кроме того, такие функции, как круиз-контроль и анти-тормозная система, более эффективны с использованием микроконтроллеров.

Медицинские устройства: переносные медицинские устройства, такие как измерители артериального давления и мониторы глюкозы, используют микроконтроллеры для отображения данных, что обеспечивает более высокую надежность при предоставлении медицинских результатов.

Микроконтроллеры PIC

Контроллер периферийного интерфейса (PIC) – это серия микроконтроллеров, разработанная компанией Microchip. Микроконтроллер PIC быстрее и проще реализует программы, если сравнивать с другими микроконтроллерами, такими как 8051. Простота программирования и простота взаимодействия с другими периферийными устройствами делает PIC более успешным микроконтроллером.

PIC – это микроконтроллер, который также состоит из центрального процессора, ОЗУ, ПЗУ, таймеров, счетчиков, АЦП (аналого-цифровых преобразователей), ЦАП (цифроаналоговых преобразователей). Микроконтроллер PIC также поддерживает протоколы, такие как CAN, SPI, UART для взаимодействия с дополнительными периферийными устройствами. PIC в основном использует модифицированную гарвардскую архитектуру, а также поддерживает RISC (сокращенный набор команд). Благодаря этому PIC быстрее, чем контроллеры на основе ядра 8051, которые основаны на фон-неймановской архитектуре.

Микроконтроллеры AVR

Первые микроконтроллеры AVR были разработаны в 1996 году компанией Atmel (теперь часть Microchip). Проект AVR был разработан Альф-Эгилем Богеном и Вегаром Волланом, поэтому AVR аббревиатура получила две первые буквы от имен разработчиков: Alf-Egil Bogen Vegard Wollan RISC, после эта аббревиатура стала расшифровываться более официально как Advanced Virtual RISC. AT90S8515 был первым микроконтроллером в линейке AVR, хотя первым микроконтроллером, который попал на коммерческий рынок, был AT90S1200 (в 1997 году).

Микроконтроллеры AVR доступны в трех основных подсемействах:

TinyAVR: меньше памяти, небольшой размер, подходит только для более простых приложений.

MegaAVR: это популярные микроконтроллеры, в основном имеющие относительно большое количество памяти (до 256 КБ), большее количество встроенных периферийных устройств и подходят для довольно сложных приложений.

XmegaAVR: используются в коммерческих приложениях для решения сложных задач, которым требуется большая память программ и высокая скорость.

Микроконтроллеры ARM

Микроконтроллеры с ядром ARM также являются одним из семейств процессоров на базе архитектуры RISC, разработанным компанией Advanced RISC Machines (ARM).

Микроконтроллеры ARM основаны на 32-битных и 64-битных многоядерных процессорах RISC. Процессоры RISC предназначены для выполнения меньшего количества инструкций, чтобы они могли работать с большей скоростью, выполняя дополнительные миллионы инструкций в секунду (MIPS). Устраняя ненужные инструкции и оптимизируя обработку информации, RISC-процессоры обеспечивают большую производительность по сравнению с большинством рассмотренных выше микроконтроллеров.

Процессоры ARM широко используются в потребительских электронных устройствах, таких как смартфоны, планшеты, мультимедийные проигрыватели и другие мобильные устройства. Из-за сокращенного набора команд им требуется меньше транзисторов, что позволяет уменьшить размер матрицы интегральной схемы. Процессоры ARM с меньшими размерами уменьшают сложность проектирования и сокращают энергопотребление, что делает их пригодными для более миниатюрных устройств.