Процессоры Atmel на базе ARM

Процессоры Atmel на базе ARM — это микроконтроллеры и микропроцессорные интегральные схемы компании Microchip Technology (ранее Atmel ), которые основаны на различных 32-битных ядрах процессоров ARM , с периферийными устройствами и инструментальной поддержкой собственной разработки. [1]

Обзор

ARM лицензирует дизайн ядра для серии 32-разрядных процессоров. ARM не производит никаких полных кремниевых продуктов, а только интеллектуальную собственность (ИС). Процессоры ARM являются RISC (вычисления с сокращенным набором команд). Это похоже на 8-разрядные продукты AVR от Microchip, более позднее принятие архитектуры RISC. В то время как архитектура AVR использовала исключительно архитектуру Гарварда , некоторые ядра ARM являются гарвардскими (Cortex-M3), а другие — архитектурой фон Неймана (ARM7TDMI).

Такие компании, как Microchip, берут ядра ARM, которые используют последовательный набор инструкций и именование регистров, и добавляют периферийные схемы, такие как АЦП (аналого-цифровые преобразователи), управление тактами и последовательные коммуникации, такие как USART, SPI, I2C, CAN, LIN, USB, Ethernet и контроллеры ЖК-дисплеев, камер или сенсорных экранов. Microchip приложила усилия для адаптации передовых периферийных устройств и управления питанием, которые потребляют очень мало энергии и могут работать независимо без включения ядра ЦП (лунатизм). Они также предусмотрели DMA между внешними интерфейсами и памятью, увеличивая пропускную способность данных при минимальном вмешательстве процессора.

Microchip продает как MCU (микроконтроллерные блоки), имеющие внутреннюю флэш-память, так и MPU (микропроцессорные блоки), использующие внешнюю память. В дополнение к самим чипам Microchip предлагает демонстрационные платы, как на своем веб-сайте, так и через такие каналы распространения, как Digi-key , Farnell, Ineltek, Arrow, Avnet, Future Electronics и Mouser .

Некоторые продукты Microchip на базе ARM предназначены для определенных приложений , например, SAM4CP, используемый в счетчиках электроэнергии для интеллектуальных сетей.

История

  • 1995 г. подписание лицензионного соглашения на ядро ​​ARM ARM7TDMI «Thumb» (архитектура ARMv4T Von Neumann) (ядро микропроцессора Atmel, превращенное в микроконтроллер)
    • АТ91М40800 (1998)
    • АТ91М42800А
    • АТ91М55800А
    • АТ91Р40008
    • AT91FR40162 (2002)
    • SAM7S/SE
    • SAM7X/XC
    • САМ7Л
  • 1995 г. подписание соглашения о лицензии на ядро ​​ARM920T/ARM9TDMI (MPU) (архитектура ARMv4T Von Neumann)
    • АТ91РМ9200 (2003)
  • 2000 г. подписание соглашения о лицензии ядра ARM926EJ/ARM9E (MPU) (архитектура ARMv5)
    • АТ91САМ9260 (2006)
    • АТ91САМ9263 (2007)
    • SAM9XE (2008)
    • SAM9N/CN,
    • САМ9Р (2009)
    • САМ9Г (2009)
    • САМ9М (2010)
    • SAM9X (2020) [2]
  • 2004 г. подписание соглашения о лицензии на ядро ​​ARM1176JZ-S (не используется в деталях Atmel)
  • 2008 г. — подписание лицензионного соглашения Cortex с ARM Holdings. [3]
    • Cortex-M3 (MCU) (архитектура ARMv7-M Гарвард)
      • SAM3U (2009) [4]
      • СЭМ3С (2009) [5]
      • САМ3Н (2010) [6]
      • САМ3А (2012) [7]
      • SAM3X (2012) [7]
    • Cortex-M4 (MCU) (архитектура ARMv7E-M Гарвард)
      • SAM4S (2011) [8]
      • СЭМ4Л (2012) [9]
      • Серия SAM4E (2013) на базе ARM Cortex-M4F, первого микроконтроллера Atmel, имеющего FPU (блок операций с плавающей точкой). [10]
      • СЭМ4Н (2013)
      • SAM4C (2014) двухъядерный [11]
      • SAM G51/53 (2014) на базе ARM Cortex-M4F. [12]
      • SAM G54/55 (2015) на базе ARM Cortex-M4F. [13]
    • Cortex-A5 (MPU) (архитектура ARMv7-A)
      • Серия SAMA5D3 (2013) Компания Atmel анонсировала серию SAMA5D3 на базе ARM Cortex-A5, которая является первым чипом Atmel с ядром Cortex-A5. [3]
      • САМА5Д4 (2014) [14]
      • Серия SAMA5D2 (2015) [15]
    • Cortex-A7 (MPU) (архитектура ARMv7-A)
      • SAMA7G5 (2022) [16]
    • Cortex-M0+ (MCU) в SAM D20 (2013) (архитектура ARMv6-M) – В июне 2013 года компания Atmel анонсировала серию SAMD20 на базе ARM Cortex-M0+. [17]
    • Cortex-M7 (MCU) (архитектура ARMv7-M)
      • Серия SAMS70 (2015) Компания Atmel анонсировала серию SAM S70 на базе ARM Cortex-M7. [18]
      • Серия SAME70 (2015) Atmel анонсировала серию SAM S70 на базе ARM Cortex-M7. [18]
      • Серия SAMV70 (2015) Компания Atmel анонсировала серию SAM S70 на базе ARM Cortex-M7, которая является первым чипом Atmel автомобильного класса с ядром Cortex-M7. [19]

Продукция

Микроконтроллеры

Микроконтроллеры имеют внутреннюю память программ, а также обычные внутренние регистры и ОЗУ . Микроконтроллеры ARM от Microchip варьируются от серии SAM D10 с всего лишь 14 контактами до 144-контактных продуктов SAM S70 и SAM E70.

Семейства SAM4S, SAM4N, SAM3S, SAM3N, SAM7S (64-контактные) имеют совместимые по выводам посадочные места для микросхем, за исключением USB-устройства, хотя они несовместимы по уровню напряжения. [20]

СЭМ С

Семейство Atmel C было запущено в мае 2015 года. [21] Основано на Cortex-M0+, совместимо по выводам и коду с сериями SAM D и SAM L, [21] с широким диапазоном рабочего напряжения (2,7–5,5 В), шиной CAN и до 12 каналов контроллера DMA.

СЭМ Д

Семейство SAM D (ATSAMD) [22] от Microchip состоит из четырех различных подсерий (SAM D10, SAM D11, SAM D20, SAM D21). Все устройства основаны на процессоре ARM Cortex-M0+ и предлагают различные комбинации выводов, памяти и функций. Устройства совместимы по выводам и коду и имеют общие периферийные устройства, такие как Event System и модуль SERCOM для реконфигурируемых мультиплексных последовательных портов связи . [23] Это семейство микроконтроллеров используется на различных любительских платах разработки, таких как Arduino Zero (ATSAMD21G18), [24] [25] Sparkfun SAMD21 Mini Breakout (ATSAMD21G18), [26] и Seeed Studio XIAO SAMD21 (ATSAMD21G18). [27]

SAM D5X/E5X и SAM D51 оснащены 32-битным ядром Cortex-M4F.

СЭМ Л.

СЭМ 3

Плата Arduino Due с микроконтроллером Atmel ATSAM3X8E ( ядро ARM Cortex-M3 )

В 2009 году Atmel анонсировала линейку флэш-микроконтроллеров ATSAM3U на базе процессора ARM Cortex-M3 как более высокую ступень эволюции микроконтроллеров SAM7. Они имеют максимальную тактовую частоту в диапазоне 100 МГц и выпускаются с различными размерами флэш-памяти. Летом 2009 года эти детали все еще были образцами, и недавно была выпущена макетная плата.

В декабре 2009 года была анонсирована линейка ATSAM3S. Она отличается рядом усовершенствований для работы с меньшим энергопотреблением и сокращения стоимости материалов .

Наблюдатели рынка отмечают, что эти продукты Cortex-M3 являются конкурентами для собственных продуктов Atmel AVR32 UC3A. Оба являются микроконтроллерами с практически идентичными периферийными устройствами и другими аппаратными технологиями, основанными на флэш-памяти, с похожими тактовыми частотами и с плотными наборами инструкций RISC 16/32 бит.

  • САМ3А
  • САМ3Н
  • SAM3S – снижение энергопотребления
  • SAM3U – высокоскоростной USB
  • SAM3X – плата Arduino Due использует микроконтроллер Atmel SAM3X8E [28]

СЭМ 4

ATSAM4 основан на ядре ARM Cortex-M4 . SAM4E включает FPU ( Floating-Point Unit ). SAM4C включает двухъядерный ARM Cortex-M4 (одно ядро ​​с FPU).

1 августа 2017 года было объявлено о семействе ATSAMD5x и ATSAME5x. Оно включает несколько усовершенствований для работы с меньшим энергопотреблением и больше периферийных устройств, Ethernet и CANBUS-FD в серии SAME5x. [1] Архивировано 2019-11-06 на Wayback Machine

  • SAM4C – двухъядерный ARM Cortex-M4/M4F, включающий FPU
  • Серия SAM4E18-16 – ядро ​​ARM Cortex-M4F, включающее FPU
  • SAM4L – ядро ​​ARM Cortex-M4
  • SAM4N – ядро ​​ARM Cortex-M4, совместимость по выводам с устройствами SAM4S, SAM3S, SAM3N, SAM7S
  • SAM4S – ядро ​​ARM Cortex-M4
  • SAMG5x – ядро ​​ARM Cortex-M4F, включающее FPU, ATSAMG55 для скорости процессора 120 МГц.
  • SAMD5x — новейшее ядро ​​ARM Cortex-M4F, включающее FPU и интегрированную безопасность, в том числе симметричное (AES) и асимметричное (ECC) шифрование, поддержку обмена открытыми ключами (PUKCC), проверку целостности памяти на основе TRNG и SHA.
  • SAME5x - то же самое с D5x плюс сетевые периферийные устройства Ethernet MAC и CAN-FD. Обе серии SAMD5x-E5x интегрируют много похожих периферийных устройств, например таймеры и Sercoms для UART, I2C, SPI и т. д. из серий ATSAMD2x и ATSAMC2x M0+, поэтому их легче модернизировать до микроконтроллеров M4F Core.

ЗРК x70

Они основаны на ядре ARM Cortex-M7 .

  • SAMS70 – высокопроизводительный микроконтроллер общего назначения
  • SAME70 – высокопроизводительный микроконтроллер для подключения
  • SAMV70, SAMV71 – автомобильный высокопроизводительный микроконтроллер

Наследие

АТ91САМ7

Существует широкий спектр микроконтроллеров AT91 на базе флэш-памяти, основанных на ядрах ARM7TDMI . Эти чипы имеют максимальную тактовую частоту в диапазоне 60 МГц и поставляются с различными размерами флэш-памяти и наборами периферийных устройств.

  • SAM7L – работа на малой мощности
  • SAM7S – USB и другие периферийные устройства. 64-контактные чипы SAM7S совместимы с семействами SAM4S, SAM4N SAM3S, SAM3N.
  • SAM7SE – USB, поддержка внешней памяти и других периферийных устройств
  • SAM7X – Ethernet, USB, CAN и другие периферийные устройства
  • SAM7XC — криптографические расширения (в частности, поддержка AES) для чипов AT91SAM7X

Микропроцессоры

АТ91САМ9

Микроконтроллеры AT91SAM9XE на базе флэш-памяти основаны на ядрах ARM926ej-s. Они имеют максимальную тактовую частоту в диапазоне от 200 до 400 МГц и поставляются с различными размерами флэш-памяти. Они чем-то напоминают чипы AT91SAM9260, оснащенные флэш-памятью.

Microchip представила процессоры AT91SAM9 (использующие ядро ​​ARM926ej-s с архитектурой ARMv5TEJ) в качестве своего первого широкомасштабного продолжения весьма успешного процессора AT91RM9200. Эти процессоры были лучше предшественника, потребляя меньше энергии, включив более новое и мощное ядро ​​ARM и предоставляя множество чипов с различными периферийными наборами. Хотя большинство из них работают на частоте до 200 МГц, некоторые могут работать на скорости, вдвое превышающей эту. Процессоры включают в себя:

  • САМ9Г25
  • САМ9Г45
  • САМ9Х35
  • SAM9XE512
  • САМ9260

САМА5

Эта серия основана на ядре ARM Cortex-A5 . [3] [29]

САМА5Д2
  • SAMA5D2 – 10/100 Ethernet, CAN, LCD, ClassD audio, QSPI, USB HSIC, интерфейс Raw Bayer Image Sensor, LPDDR3/LPDDR2/LPDDR/DDR2, до 10 UART
САМА5Д3
  • SAMA5D31 – 10/100 Ethernet, ЖК-дисплей
  • SAMA5D33 – Гигабитный Ethernet, ЖК-дисплей
  • SAMA5D34 – Gigabit Ethernet, ЖК-дисплей, двойной CAN
  • SAMA5D35 – без ЖК-дисплея, двойной CAN, один Gigabit Ethernet + один 10/100 Ethernet
  • SAMA5D36 – ЖК-дисплей, двойной CAN, один Gigabit Ethernet + один 10/100 Ethernet
САМА5Д4
  • SAMA5D4 – 528 МГц (840 DMIPS), Neon, кэш L2 128 КБ, видеодекодер, ЖК-дисплей, Ethernet

Умная Энергия

  • ЗРК 4С/СМ

Платы Arduino

Официально
  • Arduino Due с тактовой частотой 84 МГц Atmel ATSAM3X8E ( ядро ARM Cortex-M3 ).
  • Arduino Zero с 48 МГц Atmel ATSAMD21G18 ( ядро ARM Cortex-M0+ ).
  • Arduino MKR1000 с 48 МГц Atmel ATSAMW25 ( ядро ARM Cortex-M0+ ).
Совместимость со щитом
  • Совместимый с Shield Rascal с 400 МГц Atmel AT91SAM9G20 ( ядро ARM926EJ-S ).

Платы Atmel

  • Xplained Pro
  • Объяснено
  • ЗРК W21
  • САМА5

Инструменты разработки

Кортекс-М

ИДЕ

Интегрированные среды разработки:

Окна
  • Microchip - MPLAB и Microchip Studio для устройств AVR и SAM (ранее Atmel Studio 7)
  • IAR – Встроенная среда разработки для ARM
  • Crossware – Пакет разработки для ARM
Линукс
  • Buildroot [30]
  • Открытое встраивание [31]
  • Слой, совместимый с мета-atmel Yocto [32]

Отладчики

Документация

Объем документации для всех чипов ARM пугает, особенно для новичков. Документация для микроконтроллеров прошлых десятилетий легко могла бы быть включена в один документ, но по мере развития чипов документация росла. Общая документация особенно сложна для понимания для всех чипов ARM, поскольку она состоит из документов от производителя ИС (например, Microchip ) и документов от поставщика ядра ЦП ( ARM Holdings ).

Типичное нисходящее дерево документации выглядит следующим образом: веб-сайт производителя, маркетинговые слайды производителя, технический паспорт производителя для конкретного физического чипа, подробное справочное руководство производителя, в котором описываются общие периферийные устройства и аспекты семейства физических чипов, общее руководство пользователя ядра ARM, техническое справочное руководство ядра ARM, справочное руководство по архитектуре ARM, в котором описывается набор(ы) инструкций.

Дерево документации (сверху вниз)
  1. Сайт микроконтроллеров и микропроцессоров Microchip
  2. Маркетинговые слайды серии ARM от Microchip
  3. Технические характеристики микросхемы ARM от Microchip
  4. Основной веб-сайт ARM
  5. Общее руководство пользователя ядра ARM
  6. Техническое справочное руководство по ядру ARM
  7. Справочное руководство по архитектуре ARM

У Microchip есть дополнительные документы, такие как: руководства пользователя оценочной платы, заметки по применению, руководства по началу работы, документы библиотеки программного обеспечения, исправления и т. д. См. раздел Внешние ссылки для ссылок на официальные документы Microchip и ARM.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Страница "Руководства по выбору" компании Microchip, на которой разъясняются различия между их микроконтроллерами на базе процессоров PIC и ARM".
  2. ^ «Пресс-релиз; Microchip; 4 августа 2022 г.».
  3. ^ Пресс-релиз abc; Atmel; 4 февраля 2013 г.
  4. ^ "Пресс-релиз; Atmel; 1 июня 2009 г.". Архивировано из оригинала 2014-07-14 . Получено 2013-01-06 .
  5. ^ "Пресс-релиз; Atmel; 15 декабря 2009 г.". Архивировано из оригинала 2014-07-14 . Получено 2013-01-06 .
  6. ^ "Пресс-релиз; Atmel; 9 ноября 2010 г.". Архивировано из оригинала 2014-07-14 . Получено 2013-01-06 .
  7. ^ ab "Пресс-релиз; Atmel; 28 февраля 2012 г.". Архивировано из оригинала 2013-03-17 . Получено 2013-01-06 .
  8. ^ "Пресс-релиз; Atmel; 26 октября 2011 г.". Архивировано из оригинала 2013-03-17 . Получено 2013-01-06 .
  9. ^ "Пресс-релиз; Atmel; 24 сентября 2012 г.". Архивировано из оригинала 2013-03-17 . Получено 2013-01-06 .
  10. ↑ Пресс-релиз; Atmel; 14 января 2013 г.
  11. ↑ Пресс-релиз; Atmel; 12 августа 2014 г.
  12. ↑ Пресс-релиз; Atmel; 7 января 2014 г.
  13. ↑ Пресс-релиз; Atmel; 5 января 2015 г.
  14. ↑ Пресс-релиз; Atmel; 1 октября 2014 г.
  15. ↑ Пресс-релиз; Atmel; 14 сентября 2015 г.
  16. ↑ Пресс-релиз; Microchip; 24 мая 2022 г.
  17. ↑ Пресс-релиз; Atmel; 17 июня 2013 г.
  18. ^ ab Пресс-релиз; Atmel; 15 июля 2015 г.
  19. ↑ Пресс-релиз; Atmel; 6 января 2015 г.
  20. ^ Совместимая по выводам замена Cortex для производных Microchip ARM7 SAM7S; ECE; май 2011 г. [ постоянная мертвая ссылка ‍ ]
  21. ^ ab "Atmel запускает инновационное семейство микроконтроллеров Cortex-M0+ с напряжением питания 5 В и интегрированным периферийным сенсорным контроллером". prnewswire.com . предоставлено корпорацией Atmel. 27 мая 2015 г. Получено 1 сентября 2020 г.
  22. ↑ Микросайт; Atmel; 11 июля 2014 г.
  23. ^ "Добавление дополнительных портов SERCOM для плат SAMD". learn.sparkfun.com . Получено 29.09.2021 .
  24. ^ "Board; Zero; Docs". Arduino . Архивировано из оригинала 8 мая 2023 г.
  25. ^ "Плата; Ноль; Хранение". Arduino .
  26. ^ "SparkFun SAMD21 Mini Breakout".
  27. ^ "Seeed Studio XIAO SAMD21 (Seeeduino XIAO) с SAMD21 Cortex M0+".
  28. ^ Arduino Due; arduino.cc
  29. ^ Веб-страница SAMA5; Microchip.com
  30. ^ Buildroot
  31. ^ Открытое встраиваемое
  32. ^ "meta-atmel Yocto Compliant layer". Архивировано из оригинала 2019-01-22 . Получено 2019-10-05 .

Дальнейшее чтение

Официальные документы по микроконтроллерам, цифровым сигнальным контроллерам и микропроцессорам
  • Официальный сайт
Официальные документы ARM
Другой
  • Форум микроконтроллеров Atmel AT91 ARM
  • Поддержка Atmel AT91 Embedded Linux
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Atmel_ARM-based_processors&oldid=1182211288#SAML"