Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с AT91SAM7 )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Процессоры на базе ARM Atmel - это микроконтроллеры и интегральные схемы микропроцессоров от Microchip Technology (ранее Atmel ), которые основаны на различных 32-разрядных ядрах процессоров ARM , с периферийными устройствами собственной разработки и поддержкой инструментов.

Обзор [ править ]

Основные статьи: архитектура ARM , ARM Cortex-M и ARM Cortex-A

ARM лицензирует архитектуру ядра для серии 32-разрядных процессоров. ARM не производит никаких полных кремниевых продуктов, только интеллектуальную собственность (IP). Процессоры ARM - это RISC (вычисления с сокращенным набором команд). Это похоже на 8-битные продукты Microchip AVR, более позднее принявшие архитектуру RISC. В то время как архитектура AVR использовала исключительно архитектуру Гарварда , некоторые ядра ARM принадлежат Гарварду (Cortex-M3), а другие - архитектуре фон Неймана (ARM7TDMI).

Полупроводниковые компании, такие как Microchip, берут ядра ARM, которые используют последовательный набор инструкций и именуют регистры, и добавляют периферийные схемы, такие как АЦП (аналого-цифровые преобразователи), управление часами и последовательную связь, такую ​​как USART, SPI, I2C, CAN , LIN, USB, Ethernet и контроллеры LCD, Camera или Touch. Компания Microchip предприняла усилия по адаптации продвинутых периферийных устройств и управления питанием, которые потребляли очень мало энергии и могли работать независимо без включения ядра ЦП (режим ожидания). Они также обеспечивали прямой доступ к памяти между внешними интерфейсами и памятью, увеличивая пропускную способность при минимальном вмешательстве процессора.

Компания Microchip продает как микроконтроллеры (микроконтроллеры) с внутренней флэш-памятью, так и микропроцессоры, использующие внешнюю память. В дополнение к самим чипам Microchip предлагает демонстрационные платы как на своем веб-сайте, так и по каналам распространения, таким как Digi-key, Farnell, Ineltek, Arrow, Avnet, Future Electronics и Mouser.

Некоторые из продуктов Microchip на базе ARM предназначены для конкретных приложений, например, их SAM4CP, который используется в счетчиках энергии в умных сетях.

История [ править ]

  • 1995 подписание лицензионного соглашения на ядро ​​ARM ARM7TDMI "Thumb" (архитектура ARMv4T фон Неймана) (ядро MPU Atmel, преобразованное в MCU)
    • AT91M40800 (1998 г.)
    • AT91M42800A
    • AT91M55800A
    • AT91R40008
    • AT91FR40162 (2002)
    • SAM7S / SE
    • SAM7X / XC
    • SAM7L
  • 1995 подписание соглашения о базовой лицензии ARM920T / ARM9TDMI (MPU) (архитектура ARMv4T фон Неймана)
    • AT91RM9200 (2003 г.)
  • 2000 подписывает соглашение о лицензировании ядра ARM926EJ / ARM9E (MPU) (архитектура ARMv5)
    • AT91SAM9260 (2006)
    • AT91SAM9263 (2007)
    • SAM9XE (2008 г.)
    • SAM9N / CN,
    • SAM9R (2009 г.)
    • SAM9G (2009 г.)
    • SAM9X
    • САМ9М (2010 г.)
  • 2004 подписание лицензионного соглашения на ядро ​​ARM1176JZ-S (не используется в частях Atmel)
  • 2008 подписание лицензионного соглашения Cortex с ARM Holdings. [1]
    • Cortex-M3 (MCU) (ARMv7-M Гарвардская архитектура)
      • SAM3U (2009) [2]
      • SAM3S (2009 г.) [3]
      • SAM3N (2010) [4]
      • SAM3A (2012) [5]
      • SAM3X (2012 г.) [5]
    • Cortex-M4 (MCU) (архитектура ARMv7E-M, Гарвард)
      • SAM4S (2011 г.) [6]
      • SAM4L (2012) [7]
      • Серия SAM4E (2013) на базе ARM Cortex-M4F, первого микроконтроллера Atmel, имеющего FPU (блок с плавающей запятой). [8]
      • SAM4N (2013)
      • SAM4C (2014) двухъядерный [9]
      • SAM G51 / 53 (2014) на базе ARM Cortex-M4F. [10]
      • SAM G54 / 55 (2015) на базе ARM Cortex-M4F. [11]
    • Cortex-A5 (MPU) (архитектура ARMv7-A)
      • Серия SAMA5D3 (2013 г.) Atmel анонсировала серию SAMA5D3 на базе ARM Cortex-A5, который является первым чипом Atmel с ядром Cortex-A5. [1]
      • SAMA5D4 (2014) [12]
      • Серия SAMA5D2 (2015) [13]
    • Cortex-M0 + (MCU) в SAM D20 (2013) (архитектура ARMv6-M) - В июне 2013 года Atmel анонсировала серию SAMD20 на базе ARM Cortex-M0 +. [14]
    • Cortex-M7 (MCU) (архитектура ARMv7-M)
      • Серия SAMS70 (2015 г.) Компания Atmel анонсировала серию SAM S70 на базе ARM Cortex-M7. [15]
      • SAME70 series, (2015) Atmel анонсировала серию SAM S70 на базе ARM Cortex-M7. [15]
      • Серия SAMV70 (2015 г.) Компания Atmel анонсировала серию SAM S70 на базе ARM Cortex-M7, который является первым автомобильным чипом Atmel с ядром Cortex-M7. [16]

Продукты [ править ]

Микроконтроллеры [ править ]

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

Семейства SAM4S, SAM4N, SAM3S, SAM3N, SAM7S (64-контактные) имеют контактные разъемы IC, за исключением USB-устройства, хотя они не совместимы по уровню напряжения. [17]

SAM C [ править ]

Семейство Atmel C было выпущено в мае 2015 года. [18] Основано на Cortex-M0 +, вывод и код совместимы с сериями SAM D и SAM L [18] с широким диапазоном рабочего напряжения (2,7–5,5 В), шиной CAN, и до 12 каналов контроллера DMA.

СЭМ Д [ править ]

Семейство SAM D [19] 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 контактов, памяти и функций. Устройства совместимы по выводам и кодам и имеют общие периферийные устройства, такие как система событий и модуль SERCOM. На плате Arduino Zero используется микросхема ATSAMD21G18. [20]

SAM D5X / E5X оснащен 32-битным Cortex-M4F.

СЭМ Л [ править ]

SAM 3 [ править ]

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

В 2009 году компания Atmel объявила о выпуске линейки микроконтроллеров на базе флэш-памяти ATSAM3U на базе процессора ARM Cortex-M3 как более высокого уровня развития микроконтроллеров SAM7. Они имеют максимальную тактовую частоту в диапазоне 100 МГц и бывают разных размеров вспышки. Летом 2009 года эти детали все еще находились на стадии отбора проб, и недавно появилась плата для разработки.

В декабре 2009 года была анонсирована линейка ATSAM3S. Он имеет несколько усовершенствований для снижения энергопотребления и снижения стоимости материалов .

Наблюдатели рынка отмечают, что эти продукты Cortex-M3 составляют конкуренцию собственным продуктам Atmel AVR32 UC3A. Оба являются микроконтроллерами с в значительной степени идентичными периферийными устройствами и другим оборудованием, на основе флэш-памяти, аналогичными тактовыми частотами и с плотными наборами команд RISC 16/32 бит.

  • SAM3A
  • SAM3N
  • SAM3S - снизить энергопотребление
  • SAM3U - высокоскоростной USB
  • SAM3X - на плате Arduino Due используется микроконтроллер Atmel SAM3X8E [21]

SAM 4 [ править ]

ATSAM4 основан на ядре ARM Cortex-M4 . SAM4E включает FPU ( модуль с плавающей запятой ). SAM4C включает двухъядерный ARM Cortex-M4 (одно ядро ​​с FPU).

1 августа 2017 года было анонсировано семейство ATSAMD5x и ATSAME5x. В нем есть несколько улучшений для работы с низким энергопотреблением и больше периферийных устройств, Ethernet и CANBUS-FD в серии SAME5x. [1]

  • SAM4C - двухъядерный ARM Cortex-M4 / M4F, включающий FPU
  • Серия SAM4E18-16 - ядро ​​ARM Cortex-M4F, в которое входит FPU
  • SAM4L - ядро ​​ARM Cortex-M4
  • SAM4N - ядро ​​ARM Cortex-M4, контактная совместимость с устройствами SAM4S, SAM3S, SAM3N, SAM7S
  • SAM4S - ядро ​​ARM Cortex-M4
  • SAMG5x - ядро ​​ARM Cortex-M4F, которое включает в себя FPU, ATSAMG55 для частоты процессора 120 МГц.
  • SAMD5x - новейшее ядро ARM Cortex-M4F, которое включает FPU и интегрированную безопасность, включая симметричное (AES) и асимметричное (ECC) шифрование, поддержку обмена открытыми ключами (PUKCC), средство проверки 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 объединяют множество похожих периферийных устройств для бывших таймеров и Sercom для UART, I2C, SPI и т. Д. Из серий ATSAMD2x и ATSAMC2x M0 +, поэтому их легче обновить до микроконтроллеров M4F Core.

SAM x70 [ править ]

Они основаны на ядре ARM Cortex-M7 .

  • SAMS70 - универсальный высокопроизводительный MCU
  • SAME70 - высокопроизводительный MCU с возможностью подключения
  • SAMV70, SAMV71 - автомобильные микроконтроллеры с высокими характеристиками

Наследие [ править ]

AT91SAM7 [ править ]

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

  • SAM7L - работа с низким энергопотреблением
  • SAM7S - USB и другая периферия. 64-контактные микросхемы 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) микросхем AT91SAM7X

Микропроцессоры [ править ]

AT91SAM9 [ править ]

Микроконтроллеры AT91SAM9XE на базе флеш-памяти построены на базе ядер ARM926ej-s. Они имеют максимальную тактовую частоту в диапазоне от 200 до 400 МГц и поставляются с различными размерами вспышек. Они чем-то напоминают микросхемы AT91SAM9260 с флеш-памятью.

Microchip представила процессоры AT91SAM9 (использующие ядро ​​ARM926ej-s с архитектурой ARMv5TEJ) в качестве своего первого широкого рынка, следующего за весьма успешным процессором AT91RM9200. Эти процессоры улучшили свой предшественник за счет меньшего энергопотребления, включения нового и более мощного ядра ARM и предоставления множества микросхем с различными наборами периферийных устройств. Хотя большинство из них работают на частоте примерно до 200 МГц, некоторые могут работать с удвоенной скоростью. Процессоры включают:

  • SAM9G25
  • SAM9G45
  • SAM9X35
  • SAM9XE512
  • SAM9260

SAMA5 [ править ]

Эта серия основана на ядре ARM Cortex-A5 . [1] [22]

SAMA5D2
  • SAMA5D2 - 10/100 Ethernet, CAN, ЖК-дисплей, аудио класса D, QSPI, USB HSIC, интерфейс датчика изображения Raw Bayer, LPDDR3 / LPDDR2 / LPDDR / DDR2, до 10 UART
SAMA5D3
  • SAMA5D31 - 10/100 Ethernet, ЖК-дисплей
  • SAMA5D33 - Gigabit Ethernet, ЖК-дисплей
  • SAMA5D34 - Gigabit Ethernet, ЖК-дисплей, двойная CAN
  • SAMA5D35 - без ЖК-дисплея, двойной CAN, один Gigabit Ethernet + один 10/100 Ethernet
  • SAMA5D36 - ЖК-дисплей, двойная CAN, один Gigabit Ethernet + один 10/100 Ethernet
SAMA5D4
  • SAMA5D4 - 528 МГц (840 DMIPS), Neon, кэш L2 128 КБ, видеодекодер, ЖК-дисплей, Ethernet


Smart Energy [ править ]

  • SAM 4C / CM

Платы Arduino [ править ]

См. Также: Arduino и список плат и совместимых систем Arduino.
Официальный
  • Arduino Due с Atmel ATSAM3X8E 84 МГц ( 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
  • Shield-совместимый Rascal с Atmel AT91SAM9G20 400 МГц ( ядро ARM926EJ-S ).

Доски Atmel [ править ]

  • Xplained Pro
  • Xplained
  • ЗРК W21
  • SAMA5

Инструменты разработки [ править ]

Cortex-M [ править ]

Основная статья: Список инструментов разработки ARM Cortex-M

IDE [ править ]

Интегрированные среды разработки:

Windows
  • Микрочип - MPLAB и Atmel Studio 7
  • IAR - Встроенная рабочая среда для ARM
  • Crossware - пакет разработки для ARM
Linux
  • Buildroot [23]
  • Openembedded [24]
  • слой, совместимый с метаатмелем Yocto [25]

Отладчики [ править ]

  • Атмель-ДВС
  • JTAG-ICE
  • Segger J-Link
  • Crossware Jaguar

Документация [ править ]

Объем документации для всех чипов ARM огромен, особенно для новичков. Документацию для микроконтроллеров прошлых десятилетий можно было бы легко включить в единый документ, но по мере развития микросхем документация росла. Полная документация особенно трудна для понимания для всех чипов ARM, поскольку она состоит из документов от производителя микросхем (например, Microchip ) и документов от поставщика ядра процессора ( ARM Holdings ).

Типичное нисходящее дерево документации: веб-сайт производителя, маркетинговые слайды производителя, техническое описание производителя для конкретного физического чипа, подробное справочное руководство производителя, в котором описаны общие периферийные устройства и аспекты семейства физических чипов, общее руководство пользователя ядра ARM, техническое руководство по ядру ARM. manual, справочное руководство по архитектуре ARM, в котором описываются наборы команд.

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

Microchip имеет дополнительные документы, такие как: руководства пользователя оценочной платы, заметки по применению, руководства по началу работы, документы библиотеки программного обеспечения, исправления и многое другое. См. Раздел « Внешние ссылки » для получения ссылок на официальные документы Microchip и ARM.

См. Также [ править ]

  • Архитектура ARM , Список ядер микропроцессора ARM , ARM Cortex-M
  • Микроконтроллер , Список распространенных микроконтроллеров
  • Встроенная система , Одноплатный микроконтроллер
  • Прерывание , Обработчик прерывания , Сравнение операционных систем реального времени
  • JTAG , SWD

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Пресс-релиз; Атмель; 4 февраля 2013 г.
  2. ^ "Пресс-релиз; Atmel; 1 июня 2009 г." . Архивировано из оригинала на 2014-07-14 . Проверено 6 января 2013 .
  3. ^ «Пресс-релиз; Atmel; 15 декабря 2009 г.» . Архивировано из оригинала на 2014-07-14 . Проверено 6 января 2013 .
  4. ^ «Пресс-релиз; Atmel; 9 ноября 2010 г.» . Архивировано из оригинала на 2014-07-14 . Проверено 6 января 2013 .
  5. ^ a b "Пресс-релиз; Atmel; 28 февраля 2012 г." . Архивировано из оригинала на 2013-03-17 . Проверено 6 января 2013 .
  6. ^ «Пресс-релиз; Atmel; 26 октября 2011 г.» . Архивировано из оригинала на 2013-03-17 . Проверено 6 января 2013 .
  7. ^ «Пресс-релиз; Atmel; 24 сентября 2012 г.» . Архивировано из оригинала на 2013-03-17 . Проверено 6 января 2013 .
  8. ^ Пресс-релиз; Атмель; 14 января 2013 г.
  9. ^ Пресс-релиз; Атмель; 12 августа 2014 г.
  10. ^ Пресс-релиз; Атмель; 7 января 2014 г.
  11. ^ Пресс-релиз; Атмель; 5 января 2015 года.
  12. ^ Пресс-релиз; Атмель; 1 октября 2014 г.
  13. ^ Пресс-релиз; Атмель; 14 сентября 2015 года.
  14. ^ Пресс-релиз; Атмель; 17 июня 2013 г.
  15. ^ a b Пресс-релиз; Атмель; 15 июля 2015 года.
  16. ^ Пресс-релиз; Атмель; 6 января 2015 г.
  17. ^ Совместимая по выводам замена Cortex для производных Microchip ARM7 SAM7S; ЕЭК; Май 2011 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
  18. ^ a b «Atmel запускает инновационное семейство микроконтроллеров Cortex-M0 + 5V со встроенным периферийным сенсорным контроллером» . prnewswire.com . как предоставлено Atmel Corporation. 27 мая 2015 . Дата обращения 1 сентября 2020 .
  19. ^ Микросайт; Атмель; 11 июля 2014 г.
  20. ^ Arduino Zero; arduino.cc
  21. ^ Arduino Due; arduino.cc
  22. ^ Веб-страница SAMA5; Microchip.com
  23. ^ Buildroot
  24. ^ Openembedded
  25. ^ "Мета-атмель Yocto Compliant слой" . Архивировано из оригинала на 2019-01-22 . Проверено 5 октября 2019 .

Дальнейшее чтение [ править ]

См. Также: Список книг по ARM Cortex-M

Внешние ссылки [ править ]

Официальные документы микроконтроллеров, цифровых контроллеров сигналов и микропроцессоров
  • Официальный веб-сайт
Официальные документы ARM
Основная статья: внешние ссылки ARM Cortex-M
Другой
  • Форум о микроконтроллерах Atmel AT91 ARM
  • Поддержка Atmel AT91 Embedded Linux