Процессоры Atmel на базе ARM - Википедия - Atmel ARM-based processors

Процессоры Atmel на базе ARM находятся микроконтроллеры и микропроцессоры интегральные схемы, к Технология микрочипов (ранее Атмель ), основанные на различных 32-битный РУКА процессорных ядер, периферийных устройств собственной разработки и поддержки инструментов.

Обзор

Основные статьи: ARM архитектура, 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 RISC (вычисление сокращенного набора команд). Это похоже на 8-битные продукты AVR от Microchip, более позднее принявшие архитектуру RISC. В то время как архитектура AVR использовала Гарвардская архитектура исключительно, некоторые ядра ARM - Harvard (Cortex-M3), а другие - Архитектура 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

  • 1995 подписание лицензионного соглашения на ядро ​​ARM ARM7TDMI "Thumb" (архитектура ARMv4T Von Neumann) (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 год)
  • 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 процессора ARM Cortex-M7, который является первым автомобильным чипом Atmel с ядром Cortex-M7.[16]

Товары

Микроконтроллеры

Микроконтроллеры имеют внутреннюю память программ, а также обычные внутренние регистры и баран. 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-pin) имеют контактные разъемы IC, за исключением USB-устройства, хотя они не совместимы по уровню напряжения.[17]

SAM C

Семейство Atmel C было запущено в мае 2015 года.[18] На основе Cortex-M0 +, пин-код 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.

SAM D

ЗРК D[19] Семейство Microchip состоит из четырех различных подсерий (SAM D10, SAM D11, SAM D20, SAM D21). Все устройства основаны на ARM Cortex-M0 + процессор 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. В Ардуино На плате Zero используется микросхема ATSAMD21G18.[20]

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

SAM L

SAM 3

Ардуино Должная плата с Atmel ATSAM3X8E (ARM Cortex-M3 ядро) микроконтроллер

В 2009 году Atmel анонсировала линейку микроконтроллеров на базе флэш-памяти ATSAM3U на базе ARM Cortex-M3 процессор, как более высокий уровень 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 улучшений для работы с низким энергопотреблением и ведомость материалов снижение цены.

Наблюдатели рынка отмечают, что эти продукты Cortex-M3 составляют конкуренцию собственным продуктам Atmel. AVR32 UC3A продукты. 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 - в Arduino Due плата использует микроконтроллер Atmel SAM3X8E[21]

SAM 4

ATSAM4 основан на ARM Cortex-M4 основной. SAM4E включает FPU (Блок 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, который включает FPU
  • SAM4E18-16 серии - Ядро ARM Cortex-M4F, которое включает 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 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.
  • ЖЕ5x - То же самое с D5x плюс сетевые периферийные устройства Ethernet MAC и CAN-FD. Обе серии SAMD5x-E5x объединяют множество аналогичных 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.

ЗРК x70

Они основаны на ARM Cortex-M7 основной.

  • SAMS70 - универсальный высокопроизводительный MCU
  • ЖЕ70 - возможность подключения высокопроизводительного MCU
  • САМВ70, САМВ71 - автомобильный высокопроизводительный MCU

Наследие

AT91SAM7

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

  • SAM7L - работа на малой мощности
  • 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) для микросхем AT91SAM7X

Микропроцессоры

AT91SAM9

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:

SAMA5

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

SAMA5D2
  • SAMA5D2 - 10/100 Ethernet, CAN, ЖК-дисплей, аудио ClassD, 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


Умная энергия

  • SAM 4C / CM

Платы Arduino

Смотрите также: Ардуино и Список плат Arduino и совместимых систем
Официальный
Совместимость со щитом
  • Совместимость со щитом Негодяй с 400 МГц Atmel AT91SAM9G20 (ARM926EJ-S основной).

Доски Atmel

  • Xplained Pro
  • Xplained
  • ЗРК W21
  • SAMA5

Инструменты разработки

Кортекс-М

Основная статья: Список инструментов разработки ARM Cortex-M

IDE

Интегрированные среды разработки:

Windows
Linux
  • Buildroot[23]
  • Openembedded[24]
  • йокто-совместимый слой с мета-атмелом[25]

Отладчики

Документация

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 микросхем ARM, поскольку она состоит из документов от производителя IC (например, Микрочип ) и документы от поставщика ядра ЦП (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. Технический паспорт микросхемы ARM
  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. Видеть Внешняя ссылка раздел для ссылок на официальные документы Microchip и ARM.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Пресс-релиз; Атмель; 4 февраля 2013 г.
  2. ^ "Пресс-релиз; Atmel; 1 июня 2009 г.". Архивировано из оригинал на 2014-07-14. Получено 2013-01-06.
  3. ^ "Пресс-релиз; Atmel; 15 декабря 2009 г.". Архивировано из оригинал на 2014-07-14. Получено 2013-01-06.
  4. ^ "Пресс-релиз; Atmel; 9 ноября 2010 г.". Архивировано из оригинал на 2014-07-14. Получено 2013-01-06.
  5. ^ а б "Пресс-релиз; Atmel; 28 февраля 2012 г.". Архивировано из оригинал на 2013-03-17. Получено 2013-01-06.
  6. ^ "Пресс-релиз; Atmel; 26 октября 2011 г.". Архивировано из оригинал на 2013-03-17. Получено 2013-01-06.
  7. ^ "Пресс-релиз; Atmel; 24 сентября 2012 г.". Архивировано из оригинал на 2013-03-17. Получено 2013-01-06.
  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. ^ а б Пресс-релиз; Атмель; 15 июля 2015 года.
  16. ^ Пресс-релиз; Атмель; 6 января 2015 г.
  17. ^ Совместимая по выводам замена Cortex для Microchip ARM7 Производные SAM7S; ЕЭК; Май 2011 г.[постоянная мертвая ссылка ]
  18. ^ а б «Atmel запускает инновационное семейство микроконтроллеров Cortex-M0 + 5V со встроенным периферийным сенсорным контроллером». prnewswire.com. как предоставлено Atmel Corporation. 27 мая 2015. Получено 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. ^ «йокто-совместимый слой с мета-атмелом». Архивировано из оригинал на 2019-01-22. Получено 2019-10-05.

дальнейшее чтение

Смотрите также: Список книг об ARM Cortex-M

внешняя ссылка

Официальные документы микроконтроллеров, цифровых контроллеров сигналов и микропроцессоров
Официальные документы ARM
Основная статья: ARM Cortex-M внешние ссылки
Другой