Mikrořadiče fy ATMEL

Transkript

1 Mikrořadiče fy ATMEL

2 Struktura mikrořadičů fy ATMEL progresivní typy AVR je navržena tak, aby co nejvíce vyhovovala i překladačům vyšších programovacích jazyků, zejména široce používaného jazyka C. Optimalizované jádro mikrořadičů je s harvardskou architekturou typu RISC. Celou rodinu mikrořadičů AVR je možno rozdělit na 3 podskupiny: mikrokontroléry řady AT90S, ATtiny a ATmega. Typy mikrořadičů AT90S navazuje na předchozí řadu AT89S, zatímco další dvě podskupiny se liší určením. Řada ATtiny je vhodnější pro menší a jednodušší aplikace, zatímco dále navazující podskupina ATmega je předeslána pro složitější a komplexnější aplikace.

3 Rodina mikrořadičů ATmega disponuje poměrně velkou vnitřní pamětí typu Flash, kterou je možné programovat přímo v aplikaci. Tento způsob programování je označován jako ISP ( In System Programming). To znamená, že čip může být osazen přímo na desce plošných spojů a není žádný problém obsah příslušné paměti nahradit jiným obsahem. K tomu je zapotřebí, aby patřičný řadič byl vybaven možností sériového programování, nebo-li SPI rozhraním (Serial Periferipherial Interface). Toto rozhraní poskytuje vysokorychlostní synchronní přenos dat mezi řadičem a okolními prostředky nebo mezi dvěma řadiči. Analogicky lze programovat i vnitřní paměť EEPROM, kterou je rovněž každý mikrořadič vybaven. Kromě uvedených pamětí je ještě k dispozici i menší paměť SRAM, která slouží běžící aplikaci v mikrořadiči k odkládání nepotřebných dat.

4 Tyto řadiče mohou pracovat na frekvenci až 40 MHz, disponují až třemi časovači, watchdogem, sběrnicí I 2 C, hodinami reálného času, A/D převodníkem, modulací PWM a ještě řadou dalších vylepšení. Mikrořadič ATmega103 Je starším přestavitelem rodiny Atmega. Jedná se o osmibitový mikrořadič s CMOS technologií s nízkou spotřebou a založený na architektuře RISC. Při vykonávání instrukcí v jediném hodinové cyklu je výkonnost tohoto mikrořadiče 1 MIPS/MHz. Vlastnosti tohoto mikrořadiče: - v systému je progr. paměť Flash o velikosti 128 kb - v systému je progr. paměť EEPROM s kapacitou 4 kb -vnitřní paměť SRAM s kapacitou 4 kb

5 - 4 obousměrné brány (32 b) - 2 jednosměrné brány (16 b) - 32 registrů pro všeobecné použití - čítač reálného času (RTC) - 4 flexibilní čítače/časovače s porovnávacím módem PWM - obousměrný UART - programovatelný časovač watchdog s interním oscilátorem - 3 volitelné úsporné režimy napájení Díky kombinaci osmibitové RISC architektury a velkého prostoru paměti Flash nabízí mikrořadič AVR ATmega vysoce flexibilní možnost využít v různých aplikacích.

6

7

8 Mikrořadič ATmega 128 Tento typ z rodiny ATmega je představitelem novějším též osmibitovým mikrořadičem vyrobeným CMOS technologií a jako jeho předchůdce má nízkou spotřebu a je též realizovaný RISC architekturou. Vyznačuje se rozšířeným souborem instrukcí (133 instrukcí) spolu s 32 pracovními registry pro všeobecné použití. Tyto registry jsou přímo propojeny s ALU, která umožňuje instrukci přístup ke dvěma registrům v jednom hodinové (strojovém) cyklu. Základní vlastnosti mikrořadiče ATmega128: MHz, výkon 16 MIPS při 16 MHz - programovatelná paměť Flash s kapacitou 128 kb - přeprogramovatelná paměť EEPROM s kapacitou 4 kb

9 Mkrořadiče fy ATMEL typ AVR - interní paměť SRAM o kapacitě 4 kb - maximální externí paměť 64 kb - interface SPI pro programování v systému - interface JTAG Boundary scan, on chip debug, programování Flash, EEPROM a SRAM přes JTAG - dva osmibitové a dva šestnáctibitové čítače/časovače a čítač reálného času - sériové rozhraní, analogový komparátor, úsporné režimy napájení - 53 programovatelných vstupně/výstupních linek - kompatibilita s mikrořadičem ATmege103

10 Vylepšení mikrořadičů Atmega: - pracovní frekvence se zdvojnásobila (z 8 MHz na 16 MHz) - došlo ke zdokonalení čítačů/časovačů a jejich přednastavení - zlepšení zaznamenalo i rozhraní pro externí paměť - změny v interfejsu SPI a UART; vzniká USART - změnilo se časování zápisu do paměti EEPROM - změněno bylo i programovací rozhraní - bylo upraveno také rozhraní JTAG - byly upraveny obvody watchdogu

11 Nové mikrokontroléry Atmel s vysokory-chlostní komunikací Nově představená řada 32-bitových mikrokontrolérů s vysokorychlostní komunikací v podobě USB 2.0 či několikanásobným DMA modulem. Tato nová řada 32-bitových mikrokontrolérů je prezentována jako AT32UC3A3. Obvody například obsahují vysokorychlostní USB 2.0 Hi-Speed rozhraní s On-The-Go, dvě vysokorychlostní sériová rozhraní paměťových karet SD/MMC, paralelní paměťové rozhraní pro SDRAM a NAND Flash s SLC, MLC a ECC. Mikrokontroléry jsou zaměřeny především na rychle rostoucí trh digitálních médií a dokovacích stanic hudebních přehrávačů, kde Atmel před rokem 2007 zaznamenal velký úspěch s řadou AT32UC3A.

12 Struktura ATMEL AT32UCA3A Základní technické parametry Výkonný, Low Power AVR32 UC 32-bitový mikrokontrolér (až 91 DMIPS) Multi-Layer Bus System s DMA Internal High-Speed Flash až 256kB Internal High-Speed SRAM 128kB Externí paměťová sběrnice s podporou SDRAM, SRAM, NAND Flash a Compact Flash s 66MHz

13 Základní technické parametry pokr. Rozhraní pro paměťové karty SD/MMC, ale také ATA (IDE Interface) Šifrování AES (Advanced Encryption System) USB 2.0 Hi-Speed (480Mbit/s) Device/Mini Host s On-The-Go 8-kanálový 10-bitový ADC Dva tří-kanálové 16-bitové Čítače/časovače Čtyři USARTY s podporou RS485, SPI, IrDA a ISO7816 protokolů Dva Master/Slave SPI Jeden synchronní sériový port s podporou I2S Dva Master/Slave TWI, 400kbit/s I2C kompatibilní On-Chip Debug System (JTAG interface) 110 GPIO pinů s přepínací frekvencí až 66MHz Jediné 3,3V napájecí napětí 144-pinové TBGA a LQFP pouzdro

14 Obvody jsou dostupné v následujících provedeních: Označení Flash SRAM AES Package AT32UC3A3256S 256kB 128kB ANO 144 balls TBGA 144 leadlqfp AT32UC3A kB 128kB NE 144 balls TBGA 144 lead LQFP AT32UC3A3128S 128kB 128kB ANO 144 balls TBGA AT32UC3A kB 128kB 144 lead LQFP NE 144 balls TBGA 144 lead LQFP AT32UC3A364S 64kB 128kB ANO 144 balls TBGA 144 lead LQFP AT32UC3A364 64kB 128kB NE 144 balls TBGA 144 lead LQFP

15 Distribuovaná statická paměť SRAM Obvody AT32UC3A3 jsou vybaveny inovovaným DMA řadičem v kombinaci s násobnou datovou sběrnicí. Tím je obvodu umožněna automatizace přenosu i velkých datových bloků. Krom toho obvody řady AT32UC3A3 zavádějí jako první do dvouportových SRAM kontrolérů, dostupných v řadě AVR32, architekturu eliminující prodlevy a možná zpoždění dat proudících přes paměťový řadič. Integrovaná 128kB paměť SRAM dostupná u všech obvodů řady AT32UC3A3 je rozdělena na tři oblasti, z nichž každá nabízí samostatný interface mezi paměťovým blokem a řadičem DMA. To umožňuje i více vysokorychlostních přenosů v jediný okamžik a bez přispění jádra obvodu.

16

17 Obsah pamětí Flash a EEPROM lze měnit pomocí sériového rozhraní. K tomu je třeba zajistit programátor včetně ovládacího softwaru od výrobce. Nebo je možné si jednodušší programátor vyrobit. Příklad jednoduchého sériového rozhraní pro programátor PonyProg je zobrazen vedle.