Процессоры Atmel на базе ARM

Процессоры на базе Atmel ARM — это микроконтроллеры и микропроцессоров интегральные схемы компании Microchip Technology (ранее Atmel ), основанные на различных 32-битных процессорных ядрах ARM с периферийными устройствами собственной разработки и инструментальной поддержкой. ^{[ 1 ]}

Обзор

ARM лицензирует дизайн ядра для серии 32-битных процессоров. ARM не производит никаких полноценных кремниевых продуктов, а производит только интеллектуальную собственность (IP). ARM Процессоры представляют собой RISC (вычисления с сокращенным набором команд). Это похоже на 8-битные продукты Microchip AVR, более позднюю версию архитектуры RISC. В то время как в архитектуре AVR использовалась исключительно гарвардская архитектура , некоторые ядра ARM являются гарвардскими (Cortex-M3), а другие — архитектурой фон Неймана (ARM7TDMI).

Компании- производители полупроводников , такие как Microchip, берут ядра ARM, которые используют согласованный набор инструкций и именование регистров, и добавляют периферийные схемы, такие как АЦП (аналогово-цифровые преобразователи), управление тактовой частотой и последовательные коммуникации, такие как USART, SPI, I2C, CAN. , LIN, USB, Ethernet и ЖК-дисплей, камера или сенсорные контроллеры. Компания Microchip предприняла усилия по адаптации передовых периферийных устройств и средств управления питанием, которые потребляли очень мало энергии и могли работать независимо без включения питания ядра ЦП (лунатизм). Они также обеспечили DMA между внешними интерфейсами и памятью, увеличивая пропускную способность данных при минимальном вмешательстве процессора.

Microchip продает как MCU (микроконтроллеры), имеющие внутреннюю флэш-память, так и MPU (микропроцессоры), использующие внешнюю память. Помимо самих чипов, Microchip предлагает демонстрационные платы как на своем веб-сайте, так и через каналы распространения, такие как Digi-key , Farnell, Ineltek, Arrow, Avnet, Future Electronics и Mouser .

Некоторые продукты Microchip на базе ARM предназначены для конкретных приложений , например SAM4CP, который используется в счетчиках энергии для интеллектуальных сетей.

История

1995 подписывает лицензионное соглашение на ядро ARM ARM7TDMI «Thumb» (архитектура ARMv4T Von Neumann) (ядро MPU Atmel превращено в MCU)
- АТ91М40800 (1998 г.)
- АТ91М42800А
- АТ91М55800А
- АТ91Р40008
- АТ91ФР40162 (2002)
- ЗРК7С/СЭ
- SAM7X/XC
- САМ7Л
1995 г. подписывает лицензионное соглашение на ядро ARM920T/ARM9TDMI (MPU) (архитектура ARMv4T фон Неймана).
- АТ91РМ9200 (2003 г.)
2000 г. подписывает лицензионное соглашение на ядро ARM926EJ/ARM9E (MPU) (архитектура ARMv5).
- АТ91САМ9260 (2006 г.)
- АТ91SAM9263 (2007)
- СЭМ9ХЕ (2008)
- ЗРК9Н/CN,
- САМ9Р (2009)
- САМ9Г (2009)
- САМ9М (2010)
- САМ9Х (2020) ^{[ 2 ]}
2004 г. подписывает основное лицензионное соглашение ARM1176JZ-S (не используется в деталях Atmel).
2008 г. подписывает лицензионное соглашение Cortex с ARM Holdings. ^{[ 3 ]}
- Cortex-M3 (MCU) (гарвардская архитектура ARMv7-M)
  - САМ3У (2009) ^{[ 4 ]}
  - САМ3С (2009 г.) ^{[ 5 ]}
  - САМ3Н (2010) ^{[ 6 ]}
  - САМ3А (2012 г.) ^{[ 7 ]}
  - СЭМ3Х (2012) ^{[ 7 ]}
- Cortex-M4 (MCU) (гарвардская архитектура ARMv7E-M)
  - САМ4С (2011) ^{[ 8 ]}
  - СЭМ4Л (2012) ^{[ 9 ]}
  - Серия SAM4E (2013 г.) на основе ARM Cortex-M4F, первого микроконтроллера Atmel с FPU (модуль с плавающей запятой). ^{[ 10 ]}
  - САМ4Н (2013)
  - SAM4C (2014 г.) двухъядерный ^{[ 11 ]}
  - ЗРК G51/53 (2014 г.) на базе ARM Cortex-M4F. ^{[ 12 ]}
  - ЗРК G54/55 (2015 г.) на базе ARM Cortex-M4F. ^{[ 13 ]}
- Cortex-A5 (MPU) (архитектура ARMv7-A)
  - Серия SAMA5D3, (2013 г.) Atmel анонсировала серию SAMA5D3 на базе ARM Cortex-A5, которая является первым чипом Atmel с ядром Cortex-A5. ^{[ 3 ]}
  - САМА5Д4 (2014) ^{[ 14 ]}
  - Серия САМА5Д2 (2015 г.) ^{[ 15 ]}
- Cortex-A7 (MPU) (архитектура ARMv7-A)
  - САМА7G5 (2022) ^{[ 16 ]}
- Cortex-M0+ (MCU) в SAM D20 (2013 г.) (архитектура ARMv6-M). В июне 2013 г. Atmel анонсировала серию SAMD20 на базе ARM Cortex-M0+. ^{[ 17 ]}
- Cortex-M7 (MCU) (архитектура ARMv7-M)
  - Серия SAMS70 (2015 г.) Atmel анонсировала серию SAM S70 на базе ARM Cortex-M7. ^{[ 18 ]}
  - Серия SAME70 (2015 г.) Atmel анонсировала серию SAM S70 на базе ARM Cortex-M7. ^{[ 18 ]}
  - 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. ^{[ 19 ]}

Продукты

Микроконтроллеры

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

Семейства SAM4S, SAM4N, SAM3S, SAM3N, SAM7S (64-контактные) имеют совместимые по выводам микросхемы, за исключением устройства USB, хотя они не совместимы по уровню напряжения. ^{[ 20 ]}

СЭМ С

Семейство Atmel C было запущено в мае 2015 года. ^{[ 21 ]} На основе Cortex-M0+, контакты и код совместимы 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.

ЗРК Д (АЦАМД) ^{[ 22 ]} Семейство 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 коду и совместно используют периферийные устройства, такие как система событий и модуль SERCOM для реконфигурируемых мультиплексированных последовательных портов связи . ^{[ 23 ]} Это семейство микроконтроллеров используется на различных платах разработки для любителей, таких как Arduino Zero (ATSAMD21G18), ^{[ 24 ]}^{[ 25 ]} Мини-прорыв Sparkfun SAMD21 (ATSAMD21G18), ^{[ 26 ]} и Seeed Studio XIAO SAMD21 (ATSAMD21G18). ^{[ 27 ]}

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

СЭМ Л

СЭМ 3

В 2009 году Atmel анонсировала линейку флэш-микроконтроллеров ATSAM3U на базе процессора ARM Cortex-M3 как более продвинутую версию микроконтроллеров SAM7. Они имеют максимальную тактовую частоту в диапазоне 100 МГц и выпускаются с флэш-памятью различных размеров. 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. Это включает в себя несколько усовершенствований для работы с меньшим энергопотреблением и снижения затрат на материалы .

Наблюдатели рынка отмечают, что эти продукты Cortex-M3 составляют конкуренцию собственным продуктам Atmel AVR32 UC3A. Оба представляют собой микроконтроллеры с практически идентичными периферийными устройствами и другими аппаратными технологиями, флэш-памятью, одинаковой тактовой частотой и плотным набором 16/32-битных RISC-инструкций.

САМ3А
САМ3Н
SAM3S – снизить энергопотребление
SAM3U – высокоскоростной USB
SAM3X — плата Arduino Due использует микроконтроллер Atmel SAM3X8E. ^{[ 28 ]}

СЭМ 4

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

1 августа 2017 года было анонсировано семейство ATSAMD5x и ATSAME5x. В нем реализовано несколько улучшений для работы с меньшим энергопотреблением и больше периферийных устройств, Ethernet и CANBUS-FD в серии SAME5x. [1] Архивировано 6 ноября 2019 г. на Wayback Machine.

SAM4C — двухъядерный процессор 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, поконтактная совместимость с устройствами SAM4S, SAM3S, SAM3N, SAM7S.
SAM4S — ядро ARM Cortex-M4
SAMG5x — ядро ARM Cortex-M4F, включающее FPU, ATSAMG55 для частоты процессора 120 МГц.
SAMD5x — новейшее ядро ARM Cortex-M4F, которое включает FPU и встроенную безопасность, включая 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 включают в себя 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 M4F Core MCU.

СЭМ х70

Они основаны на ядре ARM Cortex-M7 .

SAMS70 – высокопроизводительный микроконтроллер общего назначения
SAME70 – высокопроизводительный микроконтроллер с возможностью подключения
SAMV70, SAMV71 – автомобильный высокопроизводительный микроконтроллер

Наследие

АТ91САМ7

Существует множество микроконтроллеров на базе флэш-памяти AT91, основанных на ARM7TDMI ядрах . Эти чипы имеют максимальную тактовую частоту в диапазоне 60 МГц и поставляются с флэш-памятью различных размеров и набором периферийных устройств.

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 другие периферийные устройства
SAM7X — Ethernet, USB, CAN и другие периферийные устройства
SAM7XC — криптографические расширения (в частности, поддержка AES) для чипов AT91SAM7X.

Микропроцессоры

АТ91САМ9

Флэш-микроконтроллеры AT91SAM9XE основаны на ядрах ARM926ej-s. Они имеют максимальную тактовую частоту в диапазоне от 200 до 400 МГц и поставляются с флэш-памятью различных размеров. Они чем-то напоминают чипы AT91SAM9260, оснащенные флэш-памятью.

Компания Microchip представила процессоры AT91SAM9 (с ядром ARM926ej-s и архитектурой ARMv5TEJ) как свое первое широкое рыночное продолжение очень успешного процессора AT91RM9200. Эти процессоры усовершенствовали своего предшественника за счет меньшего энергопотребления, включения более нового и более мощного ядра ARM и предоставления множества чипов с различными наборами периферийных устройств. Хотя большинство из них работают на частоте примерно до 200 МГц, некоторые могут работать с вдвое большей скоростью. Процессоры включают в себя:

САМА5

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

САМА5Д2

SAMA5D2 — Ethernet 10/100, CAN, ЖК-дисплей, аудио класса D, QSPI, USB HSIC, интерфейс датчика изображения Raw Bayer, LPDDR3/LPDDR2/LPDDR/DDR2, до 10 UART

САМА5D3

SAMA5D31 – Ethernet 10/100, 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 Ethernet 10/100

САМА5D4

SAMA5D4 — 528 МГц (840 DMIPS), Neon, кэш L2 128 КБ, видеодекодер, ЖК-дисплей, Ethernet

Умная энергетика

ЗРК 4С/СМ

Платы Ардуино

Официальный

Arduino Due с процессором Atmel ATSAM3X8E 84 МГц ( ядро ARM Cortex-M3 ).
Arduino Zero с процессором Atmel ATSAMD21G18 48 МГц ( ядро ARM Cortex-M0+ ).
Arduino MKR1000 с процессором Atmel ATSAMW25 48 МГц ( ядро ARM Cortex-M0+ ).

Совместимость со щитом

Совместимый с экраном Rascal с процессором Atmel AT91SAM9G20 400 МГц ( ядро ARM926EJ-S ).

Платы Atmel

Xplained Pro
Объяснено
ЗРК W21
САМА5

Инструменты разработки

Кортекс-М

ИДЕТ

Интегрированные среды разработки:

Окна

Microchip — MPLAB и Microchip Studio для устройств AVR и SAM (ранее Atmel Studio 7)
IAR — встроенная рабочая среда для ARM
Crossware — пакет разработки для ARM

Линукс

Строитьрут ^{[ 30 ]}
Открытый встроенный ^{[ 31 ]}
уровень, совместимый с Meta-atmel Yocto ^{[ 32 ]}

Отладчики

Документация

Объем документации для всех чипов ARM устрашает, особенно для новичков. Документацию по микроконтроллерам прошлых десятилетий легко можно было бы объединить в одном документе, но по мере развития микросхем объем документации рос. Полную документацию особенно сложно понять для всех чипов ARM, поскольку она состоит из документов от производителя микросхемы (например, Microchip ) и документов от поставщика ядра процессора ( ARM Holdings ).

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

Дерево документации (сверху вниз)

Сайт микроконтроллеров и микропроцессоров Microchip
Маркетинговые слайды серии Microchip ARM
Техническое описание микрочипа ARM-чипа
Основной веб-сайт ARM
Общее руководство пользователя ядра ARM
Техническое справочное руководство по ядру ARM
Справочное руководство по архитектуре ARM

У Microchip есть дополнительные документы, такие как: руководства пользователя оценочной платы, указания по применению, руководства по началу работы, документы библиотеки программного обеспечения, список ошибок и многое другое. См. раздел «Внешние ссылки» для ссылок на официальные документы Microchip и ARM.

См. также

Ссылки

^ «Страница «Руководство по выбору» компании Microchip, поясняющая разницу между их микроконтроллерами на базе процессоров PIC и ARM» .
^ «Пресс-релиз; Микрочип; 4 августа 2022 г.» .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Пресс-релиз; Атмел; 4 февраля 2013 г.
^ «Пресс-релиз; Atmel; 1 июня 2009 г.» . Архивировано из оригинала 14 июля 2014 г. Проверено 6 января 2013 г.
^ «Пресс-релиз; Atmel; 15 декабря 2009 г.» . Архивировано из оригинала 14 июля 2014 г. Проверено 6 января 2013 г.
^ «Пресс-релиз; Atmel; 9 ноября 2010 г.» . Архивировано из оригинала 14 июля 2014 г. Проверено 6 января 2013 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Пресс-релиз; Atmel; 28 февраля 2012 г.» . Архивировано из оригинала 17 марта 2013 г. Проверено 6 января 2013 г.
^ «Пресс-релиз; Atmel; 26 октября 2011 г.» . Архивировано из оригинала 17 марта 2013 г. Проверено 6 января 2013 г.
^ «Пресс-релиз; Atmel; 24 сентября 2012 г.» . Архивировано из оригинала 17 марта 2013 г. Проверено 6 января 2013 г.
^ Пресс-релиз; Атмел; 14 января 2013 г.
^ Пресс-релиз; Атмел; 12 августа 2014 г.
^ Пресс-релиз; Атмел; 7 января 2014 г.
^ Пресс-релиз; Атмел; 5 января 2015 г.
^ Пресс-релиз; Атмел; 1 октября 2014 г.
^ Пресс-релиз; Атмел; 14 сентября 2015 г.
^ Пресс-релиз; Микрочип; 24 мая 2022 г.
^ Пресс-релиз; Атмел; 17 июня 2013 г.
^ Jump up to: ^а ^б Пресс-релиз; Атмел; 15 июля 2015 г.
^ Пресс-релиз; Атмел; 6 января 2015 г.
^ Совместимая по выводам замена Cortex для производных Microchip ARM7 SAM7S; ЕЭК; Май 2011. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ Jump up to: ^а ^б «Atmel представляет инновационное семейство микроконтроллеров Cortex-M0+ с напряжением питания 5 В и встроенным сенсорным контроллером периферийных устройств» . prnewswire.com . предоставлено корпорацией Atmel. 27 мая 2015 года . Проверено 1 сентября 2020 г.
^ Микросайт; Атмел; 11 июля 2014 г.
^ «Добавление дополнительных портов SERCOM для плат SAMD» . Learn.sparkfun.com . Проверено 29 сентября 2021 г.
^ «Правление; Ноль; Документы» . Ардуино . Архивировано из оригинала 8 мая 2023 года.
^ «Доска; Ноль; Магазин» . Ардуино .
^ «Мини-прорыв SparkFun SAMD21» .
^ «Seeed Studio XIAO SAMD21 (Seeeduino XIAO) с SAMD21 Cortex M0+» .
^ Arduino Due; arduino.cc
^ Веб-страница САМА5; Microchip.com
^ Корень сборки
^ Открытый встроенный
^ «Слой, совместимый с мета-атмелом Yocto» . Архивировано из оригинала 22 января 2019 г. Проверено 5 октября 2019 г.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

Официальная документация по микроконтроллерам, контроллерам цифровых сигналов и микропроцессорам.

Официальный сайт

Официальные документы ARM

Другой

[1] «Страница «Руководство по выбору» компании Microchip, поясняющая разницу между их микроконтроллерами на базе процессоров PIC и ARM» .

[2] «Пресс-релиз; Микрочип; 4 августа 2022 г.» .

[Press-20130204-3] Jump up to: ^а ^б ^с Пресс-релиз; Атмел; 4 февраля 2013 г.

[Press-20090601-4] «Пресс-релиз; Atmel; 1 июня 2009 г.» . Архивировано из оригинала 14 июля 2014 г. Проверено 6 января 2013 г.

[Press-20091215-5] «Пресс-релиз; Atmel; 15 декабря 2009 г.» . Архивировано из оригинала 14 июля 2014 г. Проверено 6 января 2013 г.

[Press-20101109-6] «Пресс-релиз; Atmel; 9 ноября 2010 г.» . Архивировано из оригинала 14 июля 2014 г. Проверено 6 января 2013 г.

[Press-20120228-7] Jump up to: ^а ^б «Пресс-релиз; Atmel; 28 февраля 2012 г.» . Архивировано из оригинала 17 марта 2013 г. Проверено 6 января 2013 г.

[Press-20111026-8] «Пресс-релиз; Atmel; 26 октября 2011 г.» . Архивировано из оригинала 17 марта 2013 г. Проверено 6 января 2013 г.

[Press-20120924-9] «Пресс-релиз; Atmel; 24 сентября 2012 г.» . Архивировано из оригинала 17 марта 2013 г. Проверено 6 января 2013 г.

[Press-20130114-10] Пресс-релиз; Атмел; 14 января 2013 г.

[Press-20140812-11] Пресс-релиз; Атмел; 12 августа 2014 г.

[Press-20140107-12] Пресс-релиз; Атмел; 7 января 2014 г.

[Press-20150105-13] Пресс-релиз; Атмел; 5 января 2015 г.

[Press-20141001-14] Пресс-релиз; Атмел; 1 октября 2014 г.

[Press-20150914-15] Пресс-релиз; Атмел; 14 сентября 2015 г.

[16] Пресс-релиз; Микрочип; 24 мая 2022 г.

[Press-20130617-17] Пресс-релиз; Атмел; 17 июня 2013 г.

[Press-20150715-18] Jump up to: ^а ^б Пресс-релиз; Атмел; 15 июля 2015 г.

[Press-20150106-19] Пресс-релиз; Атмел; 6 января 2015 г.

[20] Совместимая по выводам замена Cortex для производных Microchip ARM7 SAM7S; ЕЭК; Май 2011. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[Cision2015-21] Jump up to: ^а ^б «Atmel представляет инновационное семейство микроконтроллеров Cortex-M0+ с напряжением питания 5 В и встроенным сенсорным контроллером периферийных устройств» . prnewswire.com . предоставлено корпорацией Atmel. 27 мая 2015 года . Проверено 1 сентября 2020 г.

[22] Микросайт; Атмел; 11 июля 2014 г.

[learn.sparkfun.com-23] «Добавление дополнительных портов SERCOM для плат SAMD» . Learn.sparkfun.com . Проверено 29 сентября 2021 г.

[24] «Правление; Ноль; Документы» . Ардуино . Архивировано из оригинала 8 мая 2023 года.

[25] «Доска; Ноль; Магазин» . Ардуино .

[26] «Мини-прорыв SparkFun SAMD21» .

[27] «Seeed Studio XIAO SAMD21 (Seeeduino XIAO) с SAMD21 Cortex M0+» .

[28] Arduino Due; arduino.cc

[29] Веб-страница САМА5; Microchip.com

[30] Корень сборки

[31] Открытый встроенный

[32] «Слой, совместимый с мета-атмелом Yocto» . Архивировано из оригинала 22 января 2019 г. Проверено 5 октября 2019 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]