АВР32

АВР32
Дизайнер	Атмел
Биты	32-битный
Версия	Версия 2
Дизайн	РИСК
Кодирование	Переменная
Порядок байтов	Большой
Расширения	виртуальная машина Java
Регистры
	15

AVR32 — это 32-битный RISC микроконтроллер производства компании Atmel . Архитектура микроконтроллера была разработана горсткой людей, получивших образование в Норвежском университете науки и технологий , в том числе ведущим дизайнером Ойвиндом Стрёмом и архитектором процессора Эриком Ренно в норвежском центре дизайна Atmel.

Большинство инструкций выполняются за один цикл. Блок умножения-накопления может выполнять 32-битную × 16-битную + 48-битную арифметическую операцию за два цикла (задержка результата), выдаваемую один раз за цикл.

Он не похож на семейство 8-битных микроконтроллеров AVR , хотя оба они были разработаны в Atmel Норвегии, в Тронхейме . Некоторые инструменты отладки похожи.

Поддержка AVR32 исключена из Linux начиная с ядра 4.12; ^{[ 1 ]} Atmel перешла в основном на варианты М архитектуры ARM .

Архитектура

AVR32 имеет как минимум две микроархитектуры: AVR32A и AVR32B. Они различаются архитектурой набора команд, конфигурацией регистров и использованием кешей для инструкций и данных. ^{[ 2 ]}

Ядра ЦП AVR32A предназначены для недорогих приложений. Они не предоставляют выделенных аппаратных регистров для дублирования файла регистров, состояния и адреса возврата в прерываниях . Это экономит площадь кристалла за счет более медленной обработки прерываний.

Ядра процессора AVR32B предназначены для быстрых прерываний. У них есть специальные регистры для хранения этих значений для прерываний, исключений и вызовов супервизора. Ядра AVR32B также поддерживают виртуальную машину Java . аппаратно ^{[ 3 ]}

Набор инструкций AVR32 включает 16-битные (компактные) и 32-битные (расширенные) инструкции, аналогичные, например, некоторым ARM, с несколькими специализированными инструкциями, которых нет в старых ARMv5, ARMv6 или MIPS32 . На AVR32 ISA и платформу проектирования подано несколько патентов США.

Как и 8-битная архитектура микроконтроллера AVR, AVR32 был разработан для высокой плотности кода (упаковка большого количества функций в несколько инструкций) и быстрых инструкций с небольшим количеством тактовых циклов. Atmel использовала независимый консорциум тестов EEMBC для тестирования архитектуры с различными компиляторами и постоянно превосходила как 16-битный ( Thumb ) код ARMv5, так и 32-битный код ARMv5 ( ARM ) на целых 50% по размеру кода и в 3 раза по производительности. . ^{[ нужна ссылка ]}

Atmel заявляет, что "picoPower" AVR32 AT32UC3L потребляет менее 0,48 мВт/МГц в активном режиме, который, по ее утверждению, потреблял меньше энергии, чем любой другой 32-битный процессор. ^{[ 4 ]} Затем, в марте 2015 года, они заявили, что их новые микроконтроллеры на базе Cortex-M0+ , использующие ARM Holdings ARM архитектуру , а не собственный набор команд , «преодолели все существующие на сегодняшний день барьеры сверхнизкого энергопотребления». ^{[ 5 ]}

Реализации

Архитектура AVR32 использовалась только в собственных продуктах Atmel. семиэтапную конвейерную В 2006 году компания Atmel выпустила AVR32A: ядро AVR32 AP7 , платформу проектирования на основе кэша . ^{[ 3 ]} Этот «AP7000» реализует архитектуру AVR32B и поддерживает аппаратный FPU , инструкции SIMD (одна инструкция для нескольких данных) DSP ( цифровая обработка сигналов ) и набор инструкций RISC , а также аппаратное ускорение Java. Он включает в себя модуль управления памятью (MMU) и поддерживает такие операционные системы, как Linux . В начале 2009 года выпуск следующего процессора AP7200, по слухам, был отложен, а ресурсы были направлены на другие чипы.

В 2007 году Atmel выпустила второй AVR32: ядро AVR32 UC3. Он предназначен для микроконтроллеров, использующих встроенную флэш-память для хранения программ и работающих без MMU (блока управления памятью). Ядро AVR32 UC3 использует трехступенчатую конвейерную гарвардскую архитектуру, специально разработанную для оптимизации выборки инструкций из встроенной флэш-памяти . ^{[ 6 ]} Ядро AVR32 UC3 реализует архитектуру AVR32A. Он имеет ту же архитектуру набора команд (ISA), что и его брат AP7, но отличается тем, что не включает дополнительные инструкции SIMD или поддержку Java. Набор инструкций FPU является необязательным и не был реализован в первых семействах микроконтроллеров UC3. Он использует более 220 общих инструкций с AVR32B. ISA поддерживает атомарные манипуляции с битами для управления встроенными периферийными устройствами и вводами-выводами общего назначения, а также DSP арифметику с фиксированной запятой.

Обе реализации можно комбинировать с совместимым набором периферийных контроллеров и шин, впервые появившихся в платформах AT91SAM на базе ARM. Некоторые периферийные устройства, впервые появившиеся в AP7000, такие как высокоскоростной периферийный контроллер USB и автономный контроллер DMA, позже появились в обновленных платформах ARM9, а затем в продуктах на базе ARM Cortex-M3.

Оба ядра AVR32 включают в себя Nexus сборку встроенной отладки на базе класса 2+ с JTAG .

Ядро UC3 C, анонсированное на выставке Electronica 2010 в Мюнхене, Германия, 10 ноября 2010 года, было первым членом семейства UC3, реализовавшим поддержку FPU. ^{[ 7 ]}

Устройства

ядро AP7

10 апреля 2012 г. компания Atmel объявила об окончании срока службы устройств AP7 Core с 4 апреля 2013 г. ^{[ 8 ]}

Ядро UC3

Если имя устройства заканчивается на *AU, это аудиоверсия, которая позволяет использовать IP-адреса аудиопрошивки, лицензированной Atmel.

Если имя устройства заканчивается на *S, оно включает криптомодуль AES.

Серия A0/A1 — устройства обеспечивают 91 Dhrystone MIPS (DMIPS) на частоте 66 МГц (1 состояние ожидания мигания) и потребляют 40 мА при 66 МГц при 3,3 В.

Серия A3/A4 — устройства обеспечивают 91 Dhrystone MIPS (DMIPS) при частоте 66 МГц и потребляют ток 40 мА при 66 МГц при напряжении 3,3 В.

Серия B – обеспечивает 72 Dhrystone MIPS (DMIPS) на частоте 60 МГц и потребляет 23 мА при 66 МГц при напряжении 3,3 В.

Серия C — устройства обеспечивают 91 Dhrystone MIPS (DMIPS) на частоте 66 МГц и потребляют 40 мА при 66 МГц при напряжении 3,3 В.

Серия D – UC3D с низким энергопотреблением оснащен технологией SleepWalking , которая позволяет периферийному устройству выводить устройство из спящего режима.

Серия L – обеспечивает 64 Dhrystone MIPS (DMIPS) на частоте 50 МГц и потребляет 15 мА при 50 МГц при напряжении 1,8 В.

Доски

См. также

Ссылки

^ «avr32: удалить поддержку архитектуры AVR32» . Гитхаб . Проверено 21 сентября 2017 г.
^ «Архитектурный документ AVR32» (PDF) . Атмел . Архивировано из оригинала (PDF) 24 марта 2012 г. Проверено 15 июня 2008 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Техническое справочное руководство по точке доступа AVR32» (PDF) . Атмел . Архивировано (PDF) из оригинала 3 декабря 2008 г. Проверено 12 декабря 2008 г.
^ «Проверенные инновационные микроконтроллерные технологии с низким энергопотреблением и высокой производительностью» (пресс-релиз). Atmel представляет микроконтроллер AVR32, который снижает лучшее в отрасли энергопотребление на 63%; Микроконтроллер picoPower AVR32 AT32UC3L обеспечивает ток менее 0,48 мВт/МГц в активном режиме и менее 100 нА в спящем режиме.
^ «Семейство SAM L теперь является самым экономичным в мире решением на базе ARM Cortex-M» . 30 марта 2015 г. Архивировано из оригинала 27 апреля 2015 г. Проверено 27 апреля 2015 г. Эти микроконтроллеры на базе Cortex-M0+ могут поддерживать функциональность системы, потребляя при этом всего лишь одну треть мощности сопоставимых продуктов, представленных сегодня на рынке. Это устройство обеспечивает сверхнизкое энергопотребление до 35 мкА/МГц в активном режиме, потребляя менее 900 нА при полном сохранении 32 КБ ОЗУ.[..]
«В прошлогоднем объявлении Atmel о семействе SAM L21 компании я указал на удивительно низкие значения потребляемого тока как для активного, так и для спящего режима работы этого семейства продуктов – теперь я могу подтвердить это мнение конкретными данными, полученными из EEMBC ULPBench. », — объяснил Маркус Леви, президент и основатель EEMBC. «Компания Atmel достигла самого низкого энергопотребления среди всех процессоров и микроконтроллеров на базе Cortex-M в мире благодаря запатентованной технологии picoPower со сверхнизким энергопотреблением. Эти результаты ULPBench замечательны, демонстрируя опыт компании в области низкого энергопотребления с использованием преобразования постоянного тока в постоянный для мониторинга напряжения. , а также другие инновационные методы».
При запуске EEMBC ULPBench SAM L21 набрал ошеломляющую оценку 185, самый высокий публично зарегистрированный балл для любого процессора или микроконтроллера на базе Cortex-M в мире, и значительно превышает оценки 167 и 123, объявленные другими поставщиками. Семейство SAM L21 потребляет менее 940 нА при полном сохранении SRAM объемом 40 КБ , часах реального времени и календаре и 200 нА в режиме самого глубокого сна.
^ «Техническое справочное руководство AVR32UC» (PDF) . Атмел . Архивировано из оригинала (PDF) 5 февраля 2009 г. Проверено 15 июня 2008 г.
^ «Atmel представляет первый 32-битный AVR-микроконтроллер с модулем операций с плавающей запятой» . Атмел . Архивировано из оригинала 22 ноября 2010 г. Проверено 26 марта 2011 г.
^ «Умный | Подключенный | Безопасный | Технология микрочипов» .

Внешние ссылки

Атмел АВР32 * «Проект AVR32 Linux» . Архивировано из оригинала 2 сентября 2011 года . Проверено 9 мая 2013 г. (ныне мертвый) содержал последние исправления ядра Linux, GCC / binutils и так далее.

[1] «avr32: удалить поддержку архитектуры AVR32» . Гитхаб . Проверено 21 сентября 2017 г.

[2] «Архитектурный документ AVR32» (PDF) . Атмел . Архивировано из оригинала (PDF) 24 марта 2012 г. Проверено 15 июня 2008 г.

[techref-3] Jump up to: ^а ^б «Техническое справочное руководство по точке доступа AVR32» (PDF) . Атмел . Архивировано (PDF) из оригинала 3 декабря 2008 г. Проверено 12 декабря 2008 г.

[4] «Проверенные инновационные микроконтроллерные технологии с низким энергопотреблением и высокой производительностью» (пресс-релиз). Atmel представляет микроконтроллер AVR32, который снижает лучшее в отрасли энергопотребление на 63%; Микроконтроллер picoPower AVR32 AT32UC3L обеспечивает ток менее 0,48 мВт/МГц в активном режиме и менее 100 нА в спящем режиме.

[5] «Семейство SAM L теперь является самым экономичным в мире решением на базе ARM Cortex-M» . 30 марта 2015 г. Архивировано из оригинала 27 апреля 2015 г. Проверено 27 апреля 2015 г. Эти микроконтроллеры на базе Cortex-M0+ могут поддерживать функциональность системы, потребляя при этом всего лишь одну треть мощности сопоставимых продуктов, представленных сегодня на рынке. Это устройство обеспечивает сверхнизкое энергопотребление до 35 мкА/МГц в активном режиме, потребляя менее 900 нА при полном сохранении 32 КБ ОЗУ.[..]
«В прошлогоднем объявлении Atmel о семействе SAM L21 компании я указал на удивительно низкие значения потребляемого тока как для активного, так и для спящего режима работы этого семейства продуктов – теперь я могу подтвердить это мнение конкретными данными, полученными из EEMBC ULPBench. », — объяснил Маркус Леви, президент и основатель EEMBC. «Компания Atmel достигла самого низкого энергопотребления среди всех процессоров и микроконтроллеров на базе Cortex-M в мире благодаря запатентованной технологии picoPower со сверхнизким энергопотреблением. Эти результаты ULPBench замечательны, демонстрируя опыт компании в области низкого энергопотребления с использованием преобразования постоянного тока в постоянный для мониторинга напряжения. , а также другие инновационные методы».
При запуске EEMBC ULPBench SAM L21 набрал ошеломляющую оценку 185, самый высокий публично зарегистрированный балл для любого процессора или микроконтроллера на базе Cortex-M в мире, и значительно превышает оценки 167 и 123, объявленные другими поставщиками. Семейство SAM L21 потребляет менее 940 нА при полном сохранении SRAM объемом 40 КБ , часах реального времени и календаре и 200 нА в режиме самого глубокого сна.

[6] «Техническое справочное руководство AVR32UC» (PDF) . Атмел . Архивировано из оригинала (PDF) 5 февраля 2009 г. Проверено 15 июня 2008 г.

[7] «Atmel представляет первый 32-битный AVR-микроконтроллер с модулем операций с плавающей запятой» . Атмел . Архивировано из оригинала 22 ноября 2010 г. Проверено 26 марта 2011 г.

[8] «Умный | Подключенный | Безопасный | Технология микрочипов» .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

v т и Архитектуры компьютеров с сокращенным набором команд (RISC)
Происхождение	ИБМ 801 Беркли RISC Стэнфордский МИПС
Активный	Аналоговые устройства Блэкфин АРК РУКА АВР eSi-ОБОГРЕВ LatticeMico8 , LatticeMico32 МИПС OpenRISC Мощность ОДИН Ренесас М32Р , СуперХ , В850 РИСК-V СПАРК Санвей Юникор Xilinx MicroBlaze , PicoBlaze
Снято с производства	Альфа AMD Am29000 Аполлон ПРИЗМА Атмел АВР32 Клипер CR16 КРИСП ДЕКАБРЬСКАЯ ПРИЗМА Интел i860 , i960 МЕТА МИПС-Х Моторола 88000 , M·CORE ПА-РИСК МОЩНОСТЬ , PowerPC , РОМП