Тема 5.1 Общие сведения

Раздел 5. Микроконтроллеры ARM7 семейства AT91SAM7 фирмы Atmel

Процессорное ядро ARM7 было разработано британской фирмой ARM в 1994 году.

Ядро ARM7 является RISC-машиной, предполагающей использование небольшого числа команд и соответственно состоящей из относительно небольшого количества логических элементов. ARM7 имеет высокую производительность, низкое энергопотребление и достаточно небольшую площадь на кристалле. И именно малые размеры этого RISC-ядра позволяют успешно интегрировать его в большие интегральные схемы.

К областям применения микроконтроллеров с ядром ARM7 фирма ARM относит:

- телекоммуникацию – контроллеры GSM терминалов;

- обмен данными – средства преобразование протоколов и модемы;

- портативные вычисления – портативные компьютеры;

- портативные измерительные устройства – карманные устройства сбора данных;

- автомобильную технику – устройства управления двигателями;

- информационные системы – Smart-карты;

- средства отображения – JPEG-контроллеры;

Семейство ядер ARM7 Thumb, имеющее дополнительный 16-битный режим, представляет собой ядро с целочисленной RISC-архитектурой, обеспечивающее максимальную производительность до 130 MIPS. При производстве по технологии 0,18 мкм удельная производительность ядра ARM7 Thumb составляет 0,9…1 MIPS/МГц тактовой частоты, а энергопотребление – не более 0,40 мВт/МГц.

Все ядра с ARM7 Thumb имеют традиционную архитектуру фон Неймана с общей памятью команд и данных.

МК с ядром ARM в настоящее время фактически выделились в отдельный класс контроллеров для встраиваемых приложений, именуемый ARM-контроллерами.

Один из партнеров фирмы ARM, корпорация Atmel выпускает широкую номенклатуру 32/16-битных МК с ядром ARM7 Thumb (ARM7TDMI) – семейство AT91SAM7.

До конца 2004 года компанией Atmel выпускалось более 10 наименований 32-разрядных микроконтроллеров, построенных на базе ядер ARM7TDMI и ARM920T. Наличие высокопроизводительного ядра и развитой периферии, достаточных для выполнения широкого круга задач, не способствовало широкому распространению этих кристаллов. Причины были разные: либо отсутствие интегрированной на кристалл оперативной и Flash-памяти, либо недостаточная пропускная способность шины внешней памяти данных и программ, либо неудобные для пайки "вручную" BGA-корпуса. Для некоторых разработчиков "барьером" была высокая стоимость средств разработки и отсутствие базовых примеров программ.

В 2004 году компания Atmel объявила о развитии нового направления 32-разрядных платформ, в которое были заложены следующие основные особенности:

- высокопроизводительное 32-разрядное ядро ARM7TDMI;

- внутренняя Flash-память на 32-разрядной системной шине;

- внутреннее ОЗУ на 32-разрядной системной шине;

- доступные ручной пайки корпуса (TQFP);

- дешевые средства разработки и программирования.

Семейство микроконтроллеров этого направления было названо SmartARM (префикс в наименовании микросхем - AT91SAM7). В начале 2005 года начали появляться первые представители этого семейства - микроконтроллеры линейки AT91SAM7S с интерфейсом USB и AT91SAM7A (SAM7A1 и SAM7A2) с интерфейсом CAN и - AT91SAM7X с интерфейсом Ethernet.