Az Atmel cég ARM-alapú processzorai az Atmel által fejlesztett olyan mikrovezérlők és mikroprocesszoros integrált áramkörök, amelyek különféle 32 bites ARM processzormagokon alapulnak és támogatják az Atmel fejlesztésű perifériákat és eszközöket. Az Atmel SMART márkájú ARM családjai kiegészítik az AVR sorozatú 8- és 32 bites mikrovezérlőket. A SMART márka tartalmaz alkalmazásspecifikus ARM-alapú alkatrészeket a Wi-Fi kapcsolat használatához, mint például a SmartConnect és Smart Direct termékvonalak, valamint ARM-alapú integrált áramköröket a „smart energy” termékek (energiatakarékos felhasználást célzó technológiák) számára, például üzemanyag és áram(felhasználás)mérőket.
Az Atmel SMART márka ARM-alapú mikrovezérlői megtalálhatók az Arduino Zero (SAM D21) egykártyás számítógépben és az Arduino Due (SAM3) fejlesztőkészletben. A “SAM” jelölés az Atmel alkatrészszámaiban a “SMART Atmel mikrovezérlő” rövidítése.
A SMART vonal egyik kulcseleme az Atmel „Internet of Things” (IoT) stratégiájának. A 32 bites ARM magok alkalmasak a TCP/IP szoftvercsomag működtetésére, ami az internetes kommunikációhoz szükséges. Az IoT-hoz szükséges mikrovezérlőkön kívül az Atmel SMART ARM-alapú csipeket használ számos Wi-Fi moduljában és Smart Energy vonalú integrált áramkörében is.
A gyártás kezdetén szoros kapcsolat volt az Atmel alkatrészszámok és az ARM mag között, amin az alkatrész alapult, ám 2014-től a cég már nem jelöli az ARM magokat az alkatrészen. Így pl. a SAM D20 jelölés nem utal arra, hogy ez egy ARM Cortex-M0+ magot tartalmaz.
Áttekintés
Az ARM nem gyárt szilíciumcsipet és semmiféle készterméket, hanem csak szellemi alkotásokat (intellectual property, IP), szabadalmakat licencel. Ilyen licencek formájában forgalmazza egy sorozat 32 bites processzormag teljes leírását. Az ARM processzorok RISC, azaz csökkentett utasításkészletű gépek. Az Atmel AVR 8 bites processzorai szintén RISC típusúak, de ezek felépítése kizárólag a módosított Harvard-architektúrát követi, míg az ARM magok között vannak Harvard-architektúrájú, pl. a Cortex-M3, és Neumann-architektúrájú magok is, pl. az ARM7TDMI.
Az Atmel és más félvezetőgyártó cégek előszeretettel alkalmazzák az ARM magokat, mivel ezek utasításkészlete és regiszterhasználata igen következetes, és számos periferiális áramkör már eleve készen áll ezekhez a magokhoz (A-D átalakítók, órajel- és időkezelés, soros kommunikáció, pl. USART, SPI, CAN, LIN és I2C). Az Atmel szintén igyekszik alkalmazni a fejlett perifériákat és energiagazdálkodást és érdekes újításokkal is előállt, például a Sleepwalking (alvajárás) elnevezésű technikával, amelyben az eszközök „alvó”, kikapcsolt CPU mag mellett képesek működni. A DMA-alapú perifériák szintén nagy sebességű adatátvitelt tesznek lehetővé a külső interfészek és a memória között, a processzor minimális beavatkozásával.
Az Atmel belső flashmemóriás MCU-kat (microcontroller units, mikrovezérlő egységeket) és külső memóriákat igénylő MPU-kat, mikroprocesszoros egységeket is forgalmaz, emellett bemutató- és fejlesztőkártyákat a csipekhez.
A SMART ARM-alapú termékvonal különleges alkalmazásokhoz készül, így pl. a SAM4CP egységet energiamérő hálózatban használják fel, valamint a vezeték nélküli kommunikációt célzó termékek is ARM magok köré épülnek, ilyenek pl. a SmartConnect és Smart Direct vezeték nélküli csipek és modulok.
Történet 1995 licencszerződés az ARM ARM7TDMI “Thumb” mag felhasználására (Neumann-architektúrájú ARMv4T, mikroprocesszor mag az Atmel MCU-khoz) AT91M40800, (1998) AT91M42800A, AT91M55800A, AT91R40008, AT91FR40162 (2002) SAM7S/SE, SAM7X/XC, SAM7L 1995 licencszerződés ARM920T/ARM9TDMI (MPU) mag felhasználására (Neumann-architektúrájú ARMv4T) AT91RM9200 (2003) 2000 licencszerződés ARM926EJ/ARM9E (MPU) mag felhasználására (ARMv5 architektúra) AT91SAM9260, (2006) AT91SAM9263, (2007) SAM9XE, (2008) SAM9N/CN, SAM9R, (2009) SAM9G, (2009) SAM9X SAM9M (2010) 2004 licencszerződés ARM1176JZ-S mag felhasználására (nem alkalmazzák Atmel alkatrészekben) 2008 licencszerződés Cortex magok felhasználására, ARM HoldingsPress Release; Atmel; February 4, 2013. Cortex-M3 (MCU) (ARMv7-M Harvard-architektúra) SAM3U, (2009) SAM3S, (2009) SAM3N, (2010) SAM3A, (2012) SAM3X, (2012) Cortex-M4 (MCU) (ARMv7E-M Harvard-architektúra) SAM4S, (2011) SAM4L, (2012) SAM4E, (2013) sorozat ARM Cortex-M4F magon alapul, az első lebegőpontos egységgel ellátott Atmel MCUPress Release; Atmel; January 14, 2013. SAM4N, (2013) SAM G51/53 (2014), ARM Cortex-M4F-en alapulPress Release; Atmel; January 7, 2014. Cortex-A5 (MPU) a SAMA5D3-ban (2013) (ARMv7-A architektúra) – 2013 februárjában az Atmel bejelentette az ARM Cortex-A5-ön alapuló SAMA5D3 csipsorozatot Cortex-M0+ (MCU) a SAM D20 csipekben (2013) (ARMv6-M architektúra) – 2013 júniusában jelentették be az ARM Cortex-M0+ magon alapuló SAM D20 sorozatotPress Release; Atmel; June 17, 2013.
Termékek Az Atmel | SMART márkanév alá tartozik az összes AT91 ARM-alapú cikk, még akkor is, ha nevéből hiányzik a „SAM” jelölés. Mikrovezérlők A mikrovezérlők belső programmemóriával rendelkeznek, a hagyományos belső regiszterkészlet és RAM mellett. Az Atmel ARM MCU-k közé a SAM D10 sorozat tagjai tartoznak, ezek igen kevés, 14 csatlakozós tokozásban készülnek, és a 144 csatlakozós SAM3 és SAM4 termékek.
A SAM4S, SAM4N, SAM3S, SAM3N, SAM7S (64 csatlakozós) családok csatlakozókiosztása egymással kompatibilis, az USB eszközt kivéve, de a kompatibilitás nem terjed ki az általuk használt feszültségszintekre. SAM D A SAM DMicrosite; Atmel; July 11, 2014. család 4 különböző alsorozatból áll: SAM D10, SAM D11, SAM D20, SAM D21. Ezek az eszközök mind az ARM Cortex-M0+ processzoron alapulnak, és a csatlakozókiosztás, memória és egyéb jellemzők változatos kombinációival készülnek. Az eszközök are csatlakozó- és kód-kompatibilisak, azonos perifériákat használnak, ilyenek pl. az Event System és a SERCOM modul. A SAM D10 és D11 sorozatot bejelentették ugyan, de még nem forgalmazzák. SAM 4 Az AT91SAM4 ARM Cortex-M4 típusú magra épül. A SAM4E tartalmaz egy lebegőpontos egységet. A SAM4C kettős ARM Cortex-M4 magot tartalmaz (egy mag egy FPU-val). SAM4C – ARM Cortex-M4/M4F kettős mag, tartalmaz FPU-t SAM4E – ARM Cortex-M4F mag, tartalmaz FPU-t SAM4L – ARM Cortex-M4 mag SAM4N – ARM Cortex-M4 mag, csatlakozó-kompatibilis a SAM4S, SAM3S, SAM3N, SAM7S eszközökkel SAM4S – ARM Cortex-M4 mag SAMG – ARM Cortex-M4F mag, tartalmaz FPU-t SAM 3
2009-ben az Atmel bejelentette az AT91SAM3U vonalat, ezek ARM Cortex-M3 processzoron alapuló flashmemóriás mikrovezérlők, a SAM7 mikrovezérlő termékek fejlettebb változatai. Legnagyobb órajelfrekvenciájuk 100 MHz közelében van, különböző flash méretekkel készülnek. Az alkatrészek 2009 nyarán jelentek meg, a fejlesztőkártyák csak viszonylag később.
2009 decemberében történt az AT91SAM3S vonal bejelentése. Az ebbe tartozó eszközök számos javítást kaptak, jellemzőjük az alacsonyabb fogyasztás és a csökkentett ár.
Érdekes, hogy az Atmel saját AVR32 UC3A termékeinek állított konkurenciát a Cortex-M3 processzoron alapuló eszközeivel. Mindkét típus nagyjából azonos perifériákat és csatlakozó hardvertechnológiákat kezel, mindkettő flash-alapú, órajelük hasonló és egyaránt sűrű 16/32 bites RISC utasításkészlettel rendelkeznek. SAM3ASAM3A SAM3NSAM3N SAM3S – csökkentett energiafogyasztásSAM3S SAM3U – nagy sebességű USBSAM3U SAM3X – az Arduino Due kártya Atmel SAM3X8E mikrovezérlőt használArduino Due; arduino.ccSAM3X
Elavult termékek AT91SAM9 Az AT91SAM9XE flashmemóriás mikrovezérlők ARM926ej-s magokon alapulnak. Maximális órajelfrekvenciájuk 200 és 400 MHz között van,http://www.myirtech.com/list.asp?id=428 különböző flash méretekkel készülnek. Valamennyire hasonlítanak a flashmemóriával felszerelt AT91SAM9260 csipekre.
Az AT91SAM9 processzorok bemutatása az igen sikeres AT91rm9200 processzort követte. Ezek a processzor az ARMv5TEJ architektúrát megvalósító ARM926ej-s magot tartalmaznak, elődjükhöz képest csökkent az energiafelhasználásuk, az újabb ARM mag hatékonyabb, a csipek különböző perifériakészletekkel jelentek meg. Órajelük általában 200 MHz körüli, néhányuk ennek kétszeresén fut. Az alábbi processzorok tartoznak ide: SAM9GSAM9G SAM9MSAM9M SAM9N, SAM9CNSAM9N / SAM9CN SAM9RSAM9R SAM9XSAM9X SAM9XESAM9XE SAM9260SAM9260 SAM9261S, SAM9261SSAM9261SAM9261S SAM9263SAM9263 AT91SAM7 AT91 flashmemóriás mikrovezérlők, ARM7TDMI magot tartalmaznak. Maximális órajelfrekvenciájuk 60 MHz körüli, különböző flash méretekkel és perifériakészletekkel készülnek. SAM7L – alacsony fogyasztású működés SAM7S – USB és más perifériák. A SAM7S 64 kivezetésű csipek kompatibilisek a SAM4S, SAM4N SAM3S, SAM3N családokkal.SAM7S SAM7SE – USB, külső memória támogatás, egyéb perifériákSAM7SE SAM7X – Ethernet, USB, CAN, egyéb perifériákSAM7X SAM7XC – kriptográfiai kiterjesztések (főleg az AES támogatására) az AT91SAM7X csipekbenSAM7XC Mikroprocesszorok
SAM A5D3 Ez a sorozat az ARM Cortex-A5 magon alapul.SAM5A webpage; Atmel.com SAMA5D31 – 10/100 Ethernet, LCDSAMA5D31 SAMA5D33 – Gigabit Ethernet, LCDSAMA5D33 SAMA5D34 – Gigabit Ethernet, LCD, dual CANSAMA5D34 SAMA5D35 – nincs LCD, dual CAN, egy Gigabit Ethernet + egy 10/100 EthernetSAMA5D35 SAMA5D36 – LCD, dual CAN, egy Gigabit Ethernet + egy 10/100 EthernetSAMA5D36 Wi-Fi SmartConnect Smart Direct Smart Energy SAM 4C/CM Fejlesztőkártyák Atmel kártyák Xplained Pro Xplained SAM W21 SAMA5 Arduino kártyák és ezek megfelelői Arduino Zero, Atmel SAM D21 ARM Cortex M0+ maggal Arduino Due, Atmel ATSAM3X8E (84 MHz Cortex-M3) mikrovezérlővelArduino Due Shield-kompatibilis Rascal, Atmel AT91SAM9G20 (400 MHz ARM926EJ-S) mikrovezérlővel MYIR kártyák bélyegkép|Atmel AT91SAM9260 MYD-SAM9X5 fejlesztőkártya Atmel AT91SAM9X5 processzorokhoz, a MYIR-tőlMYIR; Development Board for Atmel AT91SAM9G15, SAM9G25, SAM9G35, SAM9X25 and SAM9X35 ARM9 processors. MYC-SAM9X5 CPU modul Atmel AT91SAM9X5 processzorokhozMYIR; Controller Board for Atmel AT91SAM9G15, SAM9G25, SAM9G35, SAM9X25 and SAM9X35 ARM9 processors. MYD-SAM9X5-V2 fejlesztőkártya Atmel AT91SAM9X5 processzorokhozMYIR; Development Board for Atmel AT91SAM9G15, SAM9G25, SAM9G35, SAM9X25 and SAM9X35 ARM9 processors. MYC-SAM9X5-V2 CPU modul Atmel AT91SAM9X5 processzorokhozMYIR; Controller Board for Atmel AT91SAM9G15, SAM9G25, SAM9G35, SAM9X25 and SAM9X35 ARM9 processors. MYD-SAMA5D3X fejlesztőkártya Atmel ATSAMA5D3 sorozatú processzorokhozMYIR; Development Board for Atmel ATSAMA5D31, SAMA5D33, SAMA5D34, SAMA5D35 and SAMA5D36 ARM Cortex-A5 processors. MYC-SAMA5D3X CPU modul Atmel ATSAMA5D3 sorozatú processzorokhozMYIR; Controller Board for Atmel ATSAMA5D31, SAMA5D33, SAMA5D34, SAMA5D35 and SAMA5D36 ARM Cortex-A5 processors.
Fejlesztőeszközök bélyegkép|right|Segger J-Link EDU. JTAG/SWD debug szonda, ARM mikrovezérlőkhöz, USB-vel csatlakoztatható a gazdaszámítógéphez. Ez egy olcsó, otthoni felhasználásra és oktatási célokra kínált modell. Cortex-M
IDE Integrált fejlesztői környezetek: Windows Atmel – Studio 6 IAR – Embedded Workbench for ARM Linux BuildrootBuildroot OpenembeddedOpenembedded meta-atmel Yocto-kompatibilis réteg Debuggerek Atmel-ICE JTAG-ICE Segger J-Link
Dokumentáció Az ARM csipekhez elérhető dokumentáció mennyisége hatalmas, ez a tény közismert. Az elmúlt évtizedekben a legtöbb mikrovezérlő dokumentációja könnyedén elfért egyetlen dokumentumban, de a csipek fejlődésével az információs anyag mennyisége megnőtt. Az összes ARM csiphez készített teljes dokumentációt igen nehéz áttekinteni, mert az az IC gyártójának (Atmel) és a CPU mag szállítójának (ARM Holdings) anyagait is tartalmazza.