在本届「国际集成电路研讨会暨展览会/嵌入式系统研讨会」 (IIC/ESC China 2006) 上,Atmel Corporation 将重点介绍 AT91SAM9261 微控制器。该产品乃Atmel 基于ARM 技术的32位微控制器系列中的最新型号。此外,Atmel公司更会率先向与会者展示同系列的下一代型号 - AT91SAM9260。
AT91SAM9261
AT91SAM9261是一款以ARM926EJ-S 处理器为核心的超低功耗“确定过程式”(deterministic) 微控制器。该型号乃专为功耗低、数据吞吐量大的无线手持式应用 (例如无线销售终端 (point-of-sale, PoS) 设备) 市场而开发的,其待机电流仅为 2.5 µA;工作频率500Hz时,电流消耗则为 400µA。在工业级温度范围内,处理器性能达到200MIPS时,即使所有外设开启,其工作电流也仅仅是 65mA。
由于AT91SAM9261能提供庞大的数据吞吐量,并采用含数字信号处理器 (DSP) 扩展功能的指令集,因此能够在成组模式下快速地执行复杂的DSP功能,例如生物认证、语音识别、软件调制解调器或象RSA等加密/解密算法,从而令系统大多数时间都处于关闭状态。
就一般的销售终端应用例如租车服务而言,电池使用寿命为 4 小时,如果使用Atmel的 MCU便可以把电池寿命延长4倍,达到16小时。
多层式高速总线内部架构及专用的外设DMA
由于这款 MCU 采用多层总线矩阵的并行机理,因此可以显着提高数据流量。该总线矩阵能把五个高速总线 (AHB) 控制 (包括处理器指令和数据总线、外设直接存取内存 (DMA) 控制器 (peripheral DMA controller, PDC),以及两个用于USB主机和LCD控制器的专用DMA),同时连接到片上外设,以及内置或外置的存储器上。此外,Atmel已经扩展了基于ARM7 MCU的外设 DMA 控制器,在AT91SAM9261中增加了19条 PDC通道。PDC的作用是为外设及存储器之间传输数据,这样既可分担CPU的工作量,而且也能提高数据传输率,并让ARM9 处理器专注于繁重的计算任务。
大容量片上 SRAM 和灵活的确定过程式TCM 支持机制
AT91SAM9261设有16K字节的数据高速缓存、16K字节的指令/写操作缓存、160K字节的 200 MHz单循环存取SRAM,以及USB器件专用的 2K字节内置式 DPRAM。Atmel 公司充分发挥了 ARM926EJ-S 紧密式耦合内存 (Tightly Coupled Memory, TCM) 构架之优势,让传统 (非高速缓存) SRAM直接连接到ARM 处理器上、而不会出现滞后情况。AT91SAM9261的独立指令和数据缓存能支持WinCE 和 Linux操作系统;而其基于TCM 构架的SRAM区块则是“确定过程式”实时操作系统的理想安排。另一方面,160K字节的片上SRAM可划分成多个16K字节的区块,作为“指令TCM”、“数据TCM”或片上外设的缓冲,从而让编程人员灵活地优化系统的性能和功耗。
内置式 LCD 控制器
大部份 PoS 或其它数据输入设备都配备了 LCD 图形接口,以小型 LCD屏幕显示选项菜单。AT91SAM9261的片上LCD控制器,能支持黑白显示和高达16M的彩色显示,令显示器可以达到2048 X 2048的高分辨率。此外,160K字节的片上SRAM可配置为帧缓冲,而不必采用外置的帧缓冲,大大节省了材料和延长电池寿命。
全速 USB主控制器
AT91SAM9261内置的USB主控制器能够无缝地与各种USB设备 (包括鼠标、键盘、条码读取设备、无线LAN、DECT或蓝牙调制解调器) 连接。其专用的 DMA 控制器和多层式 AHB内部总线架构,能有效地避免处理器参与数据传输。另外,这个USB端口也可以连接一台PC,以升级和维护系统。
8级别的优先中断控制器
ARM9 的中断控制设计 (interrupt control scheme) 不足以满足由中断主导的实时系统的需求。有见及此,Atmel公司在此设计基础上进行了改良,加入具有8个优先级别、并可单独屏蔽的向量中断控制器。该中断控制器能处理多达32个内部或外部的中断源,将中断的反应时间缩到最短。
系统控制器支持实时应用
AT91SAM9261设有一个配备了完整监管功能的系统控制器,包括一些时钟源 (振荡器、PLL)、实时周期间隔及监视定时器、复位和关闭控制器、后备寄存器和实时定时器、一个功率管理控制器、一个调试单元、以及多个用于 I/O多任务操作的PIO控制器。这个系统控制器能为处理器的内核和各外设提供可配置的时钟速率。此外,还提供四个可编程的输出时钟,并将内核和特定的外设设定于闲置模式,这样便可把功耗降至最低。
外设
AT91SAM9261的外设包括了SD及多媒体兼容的多媒体接口 (MMC)、三个同步串行控制器、三个通用同步/异步收发器 (USART)、一个除错用的通用异步收发器 (UART)、两个主/从串行外设接口 (SPI)、一个3通道的16位定时器/计数器、双线接口 (TWI);而所有数字信号接脚上都设有 IEEE1149.1 JTAG 边界扫描测试接口。
应用开发工具
Atmel 公司提供了低成本的开发评估工具套装 AT91SAM9261-EK以支持AT91SAM9261,由于具备符合工业标准的ARM体系架构,因此能支持业界主要供应商所提供的各种开发工具、编译器和调试工具。
封装和供货
AT91SAM9261采用符合RoHS 环保指令的217球的 LFBGA封装;大批量订单的价格为每颗低于10美元。
AT91SAM9260
与AT91SAM9261一样,AT91SAM9260也是基于ARM926EJ-S 处理器的微控制器,不但功耗特低,而且具有“确定过程式”实时处理能力。此外,该产品还配备了一个以太网接口、一个4通道10位数/模转换器 (ADC) 和一个摄像机接口。为了针对较低产品定位的市场,其内存的容量也相应调低。AT91SAM9260是现今市场上价格最具吸引力的ARM9微控制器之一,目标对象包括了低成本的POS终端机、传感和监视网络,以及类似的联网环境应用。
片上SRAM 和外设
AT91SAM9260设有8k字节的数据缓冲、8k字节的指令和写操作缓冲,以及8k字节的 200 MHz单循环存取SRAM。另外,还有一个用于外接附加内存的外部总线接口。至于其它外设,则与 AT91SAM9261 的相同。
封装及供货
AT91SAM9260 采用符合RoHS 指令的 QFP208或217球的 LFBGA封装。
要了解Atmel公司AT91SAMS的产品信息,请访问网页http://www.atmel.com/products/AT91/ 或发电邮至 at91support@atmel.com。