Neue Architektur verschiebt Maßstäbe bei 32-bit-Flash-Mikrocontrollern
Chip-Tuning für MCUs
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Die Mikroprozessorserien AVR32 UC3A und UC3B
Viele Leistungsmerkmale der Serien UC3A und UC3B entsprechen denen, die man schon in den auf ARM basierenden MCU-Familien SAM7 und SAM9 findet, so z.B. der DMA-Controller, eine mehrschichtige Hochgeschwindigkeits- Busarchitektur, 10-bit- ADC, SPIs, SSC, TWI, USARTs, drei universelle Timer, sieben Impulsbreitenmodulatoren und umfangreiche Überwachungsfunktionen (Bild 3). Die Chips aus der Serie AVR32-UC3A sind speziell für vernetzte Anwendungen konzipiert. Mit einem IEEE-802.3- konformen 10/100-Mbit/s-Ethernet-MAC können vernetzte Embedded-Systeme entwickelt werden, die über Internet-Protokollstacks kommunizieren. Vereinfacht wird die Entwicklung solcher Systeme durch den Umfang der verfügbaren Internetprotokolle, angefangen von einfacheren wie ICMP bis hin zu komplexen wie HTTP oder TCP/IP.
Jobangebote+ passend zum Thema
Mehrstufige Busarchitektur mit dynamischer Frequenzskalierung
Die MCUs der Serie UC3 verfügen über eine mehrschichtige Hochgeschwindigkeits- Busmatrix mit Punktzu- Punkt-Verbindungen von allen Mastern zu allen Slaves, wodurch die Master in die Lage versetzt werden, bei 66 MHz dauerhaft mit einer Geschwindigkeit von 264 Mbyte/s auf einen beliebigen Slave zuzugreifen. Die Busmaster sind bei Chips aus der Serie UC3 die Daten- und Befehlsschnittstellen des AVR32 UC, der DMA-Controller sowie verschiedene Hochgeschwindigkeits-Peripherieeinheiten wie z.B. der Ethernet-MAC und der USB. Die Bus-Slaves sind das On-Chip-SRAM und die Flash-Speicher, der USB-Port, die beiden periphären Bus-Bridges und die externe Busschnittstelle (EBI). Der DMA-Controller gewährleistet bei einer Taktfrequenz von 66 MHz eine Datenübertragung mit 24 Mbyte/s. Über die hohe Anzahl periphärer DMA-Kanäle auf den Chips ist jede Peripherieeinheit direkt mit dem gesamten adressierbaren Speicherraum verbunden, so dass Datenübertragungen mit hoher Bandbreite ohne Belastung des Prozessors möglich werden. Konventionelle Prozessoren, bei denen die CPU Daten byteweise übertragen muss, benötigen dazu bereits bei 250 kbyte/s 55 % und bei 500 kbyte/s 100 % ihrer Leistung. Die Chips der Serie UC3 erreichen dank verschiedener Optimierungen einen extrem niedrigen Energieverbrauch. Durch den kompakten Befehlssatz des AVR32 UC und die enge Ankopplung der Speicher an den Prozessor wird die Anzahl der Speicherzugriffe mit der entsprechenden hohen Leistungsaufnahme auf ein Minimum reduziert, konkret beträgt der Stromverbrauch im aktiven Modus 0,38 mA/MHz und im Schlaf-Modus 15 µA. Außerdem ermöglichen zwei separate periphäre Bus-Bridges unterschiedliche Taktfrequenzen für Peripheriemodule mit hohen und niedrigen Geschwindigkeiten. Dadurch können langsame Peripheriemodule mit einem langsamen Bus arbeiten, der weniger Strom aufnimmt. Die Frequenzen der beiden Bus-Bridges und der CPU-Taktgeber können separat und dynamisch auf die niedrigste Frequenz konfiguriert werden, bei der das System arbeiten kann. Einzelne Taktgeber lassen sich auch komplett abschalten.
Nichtbenötigte Teile des UC3AChips können durch Abschalten des entsprechenden Taktgebers abgeschaltet werden. Der UC3-Kern verwendet zur Senkung des statischen Energieverbrauchs eine Transistor-Bibliothek mit verschiedenen Schaltschwellen. Bei der Serie UC3A beträgt der Energieverbrauch im Standby-Modus nur 40 µA (bei Raumtemperatur), im Betrieb bei Aktivierung aller Taktgeber 40 mA bei 66 MHz (rund 600 µA/MHz). Bei der Serie UC3B beträgt der Stromverbrauch im Standbymodus 15 µA (bei Raumtemperatur, duale Spannungsversorgung), im Betrieb bei Aktivierung aller Taktgeber 23 mA bei 60 MHz (rund 380 µA/ MHz).
- Chip-Tuning für MCUs
- CAP7-Mikrocontroller reduziert IC-Kosten um mehr als 50 %
- Die Mikroprozessorserien AVR32 UC3A und UC3B
- Beliebiges Mischen von 16- und 32-bit-Anweisungen
