Nicht der Erste, aber der Pfiffigste?
CES: Atmel stellt Cortex-M7-Controller für Automotive, Industrie und IoT vor
Fortsetzung des Artikels von Teil 3
Vergleich mit der Konkurrenz und Fazit
Als erstes stellte ST Microelectronics mit dem STM32F7 einen Cortex-M7-basierenden Controller vor, den man grob gesagt als aufgewerteten STM32F4 mit neuer CPU bezeichnen kann. Er wird wie auch der STM32F4 in STs 90-nm-embedded-Flash-Prozess gefertigt und folgerichtig mit „nur“ 200 MHz getaktet, was allerdings für eine Rechenleistung von 1000 CoreMark reicht – deutlich mehr, als jede Cortex-M4-basierende MCUs, RenesasRX- und Microchips MIPS-Controller liefern. Die maximale Flash-Größe beträgt bei ST 1 MB, dazu kann das SRAM nicht flexibel zwischen TCM und System-RAM aufgeteilt werden. Stark ist ST beim Thema Verschlüsselung, dazu gibt es einen A/D-Wandler mehr als bei Atmel, diese können auch schneller abtasten (2,4 MSPS). Geht es um Rechenleistung, hängt der SAMX70 den STM32F7 dank seiner Taktfrequenz von 300 MHz natürlich ab: 1500 CoreMark sind nicht weit von ARMs Low-End-Applikationsprozessoren entfernt.
Ein echtes Bedrohungspotential sowohl für Atmel als auch für ST baut freilich Freescale auf. Auch wenn die Controller noch nicht offiziell angekündigt wurden, sind uns bereits diverse Eckdaten zugespielt worden: Dank Fertigung in einem 40-nm-embedded-Flash-Prozess bei TSMC wird es bis zu 32 MB Flash geben, eine völlig neue Größenordnung für Mikrocontroller. Getaktet werden sollen sie mit 130, 250 oder sogar 400 MHz, was zu einer Rechenleistung von 856 DMIPS oder 2000 CoreMark führt, mehr als Atmel mit seiner MPU SAMA5 und Renesas mit seinen auf ARMs Cortex-A9 basierenden RZ/A-MPUs anbieten kann (1000 DMIPS). Der TCM soll allerdings auch bei Freescale nicht konfigurierbar sein, dazu kommt die große Frage, wann die Chips verfügbar sein werden. In Tabelle 2 sind die bislang bekannten Daten zusammengefasst.
Fazit
Mit dem flexibel konfigurierbaren on-Chip-SRAM hat sich Atmel ein Alleinstellungsmerkmal gegenüber der Cortex-M7-Konkuurenz gesichert – je nach Applikation kann man den TCMs oder dem System-Speicher z.B. für Kommunikations-Stacks mehr oder weniger RAM zuweisen. Bis auf weiteres (niemand weiß bis heute, wann Freescale in die Massenproduktion wird gehen können) liefert Atmel mit dem SAMx70 zudem die rechenleistungsstärkste MCU auf dem Markt. Über Pin-kompatible Gehäuse bietet man seinen Kunden einen logischen Upgrade-Pfad von den Cortex-M4-basierenden Controllern an, was für die Akzeptanz sicherlich förderlich sein wird. Mit einem Temperaturbereich von -40 bis +105 °C sind die Chips für die meisten, wenn sich auch nicht alle industriellen Applikationen geeignet, Infineon hat mit seinen XMC-Controllern, die bis +125 °C zertifiziert sind, auf diesbezügliche Kundenwünsche reagiert.
Die automotive-qualifizierten Bausteine können Atmel (und ARM) neue Märkte im Bereich Infotainment erschliessen (insbesondere mit den hochoptimierten DSP-Bibliotheken von DSPConcepts), die dem M4 wegen ungenügender Rechenleistung bislang verschlossen blieben.
Mich würde es wundern, wenn die neuen SAM-Bausteine keine Erfolgsstory schreiben würden - vorausgesetzt, Atmel kann wie versprochen zeitnah reales Silizium liefern.
Jobangebote+ passend zum Thema
| Atmel SAMx70 | ST Microelectronics STM32F7 | Freescale Kinetis-???* | |
|---|---|---|---|
| CPU | ARM Cortex-M7 | ARM Cortex-M7 | ARM Cortex-M7 |
| Taktfrequenz | 300 MHz | 200 MHz | 130/260/400 MHz |
| Rechenleistung (CoreMark) | 1.500 | 1.000 | 650/1.300/2.000 |
| Fertigungsgeormetrie | 65 nm | 90 nm | 40 nm |
| Flash-Speicher | 512 KB/1 MB/2 MB | 512 KB/1 MB | 2/4/8/16/32 MB |
| SRAM gesamt | 384 KB | 336 KB | 408 KB |
| davon Befehls-Cache | 16 KB mit ECC | 4 KB ohne ECC | 32 KB mit ECC |
| davon Daten-Cache | 16 KB mit ECC | 4 KB ohne ECC | 32 KB mit ECC |
| davon TCM | bis 256 KB konfigurierbar | 80 KB fest | 128 KB fest |
| davon Backup-SRAM | 1 KB | 4 KB | 8 KB |
| Externe Speicherschnittstelle | 16 bit SDRAM | 32 bit SDRAM | SDRAM, DDR, DDR2 |
| Ethernet | 10/100 mit AVB | 10/100 | 10/100 mit AVB |
| USB | 1x HS OTG mit PHY | 1 x HS OTG ohne PHY, 1 x FS OTG mit PHY |
2 x HS OTG mit PHY |
| Kameraschnittstelle | Ja | Ja | Ja |
| Verschlüsselung, Sicherheit | AES-256, Zufallszahlengenerator, SHA-1 |
AES-256, TDES, HASH (MD5,SHA-1,SHA-2), HMAC, Zufallszahlengenerator | u.a. AES, RSA, PKI, Anti-Tamper-SRAM |
| TFT und Grafik | Nein | Ja | Ja |
| SPI/QSPI | Bis zu 5/1 | Bis zu 6/1 | Bis zu 8/1 |
| CAN | 2xFD | 2x 2.0. | 2x ? |
| USART/UART | 3/5 | 4/4 | 8 |
| A/D-Wandler | 2x 12 bit 2 MSPS/24 Kanäle | 3x 12 bit 2,4 MSPS/24 Kanäle | 2x12 bit ? MSPS/? Kanäle |
| D/A-Wandler | 2 Kanäle | 2 Kanäle | 2 Kanäle |
| I2C | 3 | 4 | 6 |
| SD/SDIO | 1 | 1 | 1 |
| I2S | 1 | 3 | 2 |
| Timer 16 bit | 20 | 13 | 14 |
Tabelle 2. Der SAMx70 im Vergleich zur Konkurrenz. Freescale hat seine Cortex-M7-basierenden Produkte offiziell noch nicht angekündigt. *: Alle Daten Schätzung der ELEKTRONIK.
- CES: Atmel stellt Cortex-M7-Controller für Automotive, Industrie und IoT vor
- On-Chip-SRAM als TCM oder Systemspeicher konfigurierbar
- Das gibt es an Peripherie
- Vergleich mit der Konkurrenz und Fazit
