AVR32 - AVR32

AVR32
ATMEL AVR32.jpg
ДизайнерАтмель
Биты32-битный
ВерсияРед. 2
ДизайнRISC
КодированиеПеременная
Порядок байтовБольшой
РасширенияВиртуальная машина Java
Регистры
15

В AVR32 это 32-битный RISC архитектура микроконтроллера произведена Атмель. Архитектура микроконтроллера была разработана группой людей, получивших образование в Норвежский университет науки и технологий, в том числе ведущий дизайнер Ойвинд Стрём и архитектор ЦП Эрик Ренно в норвежском центре дизайна Atmel.

Большинство инструкций выполняется за один цикл. В умножать – накапливать блок может выполнять арифметические операции размером 32 × 16 + 48 бит за два цикла (задержка результата), выдаваемых один раз за цикл.

Он не похож на 8-битный Микроконтроллер AVR семьи, хотя они оба были разработаны в Atmel Norway, в Тронхейм. Некоторые инструменты отладки похожи.

Поддержка AVR32 прекращена из Linux начиная с ядра 4.12;[1] Atmel перешла в основном на M варианты ARM архитектура.

Архитектура

AVR32 имеет как минимум две микроархитектуры: AVR32A и AVR32B. Они различаются архитектурой набора команд, конфигурациями регистров и использованием кэшей для инструкций и данных.[2]

В AVR32A Ядра ЦП предназначены для недорогих приложений. Они не предоставляют выделенных аппаратных регистров для дублирования файла регистров, статуса и адреса возврата в прерываниях. Это экономит площадь чипа за счет более медленной обработки прерываний.

В AVR32B Ядра ЦП предназначены для быстрых прерываний. У них есть специальные регистры для хранения этих значений для прерываний, исключений и вызовов супервизора. Ядра AVR32B также поддерживают Виртуальная машина Java в оборудовании.[3]

В наборе команд AVR32 есть 16 бит (компактные) и 32-битные (расширенные) инструкции, подобные, например, немного ARM, с несколькими специализированными инструкциями, которых нет в старых ARMv5 или ARMv6 или MIPS32. На AVR32 ISA и платформу разработки зарегистрировано несколько патентов США.

Как и AVR 8-битный микроконтроллер архитектуры, AVR32 был разработан для высоких плотность кода (упаковка многих функций в несколько инструкций) и быстрые инструкции с несколькими тактовыми циклами. Atmel использовала консорциум независимых тестов EEMBC для тестирования архитектуры с различными компиляторами и стабильно превосходил оба ARMv5 16-разрядных (Большой палец ) код и 32-битный ARMv5 (РУКА ) кода на 50% по размеру кода и в 3 раза по производительности.[нужна цитата ]

Atmel заявляет, что "picoPower" AVR32 AT32UC3L потребляет менее 0,48 мВт / МГц в активном режиме, который, по ее утверждениям, в то время использовался. меньше мощности чем любой другой 32-битный ЦПУ.[4] Затем в марте 2015 года они заявляют о своем новом Кортекс-М0 + -на базе микроконтроллеров, использующих ARM Holdings ' ARM архитектура, а не свои Набор инструкций, «преодолела все существующие на сегодняшний день барьеры в отношении сверхнизкой мощности».[5]

Реализации

Архитектура AVR32 использовалась только в собственных продуктах Atmel. В 2006 году Atmel выпустила AVR32A: ядро ​​AVR32 AP7, 7-ступенчатое конвейерный, тайник -основанная дизайнерская платформа.[3] Этот "AP7000" реализует архитектуру AVR32B и поддерживает SIMD (одна инструкция несколько данных) DSP (цифровая обработка сигналов ) инструкции для RISC набор инструкций в дополнение к аппаратному ускорению Java. Он включает в себя блок управления памятью (MMU) и поддерживает такие операционные системы, как Linux. В начале 2009 года, по слухам, последующий процессор AP7200 был приостановлен, а ресурсы ушли на другие чипы.

В 2007 году Atmel выпустила второй AVR32: ядро ​​AVR32 UC3. Он разработан для микроконтроллеров, использующих встроенную флэш-память для хранения программ и работающих без MMU (блока управления памятью). В ядре AVR32 UC3 используется трехступенчатый конвейерный Гарвардская архитектура, специально разработанная для оптимизации выборки инструкций на кристалле флэш-память.[6] Ядро AVR32 UC3 реализует архитектуру AVR32A. Он использует ту же архитектуру набора команд (ISA), что и его брат AP7, но отличается тем, что не включает в себя дополнительные инструкции SIMD или поддержку Java. Он разделяет более 220 инструкций с AVR32B. В ISA реализована атомарная битовая манипуляция для управления периферийными устройствами на кристалле, вводом-выводом общего назначения и фиксированной точкой. DSP арифметика.

Обе реализации могут быть объединены с совместимым набором периферийных контроллеров и шин, впервые представленных в AT91SAM Платформы на базе ARM. Некоторые периферийные устройства, впервые представленные в AP7000, такие как высокоскоростной периферийный контроллер USB и автономный контроллер DMA, появились позже в обновленных платформах ARM9, а затем в продуктах на базе ARM Cortex-M3.

Оба ядра AVR32 включают Nexus Построение фреймворка On-Chip Debug класса 2+ с JTAG.

Ядро UC3, анонсированное 10 ноября 2010 г. на выставке Electronica 2010 в Мюнхене, Германия, является первым 32-разрядным микроконтроллером AVR с дополнительным блок с плавающей запятой.[7]

Устройства

Ядро AP7

10 апреля 2012 года компания Atmel объявила об окончании срока службы устройств AP7 Core с 4 апреля 2013 года.[8]

Ядро UC3

Если имя устройства заканчивается на * AU, это версия аудио, это позволяет выполнять IP-адреса микропрограмм аудио под лицензией Atmel.

Если имя устройства оканчивается на * S, оно включает модуль шифрования AES.

Серия A0 / A1 - устройств доставить 91 Дристон MIPS (DMIPS) на частоте 66 МГц (1 мигающее состояние ожидания) и потребляют 40 мА при 66 МГц при 3,3 В.
Серия A3 / A4 - устройств доставить 91 Дристон MIPS (DMIPS) на 66 МГц и потребление 40 мА при 66 МГц при 3,3 В.
Серия B - доставляет 72 Dhrystone MIPS (DMIPS) на 60 МГц и потребляет 23 мА при 66 МГц при 3,3 В.
Серия C - устройств доставить 91 Дристон MIPS (DMIPS) на 66 МГц и потребление 40 мА при 66 МГц при 3,3 В.

Серия D - Маломощный UC3D встраивает Лунатизм технология, которая позволяет периферийным устройствам выводить устройство из спящего режима.

Серия L - доставляет 64 Dhrystone MIPS (DMIPS) на 50 МГц и потребляет 15 мА при 50 МГц при 1,8 В.

Доски

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «avr32: удалить поддержку архитектуры AVR32». Получено 2017-09-21.
  2. ^ «Архитектурный документ AVR32» (PDF). Атмель. Получено 2008-06-15.
  3. ^ а б "Справочное техническое руководство AVR32 AP" (PDF). Атмель. В архиве (PDF) из оригинала от 3 декабря 2008 г.. Получено 2008-12-12.
  4. ^ «Проверенные инновационные технологии микроконтроллеров с низким энергопотреблением и высокой производительностью» (Пресс-релиз). Atmel представляет микроконтроллер AVR32, который снижает лучшее в отрасли энергопотребление на 63%; Микроконтроллер picoPower AVR32 AT32UC3L обеспечивает менее 0,48 мВт / МГц в активном режиме и менее 100 нА в спящем режиме
  5. ^ «Семейство SAM L теперь является самым энергоэффективным решением на базе ARM Cortex-M». 30 марта 2015 г. Архивировано с оригинал 27 апреля 2015 г.. Получено 27 апреля 2015. Эти микроконтроллеры на базе Cortex-M0 + могут поддерживать функциональность системы, потребляя при этом лишь одну треть мощности сопоставимых продуктов, представленных сегодня на рынке. Это устройство обеспечивает сверхнизкое энергопотребление до 35 мкА / МГц в активном режиме, потребляя менее 900 нА при полном 32кБ Удержание RAM. [..]
    «В прошлогоднем объявлении Atmel для семейства SAM L21 компании я указал на удивительно низкие рейтинги потребления тока как для активного, так и для спящего режима работы этого семейства продуктов - теперь я могу подтвердить это мнение конкретными данными, полученными из EEMBC ULPBench ", - пояснил Маркус Леви, президент и основатель EEMBC. «Благодаря своей запатентованной технологии picoPower со сверхнизким энергопотреблением компания Atmel достигла самого низкого энергопотребления среди всех процессоров и микроконтроллеров на базе Cortex-M. Эти результаты ULPBench являются замечательными, демонстрируя опыт компании в области малого энергопотребления в использовании преобразования постоянного тока в постоянный для мониторинга напряжения. , а также другие инновационные методы ".
    При запуске EEMBC ULPBench SAM L21 получает ошеломляющую оценку 185, самую высокую публично зарегистрированную оценку для любого процессора или MCU на базе Cortex-M в мире - и значительно выше, чем оценки 167 и 123, заявленные другими поставщиками. Семейство SAM L21 потребляет менее 940 нА при полных 40кБ Сохранение SRAM, часы и календарь реального времени и 200 нА в режиме самого глубокого сна.
  6. ^ «Справочное техническое руководство по AVR32UC» (PDF). Атмель. Архивировано из оригинал (PDF) на 2009-02-05. Получено 2008-06-15.
  7. ^ «Atmel представляет первый 32-битный микроконтроллер AVR с блоком с плавающей запятой». Атмель. Получено 2011-03-26.
  8. ^ http://www.atmel.com/About/Quality/obsolescence/obsolete_items.aspx?searchText=ap7

внешняя ссылка