Prezentacja mikrokontrolerów i narzędzi firmy ATMEL

Mikrokontrolery AVR

architektura i narzędzia

inżynierskie

JM Elektronik – nowoczesny dystrybutor

• Dostawca profesjonalnych elementów elektronicznych od 1990 roku

• Jeden z największych polskich dystrybutorów elektroniki

• Jedyny polski dystrybutor Atmela

• System jakości ISO 9001:2000

• Gwarancja powtarzalnej wysokiej jakości elementów

• Członkostwo w grupie ATeG

• 16 biur sprzedaży w całej Europie • 60 pracowników

• Dział wsparcia technicznego

• Szkolenia

• Pomoc techniczna podczas realizacji projektów • Dział produkcji

Nasi dostawcy

Zaufało nam już wielu producentów elementów elektronicznych Jesteśmy oficjalnym dystrybutorem następujących firm:

• Elementy aktywne ATMEL, HOLTEK, MEMSIC, RECTRON

• Przetwornice DC/DC MURATA PS, AIMTEC

• Optoelektronika KYOCERA, FUTABA, EDISON-OPTO, SHARP, CHIMEI

• Elementy bierne EPCOS, ELNA, HAHN, HITANO, WIMA, PREMO, YAGEO

• Złącza i elektromechanika WIESON, SUYIN

• Komputery przemysłowe IEI TECHNOLOGY, ICP DAS

Atmel - sukces to innowacja

• Na rynku od 1984

• Kwatera główna San Jose – USA • Około 8000 pracowników

• Pięć fabryk na całym świecie • 27 biur projektowych

• Atmel – lider technologii

• Najbardziej innowacyjny producent układów scalonych • Pierwsza pamięć Flash

• Pierwszy mikrokontroler z pamięcią Flash

Praca magisterska i American dream

• Rok 1992 – Studenci Alf Egil Bogen i Vegard Wollan obronili pracę magisterską na Uniwersytecie w Trondheim

• Rok 1995 – początek centrum inżynierskiego Atmel w Trondheim

• Rok 1997 – pierwszy mikrokontroler AVR AT90S1200

• Rok 2009 – Atmel Norway zatrudnia 180 pracowników

• Alf Egil Bogen i Vegard Wollan są dyrektorami departamentów odpowiedzialnych za rozwój mikrokontrolerów w firmie Atmel

• Programowalna w systemie pamięć FLASH i EEPROM

• jest to pierwszy na świecie mikrokontroler w pełni programowalny w systemie (FLASH i EEPROM)

• Architektura zaprojektowana dla języków wysokiego poziomu

• AVR jest jedynym mikrokontrolerem dedykowanym dla programów pisanych w językach wysokiego poziomu (HLL ang. High Level

Language), a w szczególności dla języka C

• Interfejs JTAG

• pierwsze 8-bitowce z interfejsem JTAG

• Możliwość zmiany zawartości pamięci FLASH „w locie”

• AVR jest pierwszym mikrokontrolerem mogącym

przeprogramować swoją własną pamięć FLASH w czasie wykonywania programu

• AVR Studio

• darmowe oprogramowanie dostępne ze strony www.atmel.com

AVR - lider wśród mikrokontrolerów

• Architektura RISC z listą rozkazów CISC

• prosty zestaw instrukcji zarówno dla assemblera jak i kompilatorów C

• 32 rejestry robocze

• wszystkie rejestry bezpośrednio połączone z ALU

• Liniowa przestrzeń adresowa

• Wykonywanie rozkazów w jednym takcie zegarowym

• na jeden takt przypada jedna instrukcja

• przy oscylatorze 20MHz daje 20MIPS

• w jednym takcie wynik operacji wpisywany do rejestrów skąd pobrane zostały argumenty

• niski pobór mocy

• Architektura harvardzka

• szybki dostęp do pamięci

• Wsparcie dla operacji arytmetycznych 16- i 32-bitowych

• Do 50% mniejsza objętość kodu

• W porównaniu z innymi mikrokontrolerami 8-bitowymi

• mniejsza objętość kodu to nie tylko oszczędność Flash ale mniejsze zużycie prądu

• Pełna kontrola wielkości kodu

• Tryby adresowania dedykowane dla języka C

• Liniowa przestrzeń adresowa

• Prosty do przeniesienia kod w postaci gotowych procedur

• Time-to-Market

• Łatwość pisania kodu

• Zestaw instrukcji projektowany z dostawcą kompilatora IAR Systems

• pierwsze projekty na AVR powstały przed zakończeniem prac nad architekturą i listą rozkazów

• Aktywny udział dostawcy kompilatora podczas prac nad architekturą

• Potencjalne przeszkody i ograniczenia dla języków HLL zostały usunięte

• 3 data pointery X, Y, Z

• operacje zapisu z post- i preinkrementacją

Auto Increment/Decrement Example: Kod w C:

unsigned char *var1, *var2; *var1++ = *--var2;

Wygenerowany kod Assemblera:

LD R16,-X

ST Z+,R16

0,0 % 50,0 % 100,0 % 150,0 % 200,0 % 250,0 % 300,0 % mega128 MSP430 68HC12 ST7 M16C/1x-3x, M16C/6x eZ80 TMP68HC11 SAM8 H8/300 78K4 68HC08 8051 c80xx251 MAXQ PICmicro® 18 68HC16 PICmicro® 16, 17 COP8 ST five

N

aj

go

rz

ej

N

aj

le

pi

ej

Hardware Multiplier USART SPI TWI I/O pins SRAM A/D Converter OTP Memory Analog Comparator Register File CPU CORE Brown Out Detector Watchdog Analog Reference In- Circuit Emulator LCD driver Test Fixtures Programming Circuitry Output Driver Większość mikrokontrolerów ma tylko tę część Temperature Sensor EEPROM

Flash Hardware Multiplier TWI I/O pins Analog Comparator LCD driver Output Driver Reset Circuitry LCD Interface Boundary Scan JTAG On- Chip Debug Calibrated Oscillator In System Programming Programmable Watchdog Brown Out Detector

AVR ma wszystko w jednej strukturze

USART SPI EEPROM SRAM A/D Converter Pull- Ups On Demand High Current Outputs Register File CPU CORE Analog Reference Temperature Sensor

• Wbudowana pamięć Flash/RAM/EEPROM

• Sprzętowa mnożarka

• Wbudowany oscylator RC

• Timery 8- i 16-bitowe z funkcją Capture/Compare

• Przetworniki ADC z programowalnym stopniem wzmocnienia

• Komparatory analogowe

• Interfejsy komunikacyjne • USART (DALI)

• SPI (Serial Peripheral Interface)

• TWI (Two Wire Interface) kompatybilny z I2C

• USI (Universal Serial Interface)

• CAN

• USB

• Układy nadzoru

• Watchdog z autonomicznym oscylatorem

• Brown-Out Detector

• Power-On Reset

• Debugowanie

• kontrola wykonywanego programu z poziomu C i assemblera

• praca krokowa, pułapki...

• dostęp do pamięci mikrokontrolera

• Flash, EEPROM, RAM, podgląd zmiennych

• Możliwość debugowania wszystkich nowych AVR

• interfejs JTAG w dużych mikrokontrolerach

• w mniejszych interfejs debugWire

• dowolne napięcie zasilania i częstotliwość

• debugWire

• jednoprzewodowy interfejs do debugowania

• nie jest to układ ROM monitor

• funkcja dostępna w mikrokontrolerach do 16kB (+mega168)

• JTAG

• pełny interfejs JTAG

Technologia picoPower

• śpiący BOD (Brown Out Detector) • zasilanie 1.8V

• ulepszony oscylator kwarcowy 32kHz • zminimalizowany prąd upływności • odłączanie układów cyfrowych

na wejściach analogowych

• odłaczanie niewykorzystanych peryferii • bramkowanie sygnału zegarowego

• próbkowany odczyt pamięci Flash

• Technologia picoPower oznacza redukcję zużycia mocy nawet o 50% • Funkcjonalnie kompatybilne z układami nie-picoPower

TinyAVR – naprawdę znaczy wielki

• Cechy układów TinyAVR

• Obudowy 6 – 32 pinów • Pamięć Flash 1 – 8 kB • Zalety rodziny TinyAVR

• ADC ze stopniem wzmacniacza • High Speed PWM (64MHz) • Zintegrowany EEPROM • Wewnętrzny oscylator RC • debugWire • Układy nadzorujące • Technologia picoPower • Układy z zasilaniem 0.9V

MegaAVR – ogromne możliwości

• Cechy układów MegaAVR

• Obudowy 32 – 100 pinów • Pamięć Flash 4 – 256 kB • Zalety rodziny MegaAVR

• Interfejsy komunikacyjne (USART, SPI, TWI) • Łatwość migracji między układami

• ADC ze stopniem wzmacniacza • High Speed PWM (64MHz)

• Zintegrowany EEPROM • Wewnętrzny oscylator RC • Real Time Clock

• JTAG

• Układy nadzorujące • Technologia picoPower

ASSP AVR – do zadań specjalnych

ASSP – Application Specific Standard Product

• Zintegrowany sterownik paneli LCD

• Układy ładowania akumulatorów Smart Battery

• AVR dla aplikacji energoelektronicznych

• Sterowanie silników

• Stateczniki dla lamp jarzeniowych

• Interfejs CAN dla motoryzacji

Xmega – kolejna generacja AVR

• Układy Xmega dedykowane dla aplikacji 8 i 16 bitowych

• 8 bitowy rdzeń

• Druga generacja picoPower

• Zasilanie od 1.6V

• 20% mniejsze pobór prądu • Zwiększona wydajność • 32 MIPS • Kontroler DMA • Event System • Ulepszone peryferia • Rozbudowana część analogowa • Crypto Engine

Nowości w układach Xmega

• Obudowy 44 – 100 pinów

• Kontroler zewnętrznej pamięci SDRAM

• Adresowanie do 128Mb

• Nowe przetworniki ADC

• Prędkość 2MSps (najszybszy konkurent 1MSps) • Rozdzielczość 12 bitów

• Przetwornik DAC

• Sprzętowy układ kryptograficzny

• AES z kluczem 128 bit • DES z kluczem 56 bit

• Priorytetowy system przerwań • Ogromna ilość interfejsów

• 8xUSART, 4xSPI, 4xTWI, IrDA

Event System

• Autonomiczna sieć połączeń między peryferiami

• Peryferia określają kiedy generować Event

• Przepełnieni timera, zmiana pinu, wynik ADC

• Kolejne peryferia reagują na Event

• Inkrementowanie timera, strat transmisji SPI, start ADC

• Zmniejszenie ilości przerwań – odciążenie CPU

• Przyśpieszenie reakcji na zdarzenia

• System pracuje bez udziału rdzenia

AVR Studio

• Zintegrowane środowisko programistyczne

• Edycja kodu • Assembler i C • Debugowanie kodu • Symulator • On Chip Debug • Współpraca z narzędziami sprzętowymi

• Wsparcie dla kompilatora GCC

Zestawy startowe

Programatory i debuggery

• Pogramator ISP • AVRDragon

• Programator ISP, JTAG, równoległy

• Debugger JTAG i dWire (do 32kB Flash)

• JTAGICEmkII

• Programator ISP, JTAG, PDI • Debugger JTAG, dWire, PDI

• AVRONE!

• Programator ISP, JTAG, PDI • Debugger JTAG, dWire, PDI,

Koniecznie zajrzyj!

• Noty katalogowe, przykładowe aplikacje, instrukcje obsługi, FAQ

• www.atmel.com/products/avr/ • www.atmel.com/products/avr/applications.asp • www.avrtv.com • www.avrfreaks.net • forum dyskusyjne • przykładowe projekty • akademia AVR • Kompilatory • GNU GCC (darmowy) • IAR • Code Vision • Image Craft

• Newsletter JM - zapisz się już teraz

• Zakupy detaliczne

Kilka prawd

•

Inżynierowie używają języka C

•

Bascom nie jest narzędziem inżyniera

•

Oryginalne narzędzia nie są drogie

•

Język angielski nie jest językiem obcym