Семейство микросхем Atmel AT91SAM7X с ядром ARM7

Семейство микросхем Atmel   AT91SAM7X является наилучшим решением для применений, требующих широкого набора периферии. Обладая высокопроизводительным 32/16 – битным ядром ARM7TDMI™ ARM® Thumb®, большим объемом флеш и оперативной памяти на кристалле, набором широко применяемых интерфейсов, данная серия может использоваться разработчиками для применений, связаных со сбором данных, и передачей их по таким каналам как Ethernet, CAN, SPI, SSC, UART, и прочим. Средства разработки, представленые ниже, значительно ускоряют процесс отладки, так как данная серия производится в корпусах LQFP-100 с шагов выводов 0,5 мм, что в большинстве случаев приводит разработчика к необходимости разрабатывать и изготавливать 4 – слойную печатную плату. Применяя средства разработки, описаные ниже, разработчик может обойтись двухслойной платой для своих компонентов, подключаемой по принципу навесной платы, либо соединяя две платы кабелем. Кристалл имеет поддержку JTAG интерфейса, что позволяет использовать эмулятор SAM – ICE, стоимостью порядка 150 долларов. В качестве программного обеспечения рекомендуется использовать бесплатную среду IAR Kickstart, единственное ограничение которой заключается в объеме кода – не более 32 К. Другой альтернативой может являться применение бесплатного ПО, распространяемого под свободной лицензией, например пакет WinARM, либо стандартный компилятор в ОС Linux.

Краткие технические характеристики семейства

В семейство входят две микросхемы – AT91SAM7X256 и AT91SAM7X128. Их отличие заключается лишь в объеме флеш и оперативной памяти на кристалле – соответсвенно 256/128 К и 64/32 К. Во всем остальном обе микросхемы идентичны, и являются взаимозаменяемыми. Немаловажной особенностью данного кристала является наличие ROM – памяти, которая содержит программу – загрузчик, которая позволяет программировать флеш память, либо загружать и запускать программу из оперативной памяти без применения каких – либо аппаратных средств, кроме USB либо RS-232 кабеля. Кроме того, этот же загрузчик позволяет программировать внешнюю последовательную флеш память DataFlash серии AT45 корпорации Atmel, подключеную  к кристаллу. Ниже приведены более подробные сведения о возможностях микросхем данной серии.

Ядро ARM7TDMI™ ARM® Thumb®, 32/16 бит (в режиме Thumb)

Встроеная высокоскоростная флеш – память

• доступ за 1 цикл при тактовой частоте до 30МГц
• время записи страницы 6 мс
• 10000 циклов записи
• возможность посекторной защиты

Встроеная SRAM память

• доступ за 1 цикл при максимальной тактовой частоте

Тактовый генератор

• встроеный малопотребляющий RC – генератор
• внешний кварцевый резонатор 3..20 МГц
• один PLL модуль

Усовершенствованый контроллер прерываний

• индивидуально маскируемые прерывания
• восемь уровней приоритета
• векторизированные источники прерываний
• два внешних входа прерываний и один «быстрый» вход

Отладочный порт

• двухпроводной UART с поддержкой канала отладки и специального прерывания

Два параллельных контроллера ввода вывода

• 62 программируемых линий ввода – вывода, мультиплексированных со встроенной периферией
• возможность генерации прерывания по изменению состояния по входу для каждой из линий
• индивидуальное программирование для каждой из линий открытого стока, подтягивающего резистора, и синхронного вывода

Тринадцать контроллеров прямого доступа к памяти

Порт USB Device

• Full Speed (12 Mbps)
• 1352 байта встроенной, конфигурироемой FIFO – памяти

Ethernet MAC 10/100 base-T

• MII/RMII интерфейс
• встроеная FIFO – память
• выделеные каналы прямого доступа к памяти на прием и передачу

Один Part 2.0A и Part 2.0B CAN - контроллер

• восемь полностью настраеваемых почтовых ящиков
• 16 разрядный счетчик времени

Синхронный последовательный контроллер (SSC)

• независимые сигналы тактовой частоты и фреймов для передатчика и приемника
• высокоскоростной непрерывный поток данных, с поддержкой 32 – разрядных посылок

Два универсальных последовательных порта (USART)

• поддержка интерфейсов ISO7816, IrDA, RS485
• полная поддержка сигналов модема для USART1

Два master/slave SPI интерфейса

• 8/16 бит передача данных
• до 4 сигналов выбора кристалла
• Один TWI интерфейс

• Восьмиканальный, 10 – битный АЦП
• IEEE® 1149.1
• JTAG интерфейс
• 5В совместимые входы/выходы
• Встроенный стабилизатор питания ядра 1,8 В
• Частота работы ядра 0 – 55 МГц
• Корпус LQFP - 100

Набор разработчика AT91SAM7X-EK корпорации Atmel

• USB Device порт
• DBGU последовательный порт
• RS232 последовательный порт с поддержкой сигналов CTS/RTS
• JTAG/ICE отладочный порт
• CAN – порт
• MII Ethernet 100-base TX порт
• буферизированный аналоговый вход и PWM выход
• светодиод питания и 4 пользовательских светодиода
• слот для DataFlash карт
• Atmel 32MBit последовательная флеш – память (AT45DB321C-CNC)
• место для установки Atmel Serial EEPROM
• разъем расширения

Набор поставляется с DVD-ROM, содержащим всю необходимую информацию для начала работы. В том числе и руководство по быстрому старту. Также там имеется все необходимое программное обеспечение для компиляции, отладки и программирования платы. Наиболее свежая информация может быть найдена в интернете по адресу http://www.atmel.com/products/AT91/ либо http://www.at91.com. На сайте также имеется набор примеров программ, с возможностью отладки как во флеш – памяти, так и в SRAM. Поддержка компилятора IAR Kickstart и эмулятора можно получить на сайте http://www.iar.com.

Набор разработчика AS-sam7X ООО «АРГУССОФТ Компани»

Для реализации протоколов сетевого взаимодействия в сети Ethernet была использована свободно распространяемая операционная система реального времени FreeRTOS, включающая в себя стек протоколов TCP/IP, а также некоторые упрощенные сетевые сервисы, в том числе HTTP. Одним из примеров реализации данной ОС является WEB – сервер. При выделении статического адреса плате, имеется возможность просмотреть текущую статистику работы платы, в том числе запущеные задачи, статистику соединения и прочее используя сеть Internet, локальную сеть, либо просто подключив плату к компьютеру, используя кросс - кабель.
Имеются дополнительные примеры для реализации USB Mass Storage, работы с трехосевым датчиком ускорений, включая визуализацию данных на экране персонального компьютера, работа с графическим индикатором.

Набор содержит следующие компоненты:

• микроконтроллер AT91SAM7X128 (128 K флеш памяти, 32 К SRAM)
• стабилизатор напряжения
• порт Ethernet
• порт USB
• порт DBGU
• порт USART
• порт RS485
• порт JTAG/ICE
• разъем радиоинтерфейса к ATR2406 + тактовый генератор
• часы реального времени DS1307 (TWI) + разъем резервного питания
• термодатчик TWI
• 5 кнопок общего назначения
• 4 светодиода
• два опторазвязанных твердотельных реле

Предусмотрено место под распайку следующих компонентов

• DataFlash (SOIC8, TSOP28)
• трехосевой датчик ускорений ADXL330
• ЦАП двухканальный 8/10/12 разрядов
• слот для DataFlash – карт

На дополнительные разъемы выведены все 62 линии ввода/вывода, что позволяет внешней плате использовать все ресурсы микроконтроллера. Шаг установки дополнительных разъемов – 2,54 мм, что позволяет в качестве дочерней платы использовать обыкновенный слепыш. Предусмотрены разъемы с питанием для подключения графического индикатора 84 х 48 точек, разъем АЦП, разъем SPI с четырьмя сигналами выбора кристалла, и разъем для подключения модуля радиоинтерфейса, на основе микросхемы ATR2406. Питание платы может осуществляется от внешнего блока питания, от порта USB, либо от обоих источников одновременно, что удобно при отладке приложений, использующих USB – порт.

Набор разработчика комплектуется диском, содержащим примеры для работы с платой, набором кабелей, схемой и сборочным чертежом платы, руководством пользователя.