Atmel推出新型“固定式”ARM7微處理器

    Atmel已經(jīng)率先推出業(yè)界首兩款基于 ARM7 的閃存微控制器 (Flash MCU)，兩者都具有嵌入式10/100以太網(wǎng) (Ethernet) MAC、控制器局域網(wǎng) (CAN)、全速 (12Mbps) USB 2.0 以及一個(gè)高速 AES/3DES 加密引擎 (encryption engine)。AT91SAM7X128 和 AT91SAM7X256 乃針對廣泛的網(wǎng)絡(luò )化實(shí)時(shí)嵌入式系統而設計，具備一個(gè)10位模數轉換器 (ADC)、兩個(gè)串行外圍接口 (SPI)、同步串行接口 (SSC)、雙線(xiàn)接口 (TWI)、3個(gè)通用異步收發(fā)器 (UART)、一個(gè)8 級別優(yōu)先中斷控制器 (priority interrupt controller) 和眾多的監管功能。這兩款新型的50 MIPS MCU 擁有  32Kb 或 64kb 的靜態(tài)存儲器 SRAM 以及 128Kb 或 256kb 的 25ns閃存，后者支持實(shí)時(shí)控制系統所需的固定性 (deterministic) 處理能力。 
　　Atmel 公司 ARM 市場(chǎng)經(jīng)理 Jacko Wilbrink 表示：“愈來(lái)愈多嵌入式系統利用以太網(wǎng)、CAN、802.15.4 和其它網(wǎng)絡(luò )協(xié)議來(lái)實(shí)現網(wǎng)絡(luò )化。這些‘嵌入式網(wǎng)絡(luò )’反過(guò)來(lái)又通過(guò)以太網(wǎng)與企業(yè)內聯(lián)網(wǎng) (intranet) 或互聯(lián)網(wǎng)的連接來(lái)實(shí)現與外部世界的聯(lián)網(wǎng)。SAM7X 架構提供廣泛的連接、存儲和處理資源，可安全地支持通信協(xié)議，同時(shí)提供實(shí)時(shí)系統所需的實(shí)時(shí)功能，而這些功能是先前的32位 MCU 所不具備的?！?nbsp;
　　這兩款MCU 以一個(gè)外設DMA控制器 (PDC) 將各個(gè) SAM7X 外設直接與片上存儲器連接起來(lái)，這樣不需任何處理器的操作就可實(shí)現高吞吐量的數據傳輸。傳統的 ARM 處理器需要中央處理器 (CPU) 以每次1字節的速度傳輸數據，僅僅 2Mbps 的傳輸速率就需占用55%的處理資源；而 4Mbps 的速率更需占據所有的處理資源，因此無(wú)法實(shí)現更高的數據傳輸速率。相反，SAM7X 在 4Mbps 的速率時(shí)僅需消耗其2% 的周期，而在 10Mbps 的速率時(shí)也只需消耗4%的周期。 

       憑借在硬件中進(jìn)行數據流加密／解密和 DMA的 協(xié)助，SAM7X 可提供 80 Mbps 的高級加密標準 (AES) 的加密速度，比軟件加密要快20倍。 
　　由于全速 USB2.0 的數據傳輸速率為 12Mbps；CAN速率為 1Mbps，以太網(wǎng)速率為 100Mbps；而SAM7 串行外圍接口和通用同步異步收發(fā)器 (USART) 外圍設備的速率可達到 25Mbps，因此必須采用 DMA 和硬件加密以實(shí)現安全的高速數據傳輸。 
　　可配置全雙工 (full-duplex) 或半雙工 (half-duplex) 模式的 SAM7X EMAC 具有可編程數據包收發(fā)間隔 (interpacket gap)，并支持虛擬局域網(wǎng)標記幀 (virtual-LAN tagged frame) 和自動(dòng)暫停幀 (automatic-pause frame) 的生成及終止功能。雙模式接口為高速以太網(wǎng)應用中大量實(shí)體層 (PHY) 提供了無(wú)縫式媒體獨立接口 (Media Independent Interface, MII)，或使用更少 I/O 的簡(jiǎn)化媒體獨立接口 (RMII)。SAM7X MCU 可直接與 POS-PHY 第2層／SPI-3 兼容設備連接，包括與標準網(wǎng)絡(luò )處理器連接。通過(guò)片上系統緩沖器進(jìn)行的無(wú)損失流量控制，省去了對外部存儲器或流量控制裝置的需求。此外，還支持高達10240字節的巨型幀 (jumbo frame) 。 
　　SAM7X 處理器設有嵌入式 AES 和 三重 DES 加密引擎，配合外圍 DMA 控制器便可以針對 AES 以 80Mbps 的速率對數據進(jìn)行加密／解密；或者可針對 DES 和 三重 DES 分別以 32.8Mbps 和 20Mbps 的速率實(shí)現加密／解密。 
　　盡管 ARM MCU 具有適用于嵌入式設計的卓越性能特征，但它們極少被用以控制應用，這是因為它們?yōu)樘嵘阅芩捎玫拇a遮蔽 (code shadowing) 使其無(wú)法精確預測任何突發(fā)事件的準確時(shí)鐘周期。Atmel 則為 ARM7 核心提供了固定性處理能力，通過(guò)添加25ns 非易失性閃存 (128kb 或 256Kb)，允許處理器直接從閃存讀取指令，而不會(huì )影響性能，因此無(wú)需代碼遮蔽，并提供了可預測的指令執行。 
　　實(shí)時(shí)的應用一般會(huì )進(jìn)行密集的中斷處理，并且需要監管功能來(lái)確?？煽康男阅?。常規的 ARM7 架構只有兩個(gè)中斷，僅其中之一可用于非緊急狀況的中斷。這兩個(gè)中斷均沒(méi)有8位或16位設備中常見(jiàn)的監管功能。SAM7X 處理器卻擁有整套的實(shí)時(shí)外設和監管功能，其中包括一個(gè)8級別優(yōu)先中斷控制器、節電監測、上電復位 (power-on-reset)、單電源電壓、監視定時(shí)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及 RC 振蕩器。Atmel 是唯一提供具有這種實(shí)時(shí)外設套件的 ARM 處理器供應商。 
　　IAR、Green Hills 以及 Keil等公司皆提供支持 Atmel SAM7X MCU 的編譯器、連接器以及除錯器。Atmel 提供轉銷(xiāo)價(jià)為 250 美元的 AT91SAM7X-EK 評估套件。 
　　CMX、Micrium 和 FreeRTOS.org 為 SAM7X 處理器提供實(shí)時(shí)操作系統 (RTOS)?，F在可用的 TCP/IP 堆棧包括uIP/lwIP (開(kāi)放源碼)、Micrium uC/TCP-IP (免專(zhuān)利權使用費) 以及 CMX MicroNet (免專(zhuān)利權使用費)。 
　　AT91SAM7X128 采用 100引線(xiàn) LQFP 綠色封裝，10,000顆批量的單價(jià)為7.20美元。AT91SAM7X256 采用 100線(xiàn) LQFP 綠色封裝，10,000顆批量的單價(jià)為8.65美元。