Atmel固定式ARM7微处理器

Atmel已经率先推出业界首两款基于ARM7的闪存微控制器(FlashMCU)，两者都具有嵌入式10/100以太网(Ethernet)MAC、控制器局域网(CAN)、全速(12Mbps)USB2.0以及一个高速AES/3DES加密引擎(encryptionengine)。AT91SAM7X128和AT91SAM7X256乃针对广泛的网络化实时嵌入式系统而设计，具备一个10位模数转换器(ADC)、两个串行外围接口(SPI)、同步串行接口(SSC)、双线接口(TWI)、3个通用异步收发器(UART)、一个8级别优先中断控制器(priorityinterruptcontroller)和众多的监管功能。这两款新型的50MIPSMCU拥有32Kb或64kb的静态存储器SRAM以及128Kb或256kb的25ns闪存，后者支持实时控制系统所需的固定性(deterministic)处理能力。 Atmel公司ARM市场经理JackoWilbrink表示：“愈来愈多嵌入式系统利用以太网、CAN、802.15.4和其它网络协议来实现网络化。这些‘嵌入式网络’反过来又通过以太网与企业内联网(intranet)或互联网的连接来实现与外部世界的联网。SAM7X架构提供广泛的连接、存储和处理资源，可安全地支持通信协议，同时提供实时系统所需的实时功能，而这些功能是先前的32位MCU所不具备的。” 这两款MCU以一个外设DMA控制器(PDC)将各个SAM7X外设直接与片上存储器连接起来，这样不需任何处理器的操作就可实现高吞吐量的数据传输。传统的ARM处理器需要中央处理器(CPU)以每次1字节的速度传输数据，仅仅2Mbps的传输速率就需占用55%的处理资源；而4Mbps的速率更需占据所有的处理资源，因此无法实现更高的数据传输速率。相反，SAM7X在4Mbps的速率时仅需消耗其2%的周期，而在10Mbps的速率时也只需消耗4%的周期。 凭借在硬件中进行数据流加密／解密和DMA的协助，SAM7X可提供80Mbps的高级加密标准(AES)的加密速度，比软件加密要快20倍。 由于全速USB2.0的数据传输速率为12Mbps；CAN速率为1Mbps，以太网速率为100Mbps；而SAM7串行外围接口和通用同步异步收发器(USART)外围设备的速率可达到25Mbps，因此必须采用DMA和硬件加密以实现安全的高速数据传输。 可配置全双工(full-duplex)或半双工(half-duplex)模式的SAM7XEMAC具有可编程数据包收发间隔(interpacketgap)，并支持虚拟局域网标记帧(virtual-LANtaggedframe)和自动暂停帧(automatic-pauseframe)的生成及终止功能。双模式接口为高速以太网应用中大量实体层(PHY)提供了无缝式媒体独立接口(MediaIndependentInterface,MII)，或使用更少I/O的简化媒体独立接口(RMII)。SAM7XMCU可直接与POS-PHY第2层／SPI-3兼容设备连接，包括与标准网络处理器连接。通过片上系统缓冲器进行的无损失流量控制，省去了对外部存储器或流量控制装置的需求。此外，还支持高达10240字节的巨型帧(jumboframe)。 SAM7X处理器设有嵌入式AES和三重DES加密引擎，配合外围DMA控制器便可以针对AES以80Mbps的速率对数据进行加密／解密；或者可针对DES和三重DES分别以32.8Mbps和20Mbps的速率实现加密／解密。 尽管ARMMCU具有适用于嵌入式设计的卓越性能特征，但它们极少被用以控制应用，这是因为它们为提升性能所采用的代码遮蔽(codeshadowing)使其无法精确预测任何突发事件的准确时钟周期。Atmel则为ARM7核心提供了固定性处理能力，通过添加25ns非易失性闪存(128kb或256Kb)，允许处理器直接从闪存读取指令，而不会影响性能，因此无需代码遮蔽，并提供了可预测的指令执行。 实时的应用一般会进行密集的中断处理，并且需要监管功能来确保可靠的性能。常规的ARM7架构只有两个中断，仅其中之一可用于非紧急状况的中断。这两个中断均没有8位或16位设备中常见的监管功能。SAM7X处理器却拥有整套的实时外设和监管功能，其中包括一个8级别优先中断控制器、节电监测、上电复位(power-on-reset)、单电源电压、监视定时器、实时时钟以及RC振荡器。Atmel是唯一提供具有这种实时外设套件的ARM处理器供应商。 IAR、GreenHills以及Keil等公司皆提供支持AtmelSAM7XMCU的编译器、连接器以及除错器。Atmel提供转销价为250美元的AT91SAM7X-EK评估套件。 CMX、Micrium和为SAM7X处理器提供实时操作系统(RTOS)。现在可用的TCP/IP堆栈包括uIP/lwIP(开放源码)、MicriumuC/TCP-IP(免专利权使用费)以及CMXMicroNet(免专利权使用费)。 AT91SAM7X128采用100引线LQFP绿色封装，10,000颗批量的单价为7.20美元。AT91SAM7X256采用100线LQFP绿色封装，10,000颗批量的单价为8.65美元。

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