Atmel AVR da 8 bit. L'articolo fa una panoramica sulla famiglia dei microcontrollori Atmel AVR da 8 bit ponendo l’accento su una piccola introduzione
Atmel AVR = Microcontrollore principale da 8 bit
I microcontrollori Atmel AVR a bassa potenza e con alte prestazioni gestiscono le richieste delle applicazioni da 8 e16 bit. Con un ciclo di istruzioni RISC CPU, con tecnologia innovativa picoPower, ed una ricca serie di caratteristiche, l'architettura AVR garantisce una rapida esecuzione del codice e il minor consumo di energia possibile.
Atmel AVR Le più alte prestazioni
Il nucleo Atmel AVR è un'architettura RISC con un set di istruzioni SISC. Il dispositivo ha anche un'architettura Harvard. Il core fornisce realmente molte istruzioni potenti che vengono eseguite in singoli cicli. A bordo ci sono circa 130 istruzioni AVR. I progettisti possono continuare a scrivere in C e lasciare che i compilatori in C traducano il codice. Andando avanti, si tratta di esecuzione a singolo ciclo, 20 MHz producono 20 MIPS e, i 32 registri di general purpose che sono realmente a bordo di ogni Atmel AVR sono uno dei concetti più chiari riguardo alle performance.
Miglior densità di codice
Atmel AVR è stato progettato insieme con AIR. AIR è un azienda esperta in compilazione C molto conosciuta, e ha indicato molte importanti consigli per quanto riguarda il core. I registri ovviamente aiutano molto. Alcuni dei puntatori dati aiutano davvero per la densità di codice. Perché la densità del codice è importante? Perché se il progetto ha un codice ridotto, l'ingegnere può acquistarne una piccola parte. Così, riesce a risparmiare sul costo.
Ridotti consumi di potenza
Dal momento che molte cose funzionano in wireless e molti dispositivi stanno adottando alimentazioni a batteria quello del consumo di potenza è una questione molto importante. Atmel AVR ha un nuovo termine commerciale chiamato picoPower. PicoPower è un nuovo prodotto AVR, e sostituisce tutte le tecnologie precedenti che abbiamo in bassa potenza e si aggiunge ad esse. Una delle più grandi differenze di picoPower rispetto agli altri Atmel AVR era la modalità di risparmio energetico. Questa ha sostituito e riprogettato completamente l’oscillatore da 32 KHz per ottenere un oscillatore da 32 KHz a potenza zero. Questo ci permette di alimentare l’oscillatore da 32KHz con 0,6uA. Infine, nella modalità a pieno funzionamento, può arrivare a 220uA per MIP in modalità completamente attiva. Queste apparecchiature si alimentano a 1.8-5.5V. Il dispositivo 1.8V è un vero e proprio dispositivo da 1.8V. Ciò vuol dire che tutto lavora a 1.8V. I progettisti possono scrivere sulla Flash, SRAM ed EEPROM.
La Migliore Tecnologia di memoria
Atmel è stata la prima ad inserire Flash in un microcontrollore. Atmel AVR ha anche l'abilità di proteggere il proprio IP. Così, ci sono bit bloccati, e i progettisti possono settare all’interno della memoria flash rendere effettivamente la memoria illeggibile per chiunque.
Migliore integrazione
Anche l'integrazione è importante quando si valutano i microcontrollori. Perfino sulle piccole, minuscole apparecchiature AVR, i progettisti vedranno ancora tutte le stesse caratteristiche dei microcontrollori grandi. Questi sono dispositivi che i rilevatori sovraccarico, EEPROM, timer watchdog, interfacce di debugging, oscillatori RC calibrati, dispositivi per riferimenti analogici, e contatori in tempo reale. Questo riduce i costi di sistema, rende più piccola il PCB, riduce i rischi, il consumo di energia totale, ed infine migliorano l’affidabilità.
Atmel AVR = MCU principale da 8 bit
Questo è ciò che rende l’AVR tanto popolare. Esegue a 20 MHz 20 MIPS con esecuzione a ciclo singolo, l’architettura Harvard, registri a 32 general purpose, microcontrollore ad alte prestazioni. Non solo si ha la velocità, ma è anche migliore nella classe quando viene usato per codice di densità.
La famiglia degli Atmel AVR Scalabile
La famiglia Atmel AVR è molto scalabile. Così, gli utenti possono scrivere il codice per un piccolo microntrollore a 8 pin da 1K Flash, o inserire lo stesso codice su uno a 100 Pin da 256K Flash. Il codice diventa completamente portabile. Il software che si scrive su uno di essi può essere migrato su tutto il resto della famiglia. Ciò aiuterà nel momento in cui si cercherà di aumentare o diminuire la densità della memoria o cambiare i propri progetti, esso servirà per riutilizzare lo stesso codice.
I piccoli dispositivi
Il core Atmel AVR ha due famiglie, Tiny e Mega. Il codice che viene scritto per l’uno funziona sull’altro. Tiny è specifico per piccole parti, 28 pin o inferiore, e Mega è più grande rispetto all’altro in numero di pin. C'è un'altra differenza chiave, che il Mega ha un hardware moltiplicatore a bordo, ma i Tiny hanno l'abilità di avere una memoria Flash per l’auto-programmazione. Così nella famiglia di prodotto Tiny, ci sono molti dispositivi diversi tutti con lo stesso numero di Pin con varie grandezze di memoria. Questi dispositiv però sono compatibili pin a pin con diverse grandezze di memorie Flash da 1K, 2K, 4K, 8K.
Caratteristiche della famiglia Tiny
Elenchiamo di seguito alcune altre caratteristiche chiave nella famiglia Tiny. Parte dei dispositivi hanno dei sensori di temperatura a bordo. Tutta la famiglia parte da 1K fino a 8K di Flash, 64 byte a 512 byte di SRAM, e lo stesso per le EEPROM – così come per le EE a bordo dei dispositivi. L'USI è un'interfaccia seriale che permette di eseguire SPI o interfacce a due fili, il quale è compatibile con IIC, ovunque da 6-20 I/O, fino a due timer sullo spazio di 8 bit, ed alcuni di loro hanno anche un timer da 16-bit.
Alcuni di questi hanno anche 5 PWM, come la famiglia Tiny 261, 461, 861 – attualmente ha un PLO da 64 MHz a bordo così che da ottenere un PWM ad alta velocità. Alcuni elementi alternativi includono la rilevazione di sovraccarico, oscillatore RC calibrato su chip, timer watchdog, timer in tempo reale. Anche questo può operare da 1.8-5.5V. DebugWire è un sistema di debugging da un singolo filo sulla linea di reset.
Così l'utente può eseguire il debugging hardware senza l’ausilio del JTAG da 4 pin. Questa è la famiglia Mega. La famiglia Mega varia in generale da 32 fino a 100 pin. Alloggiano in dispositivi con package TQSP, MLF, e BGA. La dimensione della memoria Flash va da 4K fino a 256K. Hanno anche periferiche avanzate come come LCD a bordo fino a 150 segmenti su alcuni dispositivi – in questo caso una vera e propria serie di prodotti. Nei 32,44, e 64, e 100 pin sono compatibili pin a pin, le densità della memoria Flash hanno comunque la compatibilità pin a pin da 16 fino a 256K.
Le caratteristiche della famiglia Mega
La SRAM nella famiglia Mega parte ovunque da mezzo K fino a 8 Kbyte di SRAM, e ovunque da 256 byte a 4K byte di EEPROM. Hanno fino a 4 USART a bordo. 1 o 2 SPI, e 1 o 2 TWI sono compatibili con IIC. In generale, ha 23-86 I/O timer multipli, fino a quattro timer da 16-bit a seconda del modello, tante quante sui dispositivi con schede PWM da 16 bit. La maggior parte funziona da 1.8-5.5V, sebbene alcuni sono da 2.7-5.5 V. Il Mega sta per raggiungere 16K Flash o più grande con 32 pin o più, e hanno JTAG. Se ne avesse meno di 16K, avranno il debugWire.
Le apparecchiature ASSP
ASSP sta per Application-Specific Standard Product (prodotto standard per applicazione specifica). Queste sono delle periferiche avanzate nella linea dei prodotti Mega. Quindi, USB tra i maggiori, CAN, alcuni dispositivi per illuminazione specifica, alcune dispositivi per batteria intelligente, e per finire Zigbee.
Decodificatore del part number
Strumenti di sviluppo Atmel AVR
Atmel fornisce gli strumenti hardware AVR Studio. Quindi, nello specifico, AVR Studio è un simulatore, un editor e un assembler. Ha diversi plug-in per i compilatori C, e gestisce gli strumenti hardware. Esegue tutti gli aggiornamenti per gli utenti. Esegue la programmazione per i dispositivi.
Primo IDE free con un compilatore C
Quando gli utenti aprono AVR Studio per cominciare il lavoro di sviluppo, anziché dover usare un compilatore C separato, possono avere scaricato un GCC.
Compilatori C AVR
AVR Studio è il nuovo ambiente di sviluppo integrato (IDE) per scrivere e correggere applicazioni AVR® per ambienti Windows® 9x/NT/2000/XP. Esso include un assembler ed un simulatore. Per il compilatore C, ovviamente si ha già il software gratuito, che è GCC. E’ chiamato WinAVR, W-I-N-A-V-R. ed è disponibile su www.sourceforge.net. Ed è completamente gratuito. Include il plug-in per AVR Studio.
Kit di avvio AVR STK500
STK500 è il fiore all’occhiello degli starter kit e supporta tutti i dispositivi AVR. Quindi, qualcosa dei piccoli 8 pin fino a 40 pin PDIP, si ha la possibilità di programmare i metodi multipli a fare correzione di errori JTAG, per fare la programmazione in sistema, tutte quelle opzioni diverse, e tutto pinnato fuori.
Risorse supplementari
Vi ringrazio per il vostro tempo dedicato a questa presentazione dei prodotti della famiglia dei Microcontrollori Atmel AVR da 8-bit. Per maggiori informazioni tecniche si può anche cliccare sul link inserito in questa presentazione, o semplicemente chiamare le nostre linee di vendita. Per informazioni più tecniche si può visitare il sito – sul collegamento mostrato - o se si preferisce parlare direttamente, vi prego di chiamare le nostre linee, o anche usare la chat live online
Leggi la versione inglese: Introduction to Atmel’s 8-bit AVR Microcontrollers
AVR è il microcontrollori montato sulla scheda Aduino?
esattamente!!
è montato ATmega168 a 20 MHz,ovvero un microcontrollore a 8bit, con 16kB di memoria Flash, un EEprom da 512B, conpreso un convertitore A/D e tanto altro.
Interessante risulta lo Starter Kit, con un buon rapporto qualità/prezzo che pare verrà sostituito da un nuovo modello STK600, quindi l’ATMEL a breve non darà nessun supporto, ma è un buon starter kit.
in realtà dipende dal modello di arduino. per esempio l’arduino uno monta un microcontrollore ATmega328. comunque, tutte le info sono facilmente reperibili dal sito ufficiale (www.arduino.cc).
…per la introduzione, utile a chi, come me, è digiuno di conoscenze riguardo questi micro.
Anche Arduino 2009 monta ATmega328 a 16MHz…
Ho sempre preferito sviluppare i miei progetti utilizzando i PIC della Microchip e questo soprattutto perchè, a differenza dell’Atmel, la Microchip mette a disposizione dei campioni gratuiti che sappiamo quanto possono far comodo a livello hobbistico. Ovviamente, nascendo con la Microchip continuo a crescere con essa (è questo l’obiettivo dei programmi free-samples), se non fosse che mi rendo conto che sotto determinati aspetti i prodotti Atmel sono, a parità di costo, più performanti rispetto a ciò che offre la Microchip. Siccome il mercato delle applicazioni elettroniche richiede specifiche che molto spesso possono essere meglio implementate con una famiglia di microcontrollori anzicchè con un’altra, allora avere una cultura a 360° conoscendo e sapendo utilizzare più dispositivi permette di essere completi ma sopprattutto concorrenziali. Ovviamente, il capitolo sui microcontrollori a 8bit Atmel non può eseurirsi in un solo articolo e spero che ci sia un seguito a questa intro peraltro abbastanza esauriente e scritta bene!! 😉
Dipende dalle versioni di arduino!
tra poco lo sapremo e il forum sarà stato ancora più utiòle
E’ proprio la Atmel ad indicare la società AIR come collaboratore allo sviluppo dell’architettura AVR. Wikipedia cita 2 ragazzi universitari norvegesi.
Quali sono le tue fonti?