目前,基于应用功能的快速发展,16位和32位处理器迅速发展,但Atmel(爱特梅尔)公司凭借着该公司在8位机方面的技术和市场优势,继续扩大其8位微控制器家族。
在刚刚结束的第十三届国际集成电路研讨会暨展览会的北京站上,Atmel发布了其最新的AVR XMEGA微控制器系列,这是其成功的AVR微控制器系列的重要新成员。AVR XMEGA的系统性能扩展了8位微控制器的市场领域。
XMEGA采用了第二代picoPower技术,是唯一真正使用1.6V工作电压的闪存微控制器。该系列器件的功耗超低,并具有快速12位模拟功能、一个DMA控制器、一个创新的事件系统,以及一个加密引擎,全部都无需占用CPU资源,能够最大限度地减少功耗和提高系统性能。
Atmel AVR产品市场总监Ingar Fredriksen介绍说:“通过先进的AVR CPU,Atmel能够同时服务于8位和16位微控制器市场。由于旧式8位和16位CPU无法满足客户的要求,许多竞争对手被迫提供32位产品,但却难以在价格、功耗、易用性、EMC性能和模拟功能方面取得平衡。AVR XMEGA将Atmel的picoPower技术与扩展的任务处理能力,以及先进的外设三者结合,发展成为一个广泛的器件系列。”
XMEGA系列微控制器的闪存容量从16至384KB不等,采用44至100脚的封装,工作电压为1.6V至3.6V,32MHz频率下处理性能可达到32MIPS。XMEGA器件是通用的微控制器,适合各种应用,包括音响设备、ZigBee无线设备、功率工具、医疗设备、板卡控制器、网络设备、仪表、光收发器、电机控制、白色家电以及任何电池供电的产品。
超低功耗
“Atmel在其megaAVR产品中使用的picoPower技术是业界公认的低功耗领先技术”,Fredriksen说道。采用第二代picoPower技术的AVR XMEGA产品具备更多的特点,如真正的1.6V工作电压,电流消耗仅1uA的二合一监视计时器和欠压检测器,从而进一步延长便携设备的电池寿命。真正的1.6V工作电压指包括闪存重编程、EEPROM写操作、模拟转换和内部振荡电路在内的所有功能都可在1.6V电压下运行。在手机等电池供电设备中,XMEGA器件可连接一个1.8V(+/-10%)的稳压电源,以节省成本和延长电池寿命。AVR XMEGA具有业界最佳的功耗指标。在维持RAM内容的关电模式下,电流消耗为100nA。实时时钟由一个32kHz晶振实现,功耗仅650nA。
可伸缩的先进CPU构架
这种8位AVR CPU面向高级编程语言(如C语言)设计,支持16位和32位运算以及具有16位和24位内存指针。这种AVR CPU具有单周期操作功能,并有32个工作寄存器连接到运算逻辑单元,因而较其它CPU的效率更高。在稳固的AVR CPU平台的基础下,Atmel现在可提供最庞大的代码兼容器件系列之一,从1KB的8脚封装tinyAVR到384KB的100脚XMEGA俱备。通过将AVR MCU系列标准化,客户便可重复利用现有的开发工具、软件和硬件设计,有助节省投资并缩短开发周期。
创新的事件系统
就像人体的条件反射能力般,创新的XMEGA事件系统可在不使用CPU或DMA资源的情况下完成外设之间的通信,这可确保获得100%可以预计和快速的响应。多达8个在外设中同时发生的事件或中断条件能够自动在其它外设中引发响应。这个事件系统消除了因多中断和/或频繁触发中断造成的瓶颈效应,事件处理无需运用任何软件,而且关键任务的延迟时间保证较任何中断响应时间都要短。
图1:Atmel微控制器中创新的事件系统组织结构。其中包含8个并行通道,具有100%的可预测反应事件。可以完全独立于CPU和DMA。
领先的模拟性能和快速的加密引擎
XMEGA模数转换器具有12位分辨率,采样率高达每秒200万次,并具有过采样的硬件支持,因而无需额外增加成本,即可将分辨率提高到16位。该转换器备有可编程增益级、差分输入、温度传感器,以及精确的内部电压参考,无需外接部件并可节省成本。AVR XMEGA还配有12位数模转换器和先进的模拟比较器。
图2:在控制器中植入了丰富的模拟功能,包括2Msps的12位ADC,12位DAC,硬件支持超采样(16位),内部振荡器,10微安输出以及EMC等。
另外,XMEGA备有一个支持高级加密标准(AES)和数据加密标准(DES)的硬件加密引擎。该加密引擎可将加密后的数据通信速度从10kbps提高到2Mbps,效率优于软件方案。“目前,AVR XMEGA是长时间电池供电应用(例如收费公路标签、无线传感器节点和ZigBee设备)的高带宽加密数据通信的唯一解决方案”,Fredriksen声称。另外,Atmel还提供了易用的集成开发环境。
XMEGA系列的首批产品ATxmega128A1和ATxmega64A1均采用100脚TQFP和BGA封装,目前已有供货。万片批量单价分别为3.75和3.50美元。
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