معالجات Atmel القائمة على معمارية ARM

الموسوعة الحرة

معالجات Atmel القائمة على ARM هي عبارة عن دوائر متكاملة من وحدات تحكم دقيقة ومعالجات دقيقة ، من إنتاج شركة Microchip Technology (المعروفة سابقًا باسم Atmel )، وهي تعتمد على نوى معالجات ARM مختلفة ذات 32 بت ، مع دعم للأجهزة الطرفية والأدوات المصممة داخليًا. [ 1 ]

ملخص

تُرخّص شركة ARM تصميم النواة لسلسلة من المعالجات ذات 32 بت. لا تُصنّع ARM أي منتجات سيليكون كاملة، بل تُنتج الملكية الفكرية فقط. تعتمد معالجات ARM على بنية RISC (الحوسبة ذات مجموعة التعليمات المُختصرة). وهذا يُشبه منتجات AVR ذات 8 بت من شركة Microchip، والتي اعتمدت لاحقًا بنية RISC. في حين أن بنية AVR استخدمت بنية هارفارد حصريًا، فإن بعض نوى ARM تعتمد على بنية هارفارد (Cortex-M3) والبعض الآخر على بنية فون نيومان (ARM7TDMI).

تستخدم شركات أشباه الموصلات ، مثل شركة مايكروشيب، أنوية ARM التي تعتمد على مجموعة موحدة من التعليمات وتسمية السجلات، وتضيف إليها دوائر طرفية مثل محولات الإشارة التناظرية إلى الرقمية (ADC)، وإدارة الساعة، وأنظمة الاتصالات التسلسلية مثل USART وSPI وI2C وCAN وLIN وUSB وEthernet، بالإضافة إلى وحدات تحكم شاشات LCD والكاميرات وشاشات اللمس. وقد بذلت مايكروشيب جهودًا لتطوير أجهزة طرفية متقدمة وأنظمة إدارة طاقة تستهلك طاقة ضئيلة للغاية، ويمكنها العمل بشكل مستقل دون الحاجة إلى تشغيل نواة المعالج (وضع السكون). كما وفرت الشركة أيضًا إمكانية الوصول المباشر إلى الذاكرة (DMA) بين الواجهات الخارجية والذاكرة، مما يزيد من معدل نقل البيانات بأقل تدخل من المعالج.

تبيع شركة مايكروشيب وحدات تحكم دقيقة (MCUs) مزودة بذاكرة فلاش داخلية، ووحدات معالجة دقيقة (MPUs) تستخدم ذاكرة خارجية. بالإضافة إلى الرقائق نفسها، توفر مايكروشيب لوحات تجريبية، سواء على موقعها الإلكتروني أو من خلال قنوات التوزيع مثل ديجي كي ، وفارنيل، وإينلتك، وأرو، وأفنيت، وفيوتشر إلكترونيكس ، وماوزر .

بعض منتجات Microchip القائمة على معالجات ARM مخصصة لتطبيقات محددة ، مثل SAM4CP المستخدمة في عدادات الطاقة للشبكات الذكية.

تاريخ

  • 1995 توقيع اتفاقية ترخيص النواة ARM7TDMI "Thumb" (معمارية ARMv4T Von Neumann) (نواة MPU من Atmel تم تحويلها إلى MCU)
    • AT91M40800 (1998)
    • AT91M42800A
    • AT91M55800A
    • AT91R40008
    • AT91FR40162 (2002)
    • SAM7S/SE
    • SAM7X/XC
    • SAM7L
  • 1995 توقيع اتفاقية ترخيص النواة ARM920T/ARM9TDMI (MPU) (معمارية ARMv4T فون نيومان)
    • AT91RM9200 (2003)
  • 2000 توقيع اتفاقية ترخيص النواة ARM926EJ/ARM9E (MPU) (معمارية ARMv5)
    • AT91SAM9260 (2006)
    • AT91SAM9263 (2007)
    • SAM9XE (2008)
    • SAM9N/CN،
    • سام9 آر (2009)
    • سام9 جي (2009)
    • سام9 إم (2010)
    • SAM9X (2020) [ 2 ]
  • تم توقيع اتفاقية ترخيص النواة ARM1176JZ-S لعام 2004 (غير مستخدمة في أجزاء Atmel)
  • في عام 2008 تم توقيع اتفاقية ترخيص Cortex مع شركة ARM Holdings. [ 3 ]
    • Cortex-M3 (MCU) (معمارية هارفارد ARMv7-M)
    • Cortex-M4 (MCU) (ARMv7E-M Harvard architecture)
      • SAM4S (2011) [ 8 ]
      • SAM4L (2012) [ 9 ]
      • سلسلة SAM4E (2013) مبنية على معالج ARM Cortex-M4F، وهي أول وحدة تحكم دقيقة من Atmel مزودة بوحدة معالجة الفاصلة العائمة (FPU). [ 10 ]
      • سام4ن (2013)
      • SAM4C (2014) ثنائي النواة [ 11 ]
      • SAM G51/53 (2014) يعتمد على ARM Cortex-M4F. [ 12 ]
      • SAM G54/55 (2015) يعتمد على ARM Cortex-M4F. [ 13 ]
    • Cortex-A5 (MPU) (معمارية ARMv7-A)
      • أعلنت شركة Atmel في عام 2013 عن سلسلة SAMA5D3 التي تعتمد على معالج ARM Cortex-A5، وهي أول شريحة من Atmel مزودة بنواة Cortex-A5. [ 3 ]
      • SAMA5D4 (2014) [ 14 ]
      • سلسلة SAMA5D2 (2015) [ 15 ]
    • Cortex-A7 (MPU) (معمارية ARMv7-A)
    • Cortex-M0+ (MCU) في SAM D20 (2013) (معمارية ARMv6-M) – في يونيو 2013، أعلنت شركة Atmel عن سلسلة SAMD20 القائمة على معالج ARM Cortex-M0+. [ 18 ]
    • Cortex-M7 (MCU) (معمارية ARMv7-M)
      • سلسلة SAMS70، (2015) أعلنت شركة Atmel عن سلسلة SAM S70 القائمة على معالج ARM Cortex-M7. [ 19 ]
      • سلسلة SAME70، (2015) أعلنت شركة Atmel عن سلسلة SAM S70 القائمة على معالج ARM Cortex-M7. [ 19 ]
      • أعلنت شركة Atmel في عام 2015 عن سلسلة SAM S70 التي تعتمد على معالج ARM Cortex-M7، وهي أول شريحة من Atmel مخصصة للسيارات مزودة بنواة Cortex-M7. [ 20 ]

منتجات

المتحكمات الدقيقة

تحتوي وحدات التحكم الدقيقة على ذاكرة برنامج داخلية بالإضافة إلى السجلات الداخلية التقليدية وذاكرة الوصول العشوائي (RAM) . تتراوح وحدات التحكم الدقيقة ARM من Microchip من سلسلة SAM D10 التي تحتوي على 14 طرفًا فقط، إلى منتجات SAM S70 وSAM E70 التي تحتوي على 144 طرفًا.

تتميز عائلات SAM4S وSAM4N وSAM3S وSAM3N وSAM7S (ذات 64 طرفًا) ببصمات دوائر متكاملة متوافقة من حيث عدد الأطراف، باستثناء أجهزة USB، على الرغم من أنها غير متوافقة من حيث مستوى الجهد. [ 21 ]

سام سي

تم إطلاق عائلة Atmel C في مايو 2015. [ 22 ] تعتمد على Cortex-M0+، وتتوافق مع سلسلة SAM D و SAM L من حيث الدبابيس والرمز، [ 22 ] مع نطاقات جهد تشغيل واسعة (2.7-5.5 فولت)، وناقل CAN، وما يصل إلى 12 قناة تحكم DMA.

سام د

تتألف عائلة SAM D (ATSAMD) [ 23 ] من شركة Microchip من أربع سلاسل فرعية مختلفة (SAM D10، SAM D11، SAM D20، SAM D21). تعتمد جميع هذه الأجهزة على معالج ARM Cortex-M0+ ، وتوفر مجموعات مختلفة من المنافذ والذاكرة والميزات. تتوافق هذه الأجهزة من حيث المنافذ والبرمجيات، وتتشارك في وحدات طرفية مثل نظام الأحداث ووحدة SERCOM لمنافذ الاتصال التسلسلي متعددة الإرسال والقابلة لإعادة التكوين . [ 24 ] تُستخدم هذه العائلة من المتحكمات الدقيقة في العديد من لوحات تطوير الهواة، مثل Arduino Zero (ATSAMD21G18)، [ 25 ] [ 26 ] وSparkfun SAMD21 Mini Breakout (ATSAMD21G18)، [ 27 ] وSeeed Studio XIAO SAMD21 (ATSAMD21G18). [ 28 ]

يتميز كل من SAM D5X/E5X و SAM D51 بمعالج Cortex-M4F ذي 32 بت.

سام ل

سام 3

لوحة أردوينو ديو مع وحدة تحكم دقيقة Atmel ATSAM3X8E (معالج ARM Cortex-M3 )

في عام ٢٠٠٩، أعلنت شركة أتميل عن سلسلة ATSAM3U من وحدات التحكم الدقيقة القائمة على ذاكرة الفلاش، والمبنية على معالج ARM Cortex-M3 ، كجيل متطور من منتجات وحدات التحكم الدقيقة SAM7. تتميز هذه الوحدات بسرعة ساعة قصوى تصل إلى ١٠٠  ميجاهرتز، وتتوفر بأحجام ذاكرة فلاش متنوعة. في صيف عام ٢٠٠٩، كانت هذه الوحدات لا تزال في مرحلة العينات، وقد تم طرح لوحة تطوير لها مؤخرًا.

في ديسمبر 2009، تم الإعلان عن خط إنتاج ATSAM3S. يتميز هذا الخط بالعديد من التحسينات لتقليل استهلاك الطاقة وخفض تكلفة قائمة المواد .

يلاحظ مراقبو السوق أن منتجات Cortex-M3 هذه تُنافس منتجات Atmel AVR32 UC3A. فكلاهما عبارة عن وحدات تحكم دقيقة ذات مكونات طرفية وتقنية أجهزة متطابقة إلى حد كبير، وتعتمد على ذاكرة فلاش، وتتميز بسرعات ساعة متقاربة، ومجموعات تعليمات RISC كثيفة 16/32 بت.

سام 4

يعتمد معالج ATSAM4 على نواة ARM Cortex-M4 . ويحتوي معالج SAM4E على وحدة معالجة الفاصلة العائمة (FPU ). أما معالج SAM4C فيحتوي على نواة ARM Cortex-M4 ثنائية (نواة واحدة مزودة بوحدة معالجة الفاصلة العائمة).

في الأول من أغسطس 2017، تم الإعلان عن عائلة معالجات ATSAMD5x وATSAME5x. وتتميز هذه العائلة بالعديد من التحسينات لتقليل استهلاك الطاقة وزيادة عدد الأجهزة الطرفية، بالإضافة إلى دعم تقنية إيثرنت وCANBUS-FD في سلسلة SAME5x.أُرشف بتاريخ 6 نوفمبر 2019 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .

  • SAM4C – معالج ثنائي النواة ARM Cortex-M4/M4F، والذي يتضمن وحدة معالجة الفاصلة العائمة (FPU).
  • سلسلة SAM4E18-16 – نواة ARM Cortex-M4F، والتي تتضمن وحدة معالجة الفاصلة العائمة (FPU).
  • SAM4L – نواة ARM Cortex-M4
  • SAM4N – نواة ARM Cortex-M4، متوافقة تمامًا مع أجهزة SAM4S وSAM3S وSAM3N وSAM7S
  • SAM4S – نواة ARM Cortex-M4
  • SAMG5x – نواة ARM Cortex-M4F، والتي تتضمن وحدة معالجة الفاصلة العائمة، ATSAMG55  لسرعة وحدة المعالجة المركزية 120 ميجاهرتز.
  • SAMD5x - أحدث نواة ARM Cortex-M4F، والتي تتضمن وحدة معالجة الفاصلة العائمة (FPU) والأمان المتكامل بما في ذلك التشفير المتماثل (AES) وغير المتماثل (ECC)، ودعم تبادل المفاتيح العامة (PUKCC)، ومولد الأرقام العشوائية الحقيقية (TRNG) ومدقق سلامة الذاكرة القائم على SHA.
  • SAME5x - ينطبق الأمر نفسه على D5x بالإضافة إلى وحدات إيثرنت MAC ووحدات CAN-FD الطرفية للشبكات. تدمج سلسلتا SAMD5x-E5x العديد من الوحدات الطرفية المتشابهة، مثل المؤقتات ووحدات Sercom لبروتوكولات UART وI2C وSPI وغيرها، من سلسلتي ATSAMD2x وATSAMC2x M0+، مما يُسهّل الترقية إلى وحدات التحكم الدقيقة M4F Core.

سام إكس 70

تعتمد هذه على نواة ARM Cortex-M7 .

  • SAMS70 - وحدة تحكم دقيقة عالية الأداء للأغراض العامة
  • SAME70 – وحدة تحكم دقيقة عالية الأداء للاتصال
  • SAMV70، SAMV71 – وحدة تحكم دقيقة عالية الأداء للسيارات

إرث

AT91SAM7

تتوفر مجموعة واسعة من وحدات التحكم الدقيقة AT91 القائمة على ذاكرة الفلاش، والمبنية على أنوية ARM7TDMI . تتميز هذه الرقاقات بسرعة ساعة قصوى تصل إلى 60  ميجاهرتز، وتأتي مع أحجام ذاكرة فلاش ومجموعات طرفية متنوعة.

  • SAM7L - تشغيل منخفض الطاقة
  • SAM7S – منافذ USB وغيرها من الأجهزة الطرفية. تتوافق رقائق SAM7S ذات 64 سنًا مع عائلات SAM4S وSAM4N وSAM3S وSAM3N.
  • SAM7SE – دعم USB والذاكرة الخارجية والأجهزة الطرفية الأخرى
  • SAM7X – إيثرنت، USB، CAN، وأجهزة طرفية أخرى
  • SAM7XC – امتدادات التشفير (وخاصة دعم AES) لرقائق AT91SAM7X

المعالجات الدقيقة

AT91SAM9

Atmel AT91SAM9260

تعتمد وحدات التحكم الدقيقة AT91SAM9XE المزودة بذاكرة فلاش على نوى ARM926ej-s. وتتراوح سرعة ترددها القصوى بين 200 و400  ميجاهرتز، وتتوفر بأحجام ذاكرة فلاش متنوعة. وهي تشبه إلى حد ما رقائق AT91SAM9260 المزودة بذاكرة فلاش.

أطلقت شركة مايكروشيب معالجات AT91SAM9 (باستخدام نواة ARM926ej-s، مع بنية ARMv5TEJ) كأول معالج لها يُطرح على نطاق واسع في السوق، وذلك بعد النجاح الكبير الذي حققه معالج AT91RM9200. وقد حسّنت هذه المعالجات من أداء سابقتها من خلال استهلاك طاقة أقل، وتضمين نواة ARM أحدث وأكثر قوة، وتوفير مجموعة متنوعة من الرقاقات مع مجموعات طرفية مختلفة. وبينما تصل سرعة معظمها إلى حوالي 200  ميجاهرتز، يمكن لبعضها العمل بسرعة تصل إلى ضعف ذلك. وتشمل هذه المعالجات:

SAMA5

تعتمد هذه السلسلة على معالج ARM Cortex-A5 . [ 3 ] [ 30 ]

SAMA5D2
  • SAMA5D2 – إيثرنت 10/100، CAN، شاشة LCD، صوت من الفئة D، QSPI، USB HSIC، واجهة مستشعر صور باير الخام، LPDDR3/LPDDR2/LPDDR/DDR2، حتى 10 منافذ UART
SAMA5D3
  • SAMA5D31 – إيثرنت 10/100، شاشة LCD
  • SAMA5D33 – إيثرنت جيجابت، شاشة LCD
  • SAMA5D34 – إيثرنت جيجابت، شاشة LCD، منفذ CAN مزدوج
  • SAMA5D35 – بدون شاشة LCD، منفذ CAN مزدوج، منفذ إيثرنت جيجابت واحد + منفذ إيثرنت 10/100 واحد
  • SAMA5D36 – شاشة LCD، منفذي CAN، منفذ إيثرنت جيجابت واحد + منفذ إيثرنت 10/100 واحد
SAMA5D4
  • SAMA5D4 – 528  ميجاهرتز (840  DMIPS)، نيون،  ذاكرة تخزين مؤقتة من المستوى الثاني سعة 128 كيلوبايت، وحدة فك تشفير الفيديو، شاشة LCD، إيثرنت

الطاقة الذكية

  • SAM 4C/CM

لوحات أردوينو

رسمي
متوافق مع درع الحماية
  • Rascal متوافق مع Shield مع  معالج Atmel AT91SAM9G20 بسرعة 400 ميجاهرتز ( نواة ARM926EJ-S ).

لوحات أتميل

  • إكسبلايند برو
  • شرح إكسبلايند
  • سام دبليو 21
  • SAMA5

أدوات التطوير

كورتكس-إم

بيئة التطوير المتكاملة

بيئات التطوير المتكاملة:

ويندوز
لينكس
  • Buildroot [ 31 ]
  • Openembedded [ 32 ]
  • طبقة متوافقة مع ميتا اتميل يوكتو [ 33 ]

أدوات تصحيح الأخطاء

الوثائق

إن كمية الوثائق الخاصة بجميع رقائق ARM هائلة، خاصةً للمبتدئين. يمكن بسهولة تلخيص وثائق المتحكمات الدقيقة من العقود الماضية في وثيقة واحدة، ولكن مع تطور الرقائق، ازداد حجم الوثائق. ويصعب استيعاب الوثائق الكاملة لرقائق ARM تحديدًا، لأنها تتألف من وثائق من مُصنِّع الدوائر المتكاملة (مثل Microchip ) ووثائق من مُورِّد نواة المعالج ( ARM Holdings ).

يتكون هيكل التوثيق النموذجي من أعلى إلى أسفل مما يلي: موقع الشركة المصنعة، وشرائح التسويق الخاصة بالشركة المصنعة، وورقة بيانات الشركة المصنعة للشريحة المادية المحددة، ودليل مرجعي مفصل من الشركة المصنعة يصف الأجهزة الطرفية الشائعة وجوانب عائلة الشريحة المادية، ودليل المستخدم العام لنواة ARM، ودليل المرجع التقني لنواة ARM، ودليل مرجع بنية ARM الذي يصف مجموعة (مجموعات) التعليمات.

شجرة التوثيق (من الأعلى إلى الأسفل)
  1. موقع شركة مايكروشيب لوحدات التحكم الدقيقة والمعالجات الدقيقة
  2. شرائح تسويقية لسلسلة معالجات ARM من شركة Microchip
  3. ورقة بيانات شريحة ARM من شركة Microchip
  4. موقع ARM الأساسي
  5. دليل المستخدم العام لنواة ARM
  6. دليل مرجعي تقني لنواة ARM
  7. دليل مرجعي لبنية ARM

تُوفر شركة مايكروشيب وثائق إضافية، مثل: أدلة استخدام لوحات التقييم، وملاحظات التطبيقات، وأدلة البدء، ووثائق مكتبة البرامج، وقوائم الأخطاء، وغيرها. راجع قسم الروابط الخارجية للاطلاع على روابط الوثائق الرسمية لشركة مايكروشيب وشركة ARM.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "صفحة "دليل الاختيار" الخاصة بشركة Microchip والتي توضح الفرق بين وحدات التحكم الدقيقة الخاصة بهم القائمة على معالجات PIC و ARM" .
  2. ↑ "بيان صحفي؛ مايكروشيب؛ 4 أغسطس 2022" .
  3. 1 2 3 بيان صحفي؛ أتميل؛ 4 فبراير 2013.
  4. ↑ "بيان صحفي؛ أتميل؛ 1 يونيو 2009" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 14 يوليو 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يناير 2013 .
  5. ↑ "بيان صحفي؛ أتميل؛ 15 ديسمبر 2009" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 14 يوليو 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يناير 2013 .
  6. ↑ "بيان صحفي؛ أتميل؛ 9 نوفمبر 2010" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 14 يوليو 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يناير 2013 .
  7. 1 2 "بيان صحفي؛ أتميل؛ 28 فبراير 2012" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 17 مارس 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يناير 2013 .
  8. ↑ "بيان صحفي؛ أتميل؛ 26 أكتوبر 2011" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 17 مارس 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يناير 2013 .
  9. ↑ "بيان صحفي؛ أتميل؛ 24 سبتمبر 2012" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 17 مارس 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يناير 2013 .
  10. ↑ بيان صحفي؛ أتميل؛ 14 يناير 2013.
  11. ↑ بيان صحفي؛ أتميل؛ 12 أغسطس 2014.
  12. ↑ بيان صحفي؛ أتميل؛ 7 يناير 2014.
  13. ↑ بيان صحفي؛ أتميل؛ 5 يناير 2015.
  14. ↑ بيان صحفي؛ أتميل؛ 1 أكتوبر 2014.
  15. ↑ بيان صحفي؛ أتميل؛ 14 سبتمبر 2015.
  16. ↑ بيان صحفي؛ شركة مايكروشيب؛ 24 مايو 2022.
  17. ↑ بيان صحفي؛ شركة مايكروشيب؛ 26 فبراير 2025.
  18. ↑ بيان صحفي؛ أتميل؛ 17 يونيو 2013.
  19. 1 2 بيان صحفي؛ أتميل؛ 15 يوليو 2015.
  20. ↑ بيان صحفي؛ أتميل؛ 6 يناير 2015.
  21. ↑ بديل Cortex متوافق مع الدبابيس لمشتقات Microchip ARM7 SAM7S؛ ECE؛ مايو 2011.
  22. ١ ٢ "أتمل تطلق عائلة معالجات دقيقة مبتكرة من نوع Cortex-M0+ بجهد 5 فولت مع وحدة تحكم لمس طرفية مدمجة" . prnewswire.com . كما ورد من شركة أتمل. ٢٧ مايو ٢٠١٥. تم الاطلاع عليه في ١ سبتمبر ٢٠٢٠ .
  23. ↑ موقع مصغر؛ أتميل؛ 11 يوليو 2014.
  24. ↑ "إضافة المزيد من منافذ SERCOM للوحات SAMD" . learn.sparkfun.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29-09-2021 .
  25. ↑ "لوحة؛ صفر؛ مستندات" . أردوينو . مؤرشف من الأصل في 8 مايو 2023.
  26. ↑ "لوحة؛ صفر؛ متجر" . أردوينو .
  27. ↑ "SparkFun SAMD21 Mini Breakout" .
  28. ↑ "Seeed Studio XIAO SAMD21 (Seeeduino XIAO) مع SAMD21 Cortex M0+" .
  29. ↑ أردوينو ديو؛ arduino.cc
  30. ↑ صفحة ويب SAMA5؛ Microchip.com
  31. ↑ Buildroot
  32. ↑ Openembedded
  33. ↑ "طبقة متوافقة مع Yocto من Meta-Atmel" . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 22 يناير 2019. تم الاطلاع عليها بتاريخ 5 أكتوبر 2019 .

للمزيد من القراءة

الوثائق الرسمية الخاصة بوحدات التحكم الدقيقة، ووحدات التحكم في الإشارات الرقمية، والمعالجات الدقيقة
الوثائق الرسمية لـ ARM
آخر