8-Bit-Mikrocontroller, günstige Lösung für Industrieanwendungen

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Die MegaPB-Reihe ergänzt das ATmega-Portfolio

Das aus rund 1100 Derivaten bestehende AVR-ATmega-Portfolio, welches von 4 kB bis 256 kB Flash und von 28 bis 100 Pins skaliert, wird aktuell durch weitere Bausteine aus der MegaPB-Reihe ergänzt. Hierbei werden, fokussiert auf die High-Runner, pin- und funktionskompatible Bausteine auf aktueller Technologie herausgebracht und mit neuen Funktionalitäten und Features versehen. Als erster Vertreter dieser neuen Reihe wurde der ATmega168PB ins Rennen geschickt.

Die Urform, der ATmega168 wurde bereits 2002 auf einem 350-nm-Prozess realisiert (Bild 2, Bildergalerie). Wenige Jahre später wurde als Ergänzung der ATmega168PA auf 250 nm gebracht. Nun steht mit dem auf 130 nm geschrumpften ATmega168PB eine weitere Variante zur Verfügung. Trotz der kleineren Strukturgröße ist auch der 130-nm-Prozess auf einer industrietauglichen 5-V-CMOS-Technololgie realisiert. Diverse Designmethoden stellen sicher, dass auch die von den Vorgängertypen gesetzten Spezifikationswerte, etwa der maximale Stromverbrauch, eingehalten werden können.

ATmega168PB für bestehende ATmega168-Designs

Für bestehende Designs mit einem der ATmega168-Bausteine ist der ATmega168PB als Superset-Derivat zu sehen und bietet daher eine einfache Migrationsmöglichkeit. Neben der Pinkompatibilität ist auch die Software durch die Nutzung von gleichen oder kompatiblen Peripherieblöcken unverändert weiter nutzbar. Module wie 8-Bit- und 16-Bit-Timer zur Zeitmessung, Intervallgenerierung oder zur Erzeugung von Puls-Weiten-Modulationssignalen, Analog-Digitalwandler zur Spannungsmessung, integrierter EEPROM zur Speicherung von Parametern oder Nutzerdaten sowie SPI- oder I²C-Schnittstellen zur Kommunikation mit anderen ICs sind unverändert übernommen worden.

Einige Module, etwa UARTs, wurden mit zusätzlich nutzbaren Funktionen wie Start-of-Frame-Wake-up aufgewertet. Diese ermöglichen es, den Controller mittels Empfang eines Startbits am Anfang einer Nachricht aus einem Sleep-Modus zu wecken. So kann der Controller auch für längere Zeit in einem Stromsparmodus verbleiben, aber auf Kommunikationsanfragen reagieren. Andere Blöcke wie die internen Spannungsreferenzen oder der interne 8-MHz-RC-Taktgenerator wurden in ihrer Spezifikation optimiert und sind nun von Haus aus genauer. Letzterer ermöglicht in den meisten Anwendungen nun auch die Nutzung einer UART-basierten Kommunikation wie RS485 ohne nachträgliches Trimmen der RC Clock oder Nutzung einer externen Taktquelle.

Durch den Wegfall von zusätzlichen Spannungsversorgungspins bzw. durch zusätzliches Pinsharing konnten insgesamt vier weitere General Purpose IO Pins geschaffen werden. Ebenso wurden weitere Timereinheiten und neue Funktionsblöcke wie eine Unique ID, also eine eindeutige Seriennummer des einzelnen Chips, hinzugefügt. Der Versorgungsspannungsbereich reicht von 1,8 V bis 5,5 V, wobei der maximale CPU-Takt in Abhängigkeit davon zwischen 4 MHz und 20 MHz skaliert.

Die Bausteine sind im 32-Pin-TQFP- als auch QFN-Gehäuse verfügbar und können sowohl den Standard-Industrietemperaturbereich von -40 °C bis 85 °C als auch den erweiterten Temperaturbereich von -40 °C bis 105 °C abdecken. Für industrielle Anwendungen mit oft langjährigen Produktionszyklen sind Garantien zur Langzeitverfügbar von immenser Bedeutung, insbesondere wenn langwierige und teure Produktqualifizierungen und –zertifizierungen durchzuführen sind. Atmel gibt hierzu für alle neuen Flash-Microcon-
troller eine Lifetime-Verfügbarkeit von mindestens 12 Jahren.

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