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Applikations-Upgrade leicht gemacht

SAM3-MCU - Embedded-Systeme pin- und funktionskompatibel auf Cortex-M aufrüsten

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MSC Technologies GmbH

Größere Speicher mit mindestens 1 MByte sprengen letztendlich die Grenzen der SAM7-Welt und ermöglichen grundlegende Updates ihrer SAM7-Firmware auf ganz neue Leistungsmerkmale oder Protokoll-Stacks. Wenn das Flash wächst, muss das SRAM folgen: Atmel wird SRAM bis zu 128 KByte integrieren. Das Gehäuse der SAM3S-MCUs hat sich nicht geändert. Es stehen weiterhin 48- und 64-polige LQFP- und QFN-Gehäuse zur Verfügung.

Neu sind die 100-Pin-LQFP/BGA-Varianten, die beim SAM3S neben der höheren I/O-Zahl auch ein kleines 8-Bit-Businterface (EBI) spendiert bekommen haben. Auf Atmels ATSAM3S-EK Evalbaord hat man so am EBI ein kleines QVGA-TFT-Modul angeschlossen.

SAM3S-Kompatibilität zur SAM7S-Familie

Bild 2: Blockschaltbild der SAM3S-Familie, die ein leichtes Upgrade von der SAM7S-Reihe auf den Cortex-M erlaubt
Bild 2: Blockschaltbild der SAM3S-Familie, die ein leichtes Upgrade von der SAM7S-Reihe auf den Cortex-M erlaubt
Mit Blick auf die vielen im Markt befindlichen SAM7S-Applikationen, hat Atmel gleich zwei neue SAM3-Familien vorgestellt, die pin- und funktionskompatibel zu den SAM7S-Familien sind und ein einfaches Upgrade auf den Cortex-M ermöglichen. Die SAM3S-Reihe ist als mögliches Upgrade zu verstehen, da hier mehr Peripherie, Timer und auch neue Leistungsmerkmale integriert wurden (Bild 2).

Bild 3: Blockdiagramm der SAM3N-Reihe, die weniger Peripherie als der SAM3S bietet und dafür kostengünstiger ist
Bild 3: Blockdiagramm der SAM3N-Reihe, die weniger Peripherie als der SAM3S bietet und dafür kostengünstiger ist
Wer allerdings nur die Rechenleistung eines Cortex-M3 benötigt, aber auf einige Peripheriefunktionen verzichten kann, der kann gegebenenfalls auf die USB-freie SAM3N-Familie downgraden. Auch SAM3N ist pinkompatibel zur SAM7S-Familie und zu allen SAM3S-Varianten (Bild 3).

SAM3S wirklich kompatibel? Im Prinzip ja …

SAM3S ist nicht binär kompatibel zu SAM7S. Ein wenig Hand muss bei der Migration angelegt werden. Folgende Aspekte sind zu beachten:

  • Die SAM7S-Firmware muss hinsichtlich Befehlssatz (Thumb2 vs. Thumb/ARM), Interruptverabeitung, System-Timern, Bitmanipulation, Sleep-Modi an die moderne Cortex-M-Architektur angepasst werden. Nur so können die Vorteile des Cortex-Cores voll ausgeschöpft werden.
  • Der Code muss mit einem Cortex-M3-Compiler kompiliert werden. Angenehmer Nebeneffekt: Der Flash-Verbrauch kann wegen der besseren Codeeffizienz kleiner ausfallen.
  • Die Treiber für die Peripherie-Module müssen gegebenenfalls an die neuen Leistungsmerkmale angepasst werden. Hier ist bei der Standard-Peripherie (Timer, UART, SPI) mit nur kleinen Änderungen zu rechnen. Analoge Peripherie (12-Bit-ADC) ist gänzlich neu und muss reprogrammiert werden.
  • Atmel unterstützt alle Peripherien durch entsprechende kostenlose Treiber (Software-Package) und reduziert damit den Entwicklungsaufwand auf das nötigste. Hierbei sind die Low-Level-Driver CMSIS-konform.

Folgende Hardware-Randbedingungen des SAM3S und SAM3N sind zu beachten:

  • I/Os sind nicht 5V-tolerant (SAM7S 5V-tolerant).
  • Der XIN-Level bei externer Takteinspeisung ist 3,3 V (SAM7S 1,8 V).
  • Ein externer PLL-Filter ist beim SAM3 nicht mehr nötig.
  • Nur 48-Pin-Gehäuse: Das Pin-PLLRC muss beim SAM3S auf VDDIO gelegt werden.
  • Prüfen Sie Ihren SRAM-Bedarf. Die 256-KByte-Variante SAM7S256 bietet 64 KByte SRAM, die entsprechende SAM3S4-256K-Variante nur 48 KByte SRAM.
  • Schauen Sie sich die elektrischen Spezifikationen im SAM3-Datenblatt an und vergleichen Sie die für Ihre Applikation relevanten Werte.

MSC bietet die sofort einsatzbereiten AT91SAM3S- und AT91SAM3N-Startup-Pakete an, die aus dem jeweiligen SAM3-Evaluierungskit und dem SAM-ICE JTAG-Debugger bestehen. Einer umfangreichen und schnellen Evaluation steht somit nichts mehr im Wege.

Atmel und MSC veranstalten im Juni 2011 wieder SAM3 Hands-on Workshops.

* * Dirk Jansen ist Produkt-Marketing-Manager und FAE für Atmel-Produkte bei der MSC Vertriebs GmbH, Stutensee.

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