AVR32 — это 32-битная архитектура микроконтроллера RISC , разработанная компанией Atmel . Архитектура микроконтроллера была разработана группой людей, получивших образование в Норвежском университете науки и технологий , включая ведущего дизайнера Ойвинда Стрёма и архитектора ЦП Эрика Ренно в норвежском центре дизайна Atmel.
Большинство инструкций выполняются за один цикл. Блок умножения-накопления может выполнять арифметическую операцию 32 бит × 16 бит + 48 бит за два цикла (задержка результата), выдаваемую один раз за цикл.
Он не похож на семейство 8-битных микроконтроллеров AVR , хотя они оба были разработаны в Atmel Norway, в Тронхейме . Некоторые из отладочных инструментов похожи.
Поддержка AVR32 прекращена в Linux, начиная с ядра 4.12; [1] Atmel в основном перешла на M-варианты архитектуры ARM .
AVR32 имеет по крайней мере две микроархитектуры, AVR32A и AVR32B. Они отличаются архитектурой набора инструкций, конфигурациями регистров и использованием кэшей для инструкций и данных. [2]
Ядра ЦП AVR32A предназначены для недорогих приложений. Они не предоставляют выделенных аппаратных регистров для теневого копирования файла регистра, статуса и адреса возврата в прерываниях . Это экономит площадь чипа за счет более медленной обработки прерываний.
Ядра ЦП AVR32B разработаны для быстрых прерываний. Они имеют выделенные регистры для хранения этих значений для прерываний, исключений и вызовов супервизора. Ядра AVR32B также поддерживают виртуальную машину Java в оборудовании. [3]
Набор инструкций AVR32 имеет 16-битные (компактные) и 32-битные (расширенные) инструкции, похожие, например, на некоторые ARM, с несколькими специализированными инструкциями, которых нет в старых ARMv5 или ARMv6 или MIPS32 . Несколько патентов США подано на AVR32 ISA и платформу проектирования.
Как и архитектура 8-битного микроконтроллера AVR , AVR32 был разработан для высокой плотности кода (упаковка большого количества функций в несколько инструкций) и быстрых инструкций с несколькими тактовыми циклами. Atmel использовал независимый консорциум EEMBC для тестирования архитектуры с различными компиляторами и последовательно превосходил как 16-битный код ARMv5 ( Thumb ), так и 32-битный код ARMv5 ( ARM ) на целых 50% по размеру кода и в 3 раза по производительности. [ необходима цитата ]
Atmel утверждает, что «picoPower» AVR32 AT32UC3L потребляет менее 0,48 мВт/МГц в активном режиме, что, по ее словам, на тот момент потребляло меньше энергии, чем любой другой 32-разрядный ЦП. [4] Затем в марте 2015 года они заявили, что их новые микроконтроллеры на базе Cortex-M0+ , использующие архитектуру ARM Holdings , а не их собственный набор инструкций , «преодолели все барьеры сверхнизкого энергопотребления на сегодняшний день». [5]
Архитектура AVR32 использовалась только в собственных продуктах Atmel. В 2006 году Atmel выпустила AVR32A: ядро AVR32 AP7, 7-ступенчатую конвейерную платформу проектирования на основе кэша . [3] Этот «AP7000» реализует архитектуру AVR32B и поддерживает аппаратный FPU , SIMD (единая инструкция , множественные данные) DSP ( цифровая обработка сигналов ) инструкции для набора инструкций RISC , в дополнение к аппаратному ускорению Java. Он включает в себя блок управления памятью (MMU) и поддерживает операционные системы, такие как Linux . В начале 2009 года, слухи о следующем процессоре AP7200 были отложены, а ресурсы были направлены на другие чипы.
В 2007 году компания Atmel выпустила второе ядро AVR32: ядро AVR32 UC3. Оно разработано для микроконтроллеров, использующих встроенную флэш-память для хранения программ и работающих без MMU (блока управления памятью). Ядро AVR32 UC3 использует трехступенчатую конвейерную архитектуру Гарварда, специально разработанную для оптимизации выборки инструкций из встроенной флэш-памяти . [6] Ядро AVR32 UC3 реализует архитектуру AVR32A. Оно использует ту же архитектуру набора инструкций (ISA), что и его собрат AP7, но отличается тем, что не включает в себя дополнительные инструкции SIMD или поддержку Java. Набор инструкций FPU является необязательным и не был реализован в первых семействах микроконтроллеров UC3. Оно разделяет более 220 инструкций с AVR32B. ISA имеет атомарную битовую манипуляцию для управления встроенной периферией и вводами-выводами общего назначения, а также арифметикой DSP с фиксированной точкой.
Обе реализации могут быть объединены с совместимым набором периферийных контроллеров и шин, впервые представленных в платформах AT91SAM на базе ARM. Некоторые периферийные устройства, впервые представленные в AP7000, такие как высокоскоростной периферийный контроллер USB и автономный контроллер DMA, позднее появились в обновленных платформах ARM9, а затем в продуктах на базе ARM Cortex-M3.
Оба ядра AVR32 включают в себя встроенную отладочную платформу на базе Nexus класса 2+, собранную с JTAG .
Ядро UC3 C, анонсированное на выставке Electronica 2010 в Мюнхене, Германия, 10 ноября 2010 года, стало первым членом семейства UC3, в котором реализована поддержка FPU. [7]
10 апреля 2012 года компания Atmel объявила об окончании срока службы устройств AP7 Core с 4 апреля 2013 года. [8]
Если имя устройства заканчивается на *AU, то это аудиоверсия, которая позволяет выполнять лицензированные IP-адреса аудиопрошивок Atmel.
Если имя устройства заканчивается на *S, оно включает в себя криптографический модуль AES.
Серия D – маломощный UC3D оснащен технологией SleepWalking , которая позволяет периферийному устройству выводить устройство из спящего режима.
.jpg/1280px-Atmel_EVK1100_Development_Board_(8042276987).jpg)
Atmel представляет микроконтроллер AVR32, который снижает лучшее в отрасли энергопотребление на 63%; микроконтроллер picoPower AVR32 AT32UC3L обеспечивает менее 0,48 мВт/МГц в активном режиме и менее 100 нА в спящем режиме
микроконтроллеры на базе Cortex-M0+ могут поддерживать функциональность системы, потребляя при этом всего одну треть мощности сопоставимых продуктов на рынке сегодня. Это устройство обеспечивает сверхнизкое энергопотребление, работая до 35 мкА/МГц в активном режиме, потребляя менее 900 нА при полном сохранении 32
КБ
ОЗУ. [...]
"В прошлогоднем объявлении Atmel о семействе SAM L21 этой компании я указал на удивительно низкие показатели потребления тока как для активного, так и для спящего режима работы этого семейства продуктов — теперь я могу подтвердить это мнение конкретными данными, полученными из EEMBC ULPBench", — объяснил Маркус Леви, президент и основатель EEMBC. «Atmel достигла самого низкого энергопотребления среди всех процессоров и микроконтроллеров на базе Cortex-M в мире благодаря своей запатентованной сверхнизкоэнергетической технологии picoPower. Эти результаты ULPBench замечательны и демонстрируют экспертные знания компании в области маломощных устройств, использующих DC-DC-преобразование для мониторинга напряжения, а также другие инновационные методы».
При запуске EEMBC ULPBench SAM L21 набирает ошеломляющий балл 185, самый высокий публично зарегистрированный балл для любого процессора или микроконтроллера на базе Cortex-M в мире — и значительно выше, чем баллы 167 и 123, объявленные другими поставщиками. Семейство SAM L21 потребляет менее 940 нА с полным сохранением 40
КБ
SRAM, часами реального времени и календарем и 200 нА в самом глубоком спящем режиме.
