eng
Объединяя в одной микросхеме аналоговые и цифровые программируемые устройства, компания Analog Devices стремится удовлетворить растущую в мире потребность разработчиков промышленного оборудования, контрольно-измерительной аппаратуры, средств связи и автомобильной электроники в изделиях с повышенной степенью интеграции и возможностью программирования, способных выполнять прецизионные аналоговые функции и упростить проектирование электронных систем. В этих микросхемах, названных микроконверторами, впервые на одном кристалле интегрированы стандартные микроконтроллеры с встроенной флэш-памятью и такие аналоговые устройства, как АЦП и ЦАП с высоким разрешением, опорные генераторы и датчики температуры. Каждое новое поколение микроконверторов фирмы содержит все более мощное процессорное ядро и все большее число периферийных устройств, значительно облегчающих разработчикам задачи проектирования системы. Свидетельство этому – выпущенное в начале 2004 года новое семейство прецизионных аналоговых микроконтроллеров ADuC702x на базе мощного 32-разрядного RISC-ядра ARM7TDMI.
Микроконверторы очень популярны в России (как, впрочем, и в других странах) в первую очередь благодаря прецизионной аналоговой части, на обеспечение качественной работы которой прежде всего и направлены усилия разработчиков компании Analog Devices. Ее первые микроконверторы на базе ядра 8052 представлены двумя семействами. Одно – на базе ядра процессора 8052 с быстродействующим (частота отсчетов 200 kSPS, у новых моделей – 400 kSPS) 12-бит АЦП последовательного приближения (Successive Approximation Register – SAR). Второе – семейство микроконверторов с сигма-дельта АЦП с разрядностью 12–24 бит, частота обновления данных на выходе до 105 SPS (у последних микросхем семейства до 1300 SPS). Микроконверторы предназначены для прецизионного измерения медленно изменяющихся сигналов (таких, как сигналы тензодатчиков, температурных датчиков и т.п.). Оба семейства развивались параллельно. На сегодняшний день каждое из них содержит микроконверторы с более совершенным, "быстрым" 8052-ядром, выполняющим одну команду за один такт генератора. По производительности эти микроконверторы в 12 раз превосходят процессоры с обычным, "классическим" 8052 ядром, работающим на той же тактовой частоте. Наиболее современные и высокопроизводительные микроконверторы с ядром 8052 – это ADuC841 (семейство с SAR АЦП) и ADuC845 (семейство с сигма-дельта АЦП). Их производительность достигает 12.106 и 20.106 8-бит операций в секунду (ADuC845 и ADuC841, соответственно).
В начале 2004 года Analog Devices объявила о выпуске первых образцов прецизионных аналоговых микроконтроллеров нового семейства на базе ядра ARM7TDMI – ADuC702x (см. рисунок). Ядро ARM7TDMI сегодня чрезвычайно широко распространено и ожидается, что микроконтроллеры с таким ядром в ближайшее время станут промышленным стандартом среди 16/32-разрядных устройств для индустриальных, измерительных, диагностических, телекоммуникационных и автомобильных систем. Принципиальное отличие нового процессора от предшественников – наличие 16/32-разрядного RISC-ядра c производительностью 45 Mips. Помимо основного 32-бит набора команд, ядро работает с дополнительным набором 16-бит команд. Кроме того, он включает 32-разрядный перемножитель и встроенные средства отладки – систему доступа к ядру EmbeddedICE и интерфейс JTAG.
В аналоговую часть микроконвертора входят 12-бит АЦП с числом каналов до 16, 12-бит ЦАП с числом выходов до четырех и прецизионный генератор опорных сигналов с дрейфом не более 10 ppm/°С. Периферийные устройства микросхемы содержат компаратор, программируемую логическую матрицу и трехфазный ШИМ-генератор. Микросхемы серии поддерживают режимы работы при пониженном энергопотреблении и запуска. Напряжение питания их составляет 3 В, диапазон рабочих температур – -40–85, 105 и 125°С. Монтируются новые микросхемы серии ADuC702x в разнообразные корпуса – от небольших 40-выводных корпусов, рассчитанных на кристалл размером 6х6 мм, до 80-выводных корпусов типа LQFP.
Чтобы начать работу с микроконвертором ADuC702x, достаточно обратиться к его техническому описанию, доступному на сайте www.analog.com. Программатор не нужен. Микросхема подключается к com-порту компьютера через преобразователь TTL-уровня <-> RS-232, например ADM3202. Программу для загрузки микрокнвертора на базе ядра ARM – ARMWSD (Windows serial downloader for ARM based MicroConverter) – можно скачать с сайта фирмы Analog Devices по адресу ftp://ftp.analog.com/pub/MicroConverter/WSD/armwsd/. На веб-сайте фирмы Analog Devices имеется руководство по применению (application note), в котором описывается протокол загрузки микроконверторов: http://www.analog.com/UploadedFiles/Application_Notes/366527653266198873AN724_0.pdf.
Что касается загрузки через JTAG-интерфейс, сейчас поддержку процессоров ADuC702x могут обеспечить фирмы Keil и IAR. Программное обеспечение фирмы Keil можно загрузить с сайта ftp://ftp.analog.com/pub/MicroConverter/ADuC_Beta702xV04/Keil/, программное обеспечение фирмы IAR – с сайта ftp://ftp.analog.com/pub/MicroConverter/ADuC_Beta702xV04/IAR/. Программа, предназначенная для работы с программируемой логической матрицей, доступна бесплатно на сайте ftp://ftp.analog.com/pub/MicroConverter/ARM%20Tools/PLA%20Tool/.
Этого для начала, по-видимому, достаточно. Но для более серьезной работы все же понадобится JTAG-эмулятор. На сегодня имеется два JTAG-эмулятора: фирмы Keil (ULINK) и фирмы IAR (JLINK). JTAG-эмулятор ULINK входит в набор системы проектирования (ADuC702x development system). Покупка этого набора – наиболее эффективное решение для инженера, желающего, не теряя времени, начать активную работу с процессором семейства ADuC702x.
Чтобы эта публикация имела прикладной характер, предлагаем вниманию читателей перевод руководства по применению
AN-724. Протокол последовательной загрузки микроконвертора ADuC702x будет рассмотрен в следующем номере журнала.
Основные особенности микроконверторов ADuC702x:
· микроконтроллерное ядро ARM7TDMI с 16/32-разрядной RISC архитектурой на частоту 45 МГц;
· встроенный порт JTAG, обеспечивающий загрузку кода и отладку.
Память:
· 62 Кбайт флэш/ЭСРПЗУ (31Кх16 бит);
· 8-Кбайт СОЗУ(2Кх32 бит);
· длительность хранения данных – 20 лет, рабочий ресурс – более 103 циклов;
· внутрисхемная загрузка, отладка с помощью UART или JTAG-портов;
· возможность блокировки доступа.
Аналоговые входы/выходы:
· многоканальный (до 16 каналов) 12-бит АЦП с частотой преобразования 1 MSPS, полностью дифференциальным и однополярным режимами, диапазоном входного сигнала от 0 до VREF;
· 12-бит ЦАП с выходом по напряжению (до четырех выходов);
· встроенный источник опорного напряжения с ТКН 2·10-5/°C;
· встроенный датчик температуры с точностью ±3°C;
· встроенный компаратор.
Периферия:
· UART, два последовательных I2C порта ввода/вывода и SPI*;
· до 40 выводов общего назначения (GPIO);
· четыре таймера общего назначения;
· схема сброса при включении и сторожевой таймер;
· монитор источника питания;
· трехфазный 16-бит ШИМ-генератор*;
· программируемая логическая матрица (ПЛМ);
· встроенный генератор тактовых сигналов с подстройкой (±3%);
· система ФАПЧ до 45 МГц с программируемым делителем;
· внешний кварцевый резонатор;
· внешний источник тактовых импульсов.
Питание:
· напряжение питания 3 В;
· ток потребления в активном режиме 3 мА (на частоте 1 МГц) и 50 мА (на частоте 45 МГц).
Корпус и температурный диапазон:
· корпуса от 40-выводного LFCSP (6x6 мм) до 80-выводного LQFP*;
· рабочий диапазон -40–85°C.
*Корпуса, наличие ШИМ, GPIO и число аналоговых входов/выходов зависят от конкретной модели микросхемы.
В начале 2004 года Analog Devices объявила о выпуске первых образцов прецизионных аналоговых микроконтроллеров нового семейства на базе ядра ARM7TDMI – ADuC702x (см. рисунок). Ядро ARM7TDMI сегодня чрезвычайно широко распространено и ожидается, что микроконтроллеры с таким ядром в ближайшее время станут промышленным стандартом среди 16/32-разрядных устройств для индустриальных, измерительных, диагностических, телекоммуникационных и автомобильных систем. Принципиальное отличие нового процессора от предшественников – наличие 16/32-разрядного RISC-ядра c производительностью 45 Mips. Помимо основного 32-бит набора команд, ядро работает с дополнительным набором 16-бит команд. Кроме того, он включает 32-разрядный перемножитель и встроенные средства отладки – систему доступа к ядру EmbeddedICE и интерфейс JTAG.
В аналоговую часть микроконвертора входят 12-бит АЦП с числом каналов до 16, 12-бит ЦАП с числом выходов до четырех и прецизионный генератор опорных сигналов с дрейфом не более 10 ppm/°С. Периферийные устройства микросхемы содержат компаратор, программируемую логическую матрицу и трехфазный ШИМ-генератор. Микросхемы серии поддерживают режимы работы при пониженном энергопотреблении и запуска. Напряжение питания их составляет 3 В, диапазон рабочих температур – -40–85, 105 и 125°С. Монтируются новые микросхемы серии ADuC702x в разнообразные корпуса – от небольших 40-выводных корпусов, рассчитанных на кристалл размером 6х6 мм, до 80-выводных корпусов типа LQFP.
Чтобы начать работу с микроконвертором ADuC702x, достаточно обратиться к его техническому описанию, доступному на сайте www.analog.com. Программатор не нужен. Микросхема подключается к com-порту компьютера через преобразователь TTL-уровня <-> RS-232, например ADM3202. Программу для загрузки микрокнвертора на базе ядра ARM – ARMWSD (Windows serial downloader for ARM based MicroConverter) – можно скачать с сайта фирмы Analog Devices по адресу ftp://ftp.analog.com/pub/MicroConverter/WSD/armwsd/. На веб-сайте фирмы Analog Devices имеется руководство по применению (application note), в котором описывается протокол загрузки микроконверторов: http://www.analog.com/UploadedFiles/Application_Notes/366527653266198873AN724_0.pdf.
Что касается загрузки через JTAG-интерфейс, сейчас поддержку процессоров ADuC702x могут обеспечить фирмы Keil и IAR. Программное обеспечение фирмы Keil можно загрузить с сайта ftp://ftp.analog.com/pub/MicroConverter/ADuC_Beta702xV04/Keil/, программное обеспечение фирмы IAR – с сайта ftp://ftp.analog.com/pub/MicroConverter/ADuC_Beta702xV04/IAR/. Программа, предназначенная для работы с программируемой логической матрицей, доступна бесплатно на сайте ftp://ftp.analog.com/pub/MicroConverter/ARM%20Tools/PLA%20Tool/.
Этого для начала, по-видимому, достаточно. Но для более серьезной работы все же понадобится JTAG-эмулятор. На сегодня имеется два JTAG-эмулятора: фирмы Keil (ULINK) и фирмы IAR (JLINK). JTAG-эмулятор ULINK входит в набор системы проектирования (ADuC702x development system). Покупка этого набора – наиболее эффективное решение для инженера, желающего, не теряя времени, начать активную работу с процессором семейства ADuC702x.
Чтобы эта публикация имела прикладной характер, предлагаем вниманию читателей перевод руководства по применению
AN-724. Протокол последовательной загрузки микроконвертора ADuC702x будет рассмотрен в следующем номере журнала.
Основные особенности микроконверторов ADuC702x:
· микроконтроллерное ядро ARM7TDMI с 16/32-разрядной RISC архитектурой на частоту 45 МГц;
· встроенный порт JTAG, обеспечивающий загрузку кода и отладку.
Память:
· 62 Кбайт флэш/ЭСРПЗУ (31Кх16 бит);
· 8-Кбайт СОЗУ(2Кх32 бит);
· длительность хранения данных – 20 лет, рабочий ресурс – более 103 циклов;
· внутрисхемная загрузка, отладка с помощью UART или JTAG-портов;
· возможность блокировки доступа.
Аналоговые входы/выходы:
· многоканальный (до 16 каналов) 12-бит АЦП с частотой преобразования 1 MSPS, полностью дифференциальным и однополярным режимами, диапазоном входного сигнала от 0 до VREF;
· 12-бит ЦАП с выходом по напряжению (до четырех выходов);
· встроенный источник опорного напряжения с ТКН 2·10-5/°C;
· встроенный датчик температуры с точностью ±3°C;
· встроенный компаратор.
Периферия:
· UART, два последовательных I2C порта ввода/вывода и SPI*;
· до 40 выводов общего назначения (GPIO);
· четыре таймера общего назначения;
· схема сброса при включении и сторожевой таймер;
· монитор источника питания;
· трехфазный 16-бит ШИМ-генератор*;
· программируемая логическая матрица (ПЛМ);
· встроенный генератор тактовых сигналов с подстройкой (±3%);
· система ФАПЧ до 45 МГц с программируемым делителем;
· внешний кварцевый резонатор;
· внешний источник тактовых импульсов.
Питание:
· напряжение питания 3 В;
· ток потребления в активном режиме 3 мА (на частоте 1 МГц) и 50 мА (на частоте 45 МГц).
Корпус и температурный диапазон:
· корпуса от 40-выводного LFCSP (6x6 мм) до 80-выводного LQFP*;
· рабочий диапазон -40–85°C.
*Корпуса, наличие ШИМ, GPIO и число аналоговых входов/выходов зависят от конкретной модели микросхемы.
Отзывы читателей
