Atmel dla Internet of Things: część V

Seria SAM C pracuje w oparciu o Cortex-M0+ i bazuje na serii SAM D, która to została przedstawiona w pierwszych odcinkach cyklu Smart IoT (do przeczytania tutaj: SAMD20 oraz SAMD21). Najważniejszą różnicą wyróżniającą SAM C jest zakres napięcia pracy, który w przypadku SAM C wynosi od 2.7 do 5.5 V. Daje to możliwość zastosowania tych układów w produktach AGD, oraz w przemyśle, gdzie ciągle stosuje się 5V. Dodatkowo wybrane peryferia zostały udoskonalone o następujące właściwości lub dodano nowe. Podstawowe właściwości rodziny SAM C

• szybszy AC (<50 ns),
• 1 Mbps 10 bit ADC (X2),
• wbudowany oscylator RC 48 MHz,
• dedykowana sekcja pamięci flash RWW do emulacji EEPROM (8/4/2 KB),
• 16 bit Sigma delta ADC,
• RS485 and LIN master w ramach SERCOM,
• sprzętowy moduł dzielenia oraz pierwiastka kwadratowego (DIVAS),
• CAN 2.0 (X2),
• wbudowany czujnik temperatury,
• PTC (Peripheral Touch Controller) ze wsparciem DMA (Direct Memory Access Controller),
• Memory Protection Unit (MPU).

Całą rodzinę SAM C podzielono na dwie serie: SAM C20 oraz SAM C21. Poniższe grafiki obrazują podstawowe właściwości tych dwóch serii. SAMC20 SAMC21 TSENS – czujnik temperatury W ramach całej rodziny SAMC pojawiło się kilka nowych elementów o nowych funkcjonalnościach. Pierwszy z nich to TSENS, czyli wbudowany czujnik temperatury o następujących cechach:

• dokładność +/- 1°C przy 0°C – 60°C +/- 3°C przy -40°C – 85°C +/- 5°C przy -40°C – 105°C
• możliwość wyboru źródła taktowania modułu,
• różne tryby wyzwalania: ręczny, event system, ciągły,
• wsparcie dla Window mode (użyteczne w aplikacjach typu termostat),
• wsparcie dla DMA,
• może generować cztery różne przerwania: Result ready (wynik pomiaru jest gotowy do odczytu), Window monitor (wynik pomiaru odpowiada zdefiniowanym warunkom), Overrun (nowy wynik gotowy, a poprzedni nie został odczytany), Overflow (wynik przekracza dopuszczalną wartość rejestru),
• może pracować w trybie Standby.

DIVAS (Divide and Square Root Accelerator) W wielu aplikacjach sterowania operacja dzielenia jest konieczna do poprawnego działania całego algorytmu. Zarówno operacja dzielenia jak i pierwiastek kwadratowy nie zostały zaimplementowane w samym rdzeniu ARM. W związku z tym Atmel wyposażył układy SAMC w sprzętowy moduł realizujący te operacje. Obsługa jest stosunkowo łatwa, wystarczy skonfigurować jeden rejestr. A przy wykorzystaniu ASF, użycie modułu DIVAS jest dla programisty praktycznie transparentne. Podstawowe cechy modułu DIVAS:

• dzielenie liczb typu Signed oraz Unsigned 32-bit
• pierwiastek kwadratowy z Unsigned 32-bit
• dzielenie liczb 32-bit w 2-16 cyklach
• programowalne Leading Zero Optimization (funkcję tą można wyłączyć i wtedy operacja dzielenia zawsze będzie trwać 16 cykli)
• wynik zawiera iloraz oraz resztę
• wynik zawiera pierwiastek oraz resztę
• status zajętości oraz dzielenia przez zero

SDADC (Sigma-Delta Analog-to-Digital Converter) SAMC21 został wyposażony w trzy kanałowy 16-bit przetwornik sigma delta ADC. Dedykowany jest on do pomiarów, gdzie wymagana jest wysoka rozdzielczość, takich jak czujniki temperatury, zarządzanie ładowaniem baterii, pomiar prądu bocznika. Posiada wbudowany filtr SINC3. Podstawowe cechy modułu SDADC:

• rozdzielczość wyniku do 24-bity
• trzy wejścia różnicowe
• zakres przetwarzania: 0V do VREF
• opcjonalny transfer danych poprzez DMA
• tryb: single, continuous oraz sequencing
• sprzętowa kompensacja błędów (gain, offset, shift)
• funkcja windowing monitor.

CAN Ponieważ rodzina SAMC jest między innymi dedykowana do zastosowań w aplikacjach przemysłowych, nie mogło zabraknąć tutaj interfejsu CAN. Jest on zgodny ze specyfikacją Bosch CAN 2.0 part A,B oraz Bosch CAN FD v1.0. Daje to przepustowości do 1Mbps w CAN 2.0 lub 12Mbps przy CAN-FD. Interfejs pracować może także w trybie uśpienia (oczywiście przy włączonym taktowaniu), a wygenerowane przez niego przerwania może wybudzić mikrokontroler do stanu aktywnego. Moduł CAN posiada wbudowany DMA (Direct Memory Access), który zapewnia przesył danych do/z pamięci RAM. Zawansowany moduł SERCOM (Serial Communication Interface) Jeśli chodzi o moduł SERCOM to posiada on wszystkie cechy, charakterystyczne dla rodzin SAMD. A dodatkowo został wzbogacony o wsparcie dla LIN master (w SAMD jest LIN slave) oraz RS485. IEC 60730 Class B Układy rodziny SAMC, a zwłaszcza serii SAMC20 dedykowane są na rynek AGD, gdzie często wymagana jest zgodność ze standardem IEC 60730 Class B, mówiącym definiującym aspekty niezawodności pracy aplikacji i mikrokontrolera. Atmel dla SAMC20 od Q4’16 będzie dostarczał odpowiednią bibliotekę, która zapewnia odpowiednie testowane wymaganych elementów mikrokontrolera, przez co możliwa jest reakcja w sytuacjach awaryjnych. Takie biblioteki są już dostępne dla rodziny SAMD20. W tej chwili układy SAMC znajdują się w fazie próbkowej. Masowa produkcja planowana jest na styczeń 2016. Dostępny jest już za to zestaw ewaluacyjny SAM C Xplained Pro kit. Cała rodzina SAMC wspierana jest przez bezpłatne środowisko Atmel Studio 6 oraz Atmel Sofware Framework (ASF). Znaleźć tam można setki przykładowych programów, a także sterowniki dla peryferiów. --- Niniejszy cykl został przygotowany przez specjalistów z firmy © JM Elektronik, autoryzowanego dystrybutora firmy Atmel