Atmel ARMベースのプロセッサ

Atmel ARMベースのプロセッサは、 Microchip Technology（旧Atmel ）製のマイクロコントローラおよびマイクロプロセッサ 集積回路であり、さまざまな32ビットARMプロセッサコアをベースにしており、社内で設計された周辺機器とツールサポートを備えています。^[1]

ARM は、一連の 32 ビット プロセッサのコア設計のライセンスを供与しています。ARM は完全なシリコン製品を製造しておらず、知的財産 (IP) のみを製造しています。ARMプロセッサはRISC (縮小命令セット コンピューティング)です。これは、後に RISC アーキテクチャを採用した Microchip の AVR 8 ビット製品に似ています。AVR アーキテクチャではハーバード アーキテクチャのみを使用していましたが、ARM コアの中にはハーバード (Cortex-M3) のものやフォン ノイマン アーキテクチャ(ARM7TDMI) のものなどがあります。

Microchip などの半導体企業は、一貫した命令セットとレジスタ名を使用する ARM コアを採用し、ADC (アナログ - デジタル コンバータ)、クロック管理、USART、SPI、I2C、CAN、LIN、USB、イーサネット、LCD、カメラ、タッチ コントローラなどのシリアル通信などの周辺回路を追加します。Microchip は、CPU コアの電源を入れなくても (スリープ ウォーキング) 独立して動作できる、消費電力が非常に少ない高度な周辺機器と電源管理を採用する努力をしました。また、外部インターフェイスとメモリ間の DMA も提供し、プロセッサの介入を最小限に抑えてデータ スループットを向上させました。

Microchip 社は、内部フラッシュ メモリを持つ MCU (マイクロコントローラ ユニット) と外部メモリを使用する MPU (マイクロプロセッサ ユニット) の両方を販売しています。チップ自体に加えて、Microchip 社は、自社 Web サイトおよびDigi-key、Farnell、Ineltek、Arrow、Avnet、Future Electronics、Mouserなどの流通チャネルを通じてデモ ボードを提供しています。

Microchip の ARM ベース製品の中には、スマートグリッド エネルギー メーターで使用される SAM4CP など、 特定のアプリケーション向けのものもあります。

• 1995年 ARM ARM7TDMI「Thumb」コアライセンス契約に署名（ARMv4Tフォン・ノイマン・アーキテクチャ）（AtmelがMCUにしたMPUコア）
  • AT91M40800 (1998)
  • AT91M42800A
  • AT91M55800A
  • AT91R40008
  • AT91FR40162 (2002)
  • SAM7S/SE
  • SAM7X/XC
  • サム7L
• 1995年 ARM920T/ARM9TDMI (MPU) コアライセンス契約を締結 (ARMv4T フォン・ノイマン・アーキテクチャ)
  • AT91RM9200 (2003)
• 2000年 ARM926EJ/ARM9E (MPU) コアライセンス契約を締結 (ARMv5 アーキテクチャ)
  • AT91SAM9260 (2006)
  • AT91SAM9263 (2007)
  • サム9XE (2008)
  • SAM9N/CN、
  • サム9R (2009)
  • サム9G (2009)
  • サム9M (2010)
  • SAM9X（2020）^[2]
• 2004 ARM1176JZ-S コア ライセンス契約に署名 (Atmel 部品では使用されません)
• 2008年ARMホールディングスとCortexのライセンス契約を締結。^[3]
  • Cortex-M3 (MCU) (ARMv7-M ハーバード アーキテクチャ)
    • サム3U（2009）^[4]
    • SAM3S（2009）^[5]
    • サムスン（2010）^[6]
    • SAM3A（2012）^[7]
    • サムスンX（2012）^[7]
  • Cortex-M4 (MCU) (ARMv7E-M ハーバード アーキテクチャ)
    • SAM4S（2011）^[8]
    • SAM4L（2012）^[9]
    • SAM4E（2013）シリーズはARM Cortex-M4Fをベースにしており、FPU（浮動小数点ユニット）を搭載した最初のAtmel MCUです。^[10]
    • サム4N (2013)
    • SAM4C (2014) デュアルコア^[11]
    • ARM Cortex-M4FをベースにしたSAM G51/53（2014年）。^[12]
    • ARM Cortex-M4FをベースにしたSAM G54/55（2015年）。^[13]
  • Cortex-A5 (MPU) (ARMv7-A アーキテクチャ)
    • SAMA5D3シリーズ（2013年）AtmelはARM Cortex-A5をベースにしたSAMA5D3シリーズを発表しました。これはCortex-A5コアを搭載した最初のAtmelチップです。^[3]
    • SAMA5D4（2014）^[14]
    • SAMA5D2シリーズ（2015年）^[15]
  • Cortex-A7 (MPU) (ARMv7-A アーキテクチャ)
    • SAMA7G5（2022）^[16]
  • SAM D20 (2013) (ARMv6-Mアーキテクチャ)のCortex-M0+ (MCU) – 2013年6月、AtmelはARM Cortex-M0+をベースにしたSAMD20シリーズを発表しました。^[17]
  • Cortex-M7 (MCU) (ARMv7-M アーキテクチャ)
    • SAMS70シリーズ（2015年）AtmelはARM Cortex-M7をベースにしたSAM S70シリーズを発表しました。^[18]
    • SAME70シリーズ（2015年）AtmelはARM Cortex-M7をベースにしたSAM S70シリーズを発表しました。^[18]
    • SAMV70シリーズ（2015年）アトメルはARM Cortex-M7をベースにしたSAM S70シリーズを発表しました。これはCortex-M7コアを搭載した最初のアトメルの車載グレードチップです。^[19]

マイクロコントローラには、従来の内部レジスタとRAMに加えて、内部プログラム メモリがあります。Microchip ARM MCU は、わずか 14 ピンの SAM D10 シリーズから、144 ピンの SAM S70 および SAM E70 製品まで多岐にわたります。

SAM4S、SAM4N、SAM3S、SAM3N、SAM7S（64ピン）ファミリは、USBデバイスを除いてピン互換のICフットプリントを持っていますが、電圧レベルの互換性はありません。^[20]

Atmel Cファミリは2015年5月に発売されました。^[21] Cortex-M0+をベースに、SAM DおよびSAM Lシリーズとピンおよびコードの互換性があり、^[21]広い動作電圧範囲（2.7～5.5V）、CANバス、最大12個のDMAコントローラチャネルを備えています。

Microchip社のSAM D (ATSAMD) ^[22]ファミリーは、4つの異なるサブシリーズ (SAM D10、SAM D11、SAM D20、SAM D21) で構成されています。これらのデバイスはすべてARM Cortex-M0+プロセッサをベースにしており、異なるピン、メモリ、機能の組み合わせを提供しています。これらのデバイスはピンとコードの互換性があり、イベントシステムや再構成可能な多重化シリアル通信ポート用のSERCOMモジュールなどの周辺機器を共有しています。^[23] このマイクロコントローラファミリーは、 Arduino Zero (ATSAMD21G18)、^{[24] [25]} Sparkfun SAMD21 Mini Breakout (ATSAMD21G18)、^[26] Seeed Studio XIAO SAMD21 (ATSAMD21G18) など、さまざまな趣味用開発ボードで使用されています。^[27]

SAM D5X/E5X および SAM D51 は、32 ビット Cortex-M4F を搭載しています。

2009 年、Atmel はSAM7 マイクロコントローラ製品のハイエンド進化版として、 ARM Cortex-M3プロセッサをベースにしたフラッシュ ベース マイクロコントローラの ATSAM3U 製品ラインを発表しました。最高クロック速度は 100 MHz の範囲で、フラッシュ サイズもさまざまです。2009 年夏、これらの部品はまだサンプル出荷中で、開発ボードは最近リリースされました。

2009 年 12 月に、ATSAM3S 製品ラインが発表されました。この製品ラインには、低消費電力動作と部品コスト削減のためのさまざまな機能強化が採用されています。

市場ウォッチャーは、これらの Cortex-M3 製品が Atmel のAVR32 UC3A 製品の競合製品であると指摘しています。どちらも、ほぼ同じ周辺機器やその他のハードウェア技術、フラッシュベース、同様のクロック速度、高密度の 16/32 ビット RISC 命令セットを備えたマイクロコントローラです。

• サム3A
• サム3N
• SAM3S – 消費電力を削減
• SAM3U – 高速USB
• SAM3X – Arduino DueボードはAtmel SAM3X8Eマイクロコントローラを使用しています^[28]

ATSAM4 はARM Cortex-M4コアをベースにしています。SAM4E には FPU (浮動小数点ユニット) が含まれています。SAM4C にはデュアルコアARM Cortex-M4 (FPU 付きのコア 1 つ) が含まれています。

2017年8月1日、ATSAMD5xおよびATSAME5xファミリーが発表されました。これは、SAME5xシリーズに低消費電力動作とより多くの周辺機器、イーサネット、CANBUS-FDのためのいくつかの機能強化を特徴としています。[1] 2019-11-06にWayback Machineでアーカイブされました。

• SAM4C – FPUを含むARM Cortex-M4/M4Fデュアルコア
• SAM4E18-16シリーズ – FPUを含むARM Cortex-M4Fコア
• SAM4L – ARM Cortex-M4 コア
• SAM4N – ARM Cortex-M4 コア、SAM4S、SAM3S、SAM3N、SAM7S デバイスとのピン互換
• SAM4S – ARM Cortex-M4 コア
• SAMG5x – FPU を含む ARM Cortex-M4F コア、120 MHz CPU 速度の ATSAMG55。
• SAMD5x - 最新の ARM Cortex-M4F コア。対称 (AES) および非対称 (ECC) 暗号化、公開キー交換サポート (PUKCC)、TRNG、SHA ベースのメモリ整合性チェッカーなどの FPU および統合セキュリティを搭載。
• SAME5x - D5x に加えて、イーサネット MAC および CAN-FD ネットワーク周辺機器も同様です。SA​​MD5x-E5x シリーズはどちらも、ATSAMD2x および ATSAMC2x M0+ シリーズの UART、I2C、SPI などのタイマーや Sercom などの多くの同様の周辺機器を統合しているため、M4F コア MCU へのアップグレードが容易になります。

これらはARM Cortex-M7コアをベースにしています。

• SAMS70 – 汎用高性能MCU
• SAME70 – コネクティビティ高性能MCU
• SAMV70、SAMV71 – 車載用高性能MCU

ARM7TDMIコアをベースにした AT91 フラッシュ ベースのマイクロコントローラにはさまざまな種類があります。これらのチップは最高クロック速度が 60 MHz の範囲にあり、さまざまなフラッシュ サイズと周辺機器セットが付属しています。

• SAM7L – 低消費電力動作
• SAM7S – USB およびその他の周辺機器。SAM7S 64 ピン チップは、SAM4S、SAM4N、SAM3S、SAM3N ファミリと互換性があります。
• SAM7SE – USB、外部メモリのサポート、その他の周辺機器
• SAM7X – イーサネット、USB、CAN、その他の周辺機器
• SAM7XC - AT91SAM7X チップへの暗号化拡張機能 (特に AES サポート)

AT91SAM9XE フラッシュ ベース マイクロコントローラは、ARM926ej-s コアをベースにしています。最高クロック速度は 200 ～ 400 MHz の範囲で、さまざまなフラッシュ サイズが用意されています。フラッシュ搭載の AT91SAM9260 チップに似ています。

Microchip 社は、大成功を収めた AT91RM9200 プロセッサの後継として、初めて幅広い市場向けに AT91SAM9 プロセッサ (ARM926ej-s コア、ARMv5TEJ アーキテクチャを使用) を発表しました。これらのプロセッサは、消費電力が少なく、より新しく強力な ARM コアを組み込み、さまざまな周辺機器セットを備えたさまざまなチップを提供することで、前身のプロセッサよりも改善されています。ほとんどのプロセッサは最大約 200 MHz でクロックされますが、その 2 倍の速度で動作するものもあります。プロセッサには次のものがあります。

• サム9G25
• サム9G45
• サム9X35
• SAM9XE512
• SAM9260

このシリーズはARM Cortex-A5コアをベースにしている。^{[3] [29]}

サマ5D2

• SAMA5D2 – 10/100 イーサネット、CAN、LCD、ClassD オーディオ、QSPI、USB HSIC、Raw Bayer イメージ センサー インターフェイス、LPDDR3/LPDDR2/LPDDR/DDR2、最大 10 UART

サマ5D3

• SAMA5D31 – 10/100 イーサネット、LCD
• SAMA5D33 – ギガビット イーサネット、LCD
• SAMA5D34 – ギガビットイーサネット、LCD、デュアルCAN
• SAMA5D35 – LCD なし、デュアル CAN、ギガビット イーサネット 1 基 + 10/100 イーサネット 1 基
• SAMA5D36 – LCD、デュアル CAN、ギガビット イーサネット 1 基 + 10/100 イーサネット 1 基

サマ5D4

• SAMA5D4 – 528 MHz (840 DMIPS)、ネオン、128 KB L2 キャッシュ、ビデオ デコーダ、LCD、イーサネット

• サム4C/CM

正式

• 84 MHz Atmel ATSAM3X8E ( ARM Cortex-M3コア)を搭載した Arduino Due 。
• 48 MHz Atmel ATSAMD21G18 ( ARM Cortex-M0+コア) を搭載した Arduino Zero。
• 48 MHz Atmel ATSAMW25 ( ARM Cortex-M0+コア) を搭載した Arduino MKR1000。

シールド対応

• 400 MHz Atmel AT91SAM9G20 ( ARM926EJ-Sコア)を搭載したシールド互換の Rascal 。

• Xplained プロ
• 説明
• サム W21
• サマ5

統合開発環境:

ウィンドウズ

• Microchip - AVR および SAM デバイス用の MPLAB および Microchip Studio (旧 Atmel Studio 7)
• IAR – ARM 向け組み込みワークベンチ
• Crossware – ARM 向け開発スイート

リナックス

• ビルドルート^[30]
• オープンエンベデッド^[31]
• メタアトメル Yocto 準拠レイヤー^[32]

• アトメルICE
• JTAG-ICE
• セガー J-Link
• クロスウェア ジャガー

すべての ARM チップに関するドキュメントの量は、特に初心者にとっては気が遠くなるほどで​​す。過去数十年間のマイクロコントローラに関するドキュメントは、1 つのドキュメントに簡単にまとめることができますが、チップが進化するにつれて、ドキュメントも増えてきました。すべての ARM チップに関するドキュメント全体を把握するのは特に困難です。これは、IC メーカー ( Microchipなど) のドキュメントと CPU コア ベンダー ( ARM Holdings ) のドキュメントが混在しているためです。

一般的なトップダウンのドキュメント ツリーは、製造元の Web サイト、製造元のマーケティング スライド、正確な物理チップの製造元のデータシート、物理チップ ファミリの一般的な周辺機器と側面を説明する製造元の詳細なリファレンス マニュアル、ARM コアの汎用ユーザー ガイド、ARM コアのテクニカル リファレンス マニュアル、命令セットを説明する ARM アーキテクチャ リファレンス マニュアルです。

ドキュメントツリー（上から下へ）

1. Microchip マイクロコントローラおよびマイクロプロセッサの Web サイト
2. Microchip ARMシリーズのマーケティングスライド
3. Microchip ARMチップデータシート
4. ARMコアのウェブサイト
5. ARM コアの一般ユーザーガイド
6. ARM コア技術リファレンスマニュアル
7. ARM アーキテクチャ リファレンス マニュアル

Microchip には、評価ボードのユーザー マニュアル、アプリケーション ノート、入門ガイド、ソフトウェア ライブラリ ドキュメント、正誤表などの追加ドキュメントがあります。公式の Microchip および ARM ドキュメントへのリンクについては、外部リンク セクションを参照してください。

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• マイクロコントローラ、一般的なマイクロコントローラのリスト
• 組み込みシステム、シングルボードマイクロコントローラ
• 割り込み、割り込みハンドラ、リアルタイムオペレーティングシステムの比較
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マイクロコントローラ、デジタル信号コントローラ、マイクロプロセッサの公式文書

• 公式サイト

ARM公式文書

他の

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