Mikrokontrolery z Cortex-M3 w ofercie Analog Devices – przegląd oferty

Sukces mikrokontrolerów ADuCM360/361 zachęcił firmę Analog Devices do wdrożenia kolejnych mikrokontrolerów wyspecjalizowanych w aplikacjach analogowych, które także wyposażono w rdzenie Cortex-M3. Omówimy je osobno, ponieważ są one konstrukcyjnie i pod względem wyposażenia zorientowane na różne obszary aplikacyjne.

Zaczniemy od mikrokontrolera ADuCM350 (schemat blokowy pokazano na rysunku 4), który został przez producenta pomyślany jako jednoukładowy, zintegrowany system pomiarowy z dużymi możliwościami obróbki sygnałów. Ze względu na ukierunkowanie na realizację zaawansowanych algorytmów obliczeniowych, mikrokontrolery ADuCM350 wyposażono w pamięć Flash o pojemności 384 kB, SRAM ma pojemność 32 kB, dodatkowo użytkownik ma do dyspozycji 16 kB pamięci EEPROM (emulowanej w wydzielonym obszarze Flash). Rdzeń tego mikrokontrolera może być taktowany z częstotliwością do 16 MHz, co pozwala uzyskać prędkość wykonywania programu ok. 20 MIPS.

Rys. 4. Schemat blokowy mikrokontrolera ADuCM350

Najważniejszą siłą mikrokontrolerów ADuCM350 są wbudowane w nie interfejsy analogowe, które zgrupowano w bloku AFE (jego schemat blokowy pokazano na rysunku 5). W torze wejściowym zastosowano m.in. wzmacniacz transimpedancyjny, analogowy filtr dolnoprzepustowy i multiplekser analogowy, sygnał przetworzony w 16-bitowym przetworniku ADC może być poddawany sprzętowej obróbce za pomocą wyspecjalizowanych bloków cyfrowych, wśród których warto zwrócić uwagę na blok pomiaru impedancji (obliczający zarówno jej moduł jak i fazę) oraz blok programowany filtracji pasmowoprzepustowej z decymatorem.

Rys. 5. Schemat blokowy AFE – zespolonego toru ADC/DAC

Głównym elementem toru wyjściowego AFE jest 12-bitowy przetwornik DAC, który może być sterowany z syntezera DDS o konfigurowanych parametrach lub za pośrednictwem rejestru, do którego CPU może wpisywać dowolne dane, co zapewnia mikrokontrolerowi funkcjonalność generatora arbitralnego. Na wyjściu przetwornika zastosowano filtr dolnoprzepustowy oraz wzmacniacz-bufor o programowanym wzmocnieniu.

Sygnały analogowe są krosowane za pomocą wejściowej matrycy połączeniowej. Projektanci mikrokontrolera ADuCM350, chcąc odciążyć CPU od bieżącej obsługi jego pracy MMR, blok AFE wyposażyli w programowalny sekwencer, którego poszczególne kroki są zapisywane w pamięci FIFO. Algorytm działania sekwencera pokazano na rysunku 6.

Rys. 6. Algorytm działania sekwencera autonomicznie zarządzającego pracą AFE