Zaczynamy! Oto pierwszy z cyklu artykułów otwierającego projekt edukacyjny „Zostań Liderem Technologii Smart IoT” opracowany przez firmy Atmel i JM elektronik.

SAM D20

Rys. 1. Schemat mikrokontrolerów SAM D20

SAM D20 to oznaczenie podstawowej rodziny Atmel, spośród tych pracujących w oparciu o Cortex-M0+. Powstała na bazie wieloletnich doświadczeń firmy Atmel zgromadzonych na polu prac przy mikrokontrolerach Atmel AVR oraz innych rodzin z rdzeniem ARM. Układy pracują z maksymalną częstotliwością taktowania na poziomie 48 MHz. Maja zaimplementowany, doskonale znany z rodziny AVR, system event’ów. Umożliwia on obsługę wybranych zdarzeń bez zaangażowania rdzenia mikrokontrolera, zarówno w trybie aktywnym jak i w stanach uśpienia. Nowa rodzina charakteryzuje się bardzo dobrymi parametrami niskiego poboru energii. W trybie aktywnej pracy układy pobierają prąd rzędu 70 µA/MHz. W trybie uśpienia jest to tylko około 2 µA (z podtrzymaniem pamięci SRAM).

Programowalne interfejsy

Wszystkie układy serii SAM D20 mają zaimplementowane do sześciu modułów SERCOM (ang. Serial Communication Interface), z których każdy może być programowo skonfigurowany jako interfejs I2C, SPI lub UART. Możliwość taka daje projektantowi dużą swobodę podczas doboru mikrokontrolera do aplikacji nad którą pracuje. Projektant nie musi już wertować specyfikacji mikrokontrolerów szukając takiego, który ma określona ilość np. UART i SPI. Dodatkowo takie rozwiązanie pozwala na zastosowanie jednego mikrokontrolera w kilku aplikacjach, w których wymagane są różne interfejsy komunikacyjne, w różnych konfiguracjach. I wreszcie moduł ten pomaga podczas projektu samej płytki PCB. W wielu przypadkach prowadzone ścieżki mogą być krótsze, przez co transmisja bardziej odporna na zakłócenia. Interfejs I2C może pracować z szybkością do 400kHz. Moduł komunikacji szeregowej połączony jest z systemem event’ów, co umożliwia współdziałanie peryferii bez udziału samego CPU. 

W mikrokontrolerach rodziny SAM D20  dostępnych jest kilka źródeł taktowania: wewnętrzny 48MHz (DFLL48M), 8MHz (OSC8M), 32kHz (OSCULP32K – low power), 32.768kHz (OSC32K) oraz zewnętrzne 400kHz – 32MHz (XOSC), 32.768kHz (XOSC32K). Każdy z nich może zostać użyty jako źródło taktowania do głównego zegara systemowego. Wybrane peryferia mogą pracować z różną szybkością, co pozwala zredukować zużycie energii całej aplikacji.

Zarządzanie energią

Atmel wyposażył swoje układy w system Power Manager, pozwalający wprowadzić układ w jeden z dwóch stanów uśpienia. Pierwszy z nich Standby Mode wspiera SleepWalking, który to umożliwia aktywowanie wybranych peryferii na podstawie event’ów, nawet wtedy, gdy zegar tych peryferii jest zatrzymany. Zaimplementowany Event System wspiera również pracę asynchroniczną pozwalającą na odbiór, wysłanie event’u nawet w trybie standby. 

Qtouch

W nowej rodzinie zaimplementowano także sprzętowy moduł przycisków pojemnościowych Qtouch. Umożliwia on budowę interfejsu użytkownika złożonego z przycisków, kółek czy sliderów lub czujnika zbliżeniowego. Moduł ten powstał na podstawie wieloletnich doświadczeń producenta w dziedzinie interfejsów pojemnościowych i zaimplementowano w nim szereg mechanizmów, które w wyniku tych doświadczeń powstały.  

Tabela 1 zawiera z wybrane parametry nowej rodziny. Jak można zauważyć, układy oferowane są w trzech wielkościach obudowy oraz dostępne są w przedziale pomiędzy 16KB a 256KB flash.

Tabela 1

Fot. 2. Zestaw ewaluacyjny ATSAMD20-XPRO

Wraz z pojawieniem się nowego produktu, w sprzedaży znalazł się zestaw ewaluacyjny ATSAMD20-XPRO, umożliwiający pierwsze prace z nowymi mikrokontrolerami. Nowa rodzina wspierana jest także przez Atmel Studio 6 oraz Atmel Software Framework (ASF).

Glen Nilsen omawia szczegółowo układy rodziny SAM D20 w filmie:

Cykl edukacyjny „Lider Technologii Smart IoT” JM elektronik z Atmelem

Z pomocą specjalistów producenta – firmy Atmel – oraz oficjalnego dystrybutora Atmel na Polskę –JM elektronik – można stać się ekspertem technologii inteligentnych, tak szybko rozpowszechniających się obecnie na rynku elektroniki. Cykl artykułów, webinariów i warsztatów pokaże bogactwo układów opartych o rdzeń Cortex-M0+ oraz Cortex-M7, dedykowanych dla rynku tzw. Internetu Rzeczy, czyli Internet Of Things (IoT).

Cykl rozpoczynają artykuły poświęcone poszczególnym układom, które będąpublikowane zgodnie z harmonogramem. A następnie będą przyjmowane zgłoszenia na webinaria i warsztaty praktyczne, podczas których „na żywo” będzie można poznać zastosowanie popularnych modułów.

Cykl „Lider Technologii Smart IoT” rozpoczyna szereg publikacji:

• podstawowa rodzina Cortex-M0+: SAMD20 (artykuł niniejszy),
• Cortex-M0+ z interfejsem USB: SAMD21,
• Cortex-M0+ z małych obudowach: SAMD/10/11,
• najbardziej energooszczędny Cortex-M0+ na rynku: SAML21,
• 5V Cortex-M0+ z CAN : SAMC20/C21,
• wybrane peryferia Cortex-M0+: komunikacja bezprzewodowa, przyciski pojemnościowe, LCD,
• platforma Cortex-M7 – wprowadzenie,
• wybrane peryferia Cortex-M7.

Osoby zainteresowane śledzeniem kolejnych artykułów edukacyjnych oraz następujących po nich webinariów proszone są o zgłoszenie się do listy subskrypcyjnej cyklu pod adres marketing@jm.pl z dopiskiem: Cykl edukacyjny „Lider Technologii Smart IoT”