SAM D11 i D10 to układy bazujące na Cortex-M0+ w małych obudowach i niewielkich rozmiarach pamięci flash. Mają zastosowanie tam, gdzie stosowanie obudów 32-pin i większych często jest mocno nadmiarowe, bądź też niemożliwe, ze względu na ograniczone miejsce. Do tego w wielu aplikacjach 8KB flash jest w zupełności wystarczające. W ramach podrodzin SAM D10 i SAM D11 oferowane są układy w obudowach 14-, 20- i 24- pin, z flash 8-16KB. Pozostałe peryferia w dużej części są tożsame z SAM D20 jeśli chodzi o SAM D10 oraz SAM D21 dla SAM D11.

Zarówno rodzina SAM D20 jak i SAM D21 zostały zaprezentowane w poprzednich publikacjach cyklu, które można znaleźć tu (SAM D20) i tu (SAM D21).

Bogactwo peryferiów

W niewielkich obudowach umieszczono szereg peryferiów i funkcjonalności, dzięki czemu obie podrodziny mogą być bardzo atrakcyjną propozycją dla wielu aplikacji.

Funkcjonalności SAM D10 i SAM D11

• In-system programmable Flash,
• 6 kanałów DMA (Direct Memory Access),
• 6 kanałów system event’ów,
• Programowalny kontroler przerwań,
• Do 22 programowalnych I/O,
• 32-bit real-time clock z kalendarzem,
• Do dwóch 16-bit Timer/Counter, jeden 24-bit Timer/Counters,
• Full-speed USB 2.0 device (SAMD11), nie wymaga zewnętrznego kwarcu,
• Do trzech modułów SERCOM (Serial Communication Modules), gdzie możliwa jest konfiguracja jako: USART, UART, SPI, I2C (do 3.4 MHz), SMBus, PMBus, LIN slave,
• Do dziesięciu kanałów 12-bit ADC, 350ksps,
• 10-bit 350ksps DAC,
• Dwa komparatory analogowe z trybem window,
• Peripheral Touch Controller, mogący obsłużyć do 72 przycisków, slider’y, kółka, z funkcją wykrywania zbliżenia ręki,
• 2-pinowy interfejs SWD (Serial Wire Debug) umożliwiający zarówno debugowanie jak i programowanie.

Łatwa migracja

Jeśli chodzi o napisany kod, układy są kompatybilne z wcześniej prezentowanymi SAM D20 i SAM D21. Umożliwia to migrację od 14-pin do 64-pin oraz 8KB do 256KB flash.

Rys. 1. Podstawowe cechy układów z grupy SAM D z Cortex-M0+

Przetworniki ADC

W tak niewielkich obudowach, wbrew pozorom, kryje się wiele ciekawych funkcjonalności. Podobnie jak w przypadku SAM D21 wykorzystano tutaj mocno rozbudowane przetworniki ADC. Ich najważniejsze parametry to:

• rozdzielczość: 8-, 10- lub 12-bit,
• do 350,000 próbek na sekundę (350ksps),
• wejścia różnicowe lub pojedyncze,
• 5 wejść typu internal:
• Bandgap,
• Temperature sensor,
• DAC,
• Scaled core supply,
• Scaled I/O supply,
• wzmocnienie: 1/2x do 16x,
• możliwość uruchomienia działania ADC ze zdefiniowanego event’u,
• opcjonalny transfer danych z wykorzystaniem DMA,
• sprzętowa kompensacja wzmocnienia i przesunięcia,
• funkcja uśredniania (averaging), oversampling’u.                                                                                                                                 

Full Speed USB

W SAM D11 można skorzystać z skorzystać z full speed USB. Dodatkowo, nie trzeba montować zewnętrznego kwarcu. Interfejs wykorzystuje wbudowany oscylator RC. Taka opcja znacznie obniża koszt oraz oszczędza miejsce na płytce PCB.

Rys. 2. Przykład najprostszej implementacji podłączenia interfejsu USB oraz zasilania układu z tegoż interfejsu

Rodzinę SAM D10 oraz SAM D11 charakteryzują bardzo niewielkie obudowy oraz maksymalne wykorzystanie dostępnych pinów, dlatego też układ potrzebuje tylko dwóch wyprowadzeń do zasilania mikrokontrolera. Nawet pin RESET może być skonfigurowany, aby pracował jako standardowy GPIO.

Rys. 3. Wyprowadzenia mikrokontrolerów SAM D10 i SAM D11

Podobnie jak pozostałe układu z Cortex-M0+, to również SAM D10/11 ma zaimplementowany sprzętowy moduł obsługi przycisków pojemnościowych (PTC – Peripheral Touch Controller). Zostanie on dokładnie opisany w jednej z kolejnych części cyklu. PTC, w połączeniu z niewielką obudową, niska ceną oraz bardzo bogatymi peryferiami otwiera przed układami SAM D10/11 wiele możliwości i zastosowań, jak np. różnego rodzaju klawiatury, przyciski dotykowe, akcesoria USB, czujniki.  

Tabela 1. Podstawowe funkcjonalności rodziny SAM D10/D11 z podziałem na obudowy

Wsparcie i dostępność

Zarówno SAM D10 jak i SAM D11 wspierane są oczywiście przez Atmel Studio 6 oraz Atmel Sofware Framework (ASF). Znaleźć tam można setki przykładowych programów, a także sterowniki i narzędzia: http://asf.atmel.com/docs/latest/

Układy są już w masowej produkcji, oferowane w bardzo atrakcyjnych cenach. Aby ułatwić rozpoczęcie prac Atmel oferuje dwa zestawy: SAM D11 Xplained Pro i SAM D10 Xplained Mini.

Rys. 4. Zestaw ewaluacyjny SAM D11 Xplained Pro

Rys. 5. Zestaw ewaluacyjny SAM D11 Xplained Mini

Film instruktażowy ułatwi rozpoczęcie pracy z SAM D10  z wykorzystaniem interfejsu UART:

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

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 są publikowane zgodnie z harmonogramem. Następnie będą przyjmowane zgłoszenia na webinaria i warsztaty praktyczne, podczas których „na żywo” będzie można poznać zastosowanie popularnych modułów.

Cykl „Lider Technologii Smart IoT” w dalszym ciągu obejmie następujące publikacje:

• najbardziej energooszczędny Cortex-M0+ na rynku: SAM L21,
• 5V Cortex-M0+ z CAN : SAM C20/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”. Pod tym adresem można uzyskać również więcej informacji o ofercie Atmela dedykowanej na rynek IoT.

Niniejszy cykl został przygotowany przez specjalistów z firmy JM elektronik, autoryzowanego dystrybutora firmy Atmel.