[7] [Smart IoT] W walce o wydajność – układy z Cortex-M7

Układy z Cortex-M7 są stosowane wszędzie tam, gdzie wymagana jest duża wydajność mikrokontrolera, większa niż zapewniana przez Cortex-M0+, m.in. w bramach komunikacyjnych, translatorach protokołów, centralkach systemów zarządzania. Do tego typu produktów Atmel rekomenduje stosowanie nowych, bardzo wydajnych serii SAM S70 oraz SAM E70, pracującej w oparciu o Cortex-M7. Odpowiednikiem tych platform, dedykowanym na rynek automotive są rodziny SAM V70 oraz SAM V71.

Rys. 1. Podział mikrokontrolerów ze względu na wydajność rdzeni

Cortex-M7 dołącza do innych rdzeni od ARM, zastosowanych przez Atmel w swoich mikrokontrolerach. Układy pracują z częstotliwością 300MHz osiągają wynik 1500 CoreMarks. Dostępne jest DSP oraz double precision FPU (Floating Point Unit).

Rys. 2. Schemat blokowy serii SAME70/S70

Poniższy diagram prezentuje blokowa budowę serii SAM E70. Układy z SAM S70 mają bardzo zbliżoną budowę, brakuje tam jedynie bloków z CAN oraz Ethernet.

Rys. 3. Budowa serii SAM E70

Jak widać dostępna jest wbudowana pamięć flash, do 2 MBytes. Dostępne są także interfejsy QSPI (Quad SPI), gdzie podłączona może być zewnętrzna, dodatkowa pamięć flash. A także EBI 16-bit (External Bus Interface), z wbudowanymi Static Memory Controller oraz SDR-SDRAM Controller. Zaimplementowano także pamięć ROM, gdzie znajduje się bootloader SAM-BA (SAM Bootloader Assistant), który daje możliwość przeprogramowania pamięci flash z wykorzystaniem interfejsu UART lub USB. Dostępne jest także 1kB pamięci backup SRAM.

W normalnym trybie pracy pamięć ta zasilana jest z VDDCORE, w trybie backup zasilanie przełączane jest automatycznie na  VDDIO.

Rozbudowana pamięć SRAM

Programista ma także do dyspozycji do 384kB pamięci SRAM. Ten fragment architektury został bardzo rozbudowany. Z pamięci tej korzystać może zarówno system jak i interfejs TCM (Tightly Coupled Memory), co pozwala na wykonywanie kodu deterministycznego oraz szybką obróbkę danych. Kod z TCM wykonywany jest z pełną szybkością 300MHz. Pamięć SRAM ma wyprowadzone cztery interfejsy, dwa dedykowane dla rdzenia Cortex-M7 oraz dwa dostępne poprzez AHB Bus Matrix, gdzie podłączyć się mogą peryferia. Taka budowa ma optymalizować przepustowość oraz minimalizować opóźnienia.

Rys. 4. Budowa pamięci SRAM