高集成度闪存微控制器改善阻抗匹配并降低功耗

爱特梅尔公司(Atmel  Corporation)宣布推出SAM3S产品系列，包括18种通用的基于Cortex®-M3之閃存控制器，这些器件能够改善阻抗匹配、简化PCB设计，并可在1MHz工作频率下节省功率50%，功耗仅2.3mW。而在64MHz的最高工作频率下，该器件的功耗为1.45mW/MHz。SAM3S系列的开发灵感来自畅销的基于ARM7TDMI® 的SAM7S系列，这些微控制器可让SAM7S客户保留原有的硬件和软件投资，将设计移植到性能提升50%而且功能丰富的微控制器上。爱持梅尔的SAM3S系列亦扩大了应用机会，包括消费品、工业控制、仪表、玩具、医疗、测试和测量、802.15.4无线联网、PC、蜂窝电话和游戏外设等。

SAM3S是爱特梅尔基于高性能32位ARM Cortex-M3 RISC处理器之闪存微控制器系列的成员，提供系统控制、传感器接口、64k至256 kByte闪存选项、一个可选外部并行总线接口、连接能力和用户接口支持等处理能力和功能。其它功能包括：内存信号端接电阻(On-Die Termination, ODT)、USB设备、SDIO、并行PIO信号捕获、12位ADC和DAC、4个UART、双12C、12S、定时器、独一无二的芯片ID，以及功率和重置管理。SAM3S的电源电压范围为1.62V至3.6V，提供从48脚QFP和QFN到100脚QFP和BGA的封装选择。

简化PCB设计的内存信号端接电阻 (ODT) –– 端接电阻通常在外部添加，用于改善传输线中的阻抗匹配并避免信号反射，避免数据传输错误带来劣化系统EMI性能的峰值电流。ODT将端接电阻集成在半导体芯片内，而不是在印刷线路板上。SAM3S的输出端集成了多个典型值为35欧姆的电阻，能够降低材料清单(BOM)成本、节省空间，并为PCB设计带来便利。

在工作频率降低时优化功率 –– 爱特梅尔采取以下步骤，最大限度地降低SAM3U器件在频率在10MHz或以下的工作模式的动态功耗，预计可将在1MHz下的功耗降低50%。

1 电源电压范围从1.62V扩展到3.0V
2 读取周期结束之后，自动将闪存的感测放大器置于睡眠状态
3 闪存能够以x64模式 (而不是x128模式)读取，且不影响性能
4 自适应稳压器能够将电流消耗量作为电流吸收的函数来进行调节，无需任何软件处理。

并行IO捕获模式 –– SAM3S是首个在PIO和DMA上支持并行数据捕获模式的ARM微控制器。在PIO上的并行数据捕获模式与外部总线接口相辅相成，收集来自不兼容标准存储器读取协议的外部设备 (如低成本图像传感器) 的数据。读取控制信号和时钟均为用户可编程的，通过使用DAM卸载CPU任务，将数据传输给存储器。目前，保安市场的发展方向是在PIR传感器内集成相机功能，而通过实现并行PIO捕获模式与图像传感器的连接，使得SAM3S成为用于下一代PIR相机的理想的低成本微控制器。

改善安全性和保安功能 –– SAM3S能够显着提升安全性和保安功能。存储器保护单元(MPU)能够确保代码的安全，并保护多应用/任务的执行。带有DMA的硬件CRC则在后台检查存储器的完整性，并在数据损坏时触发中断。另外，ECC可检测并纠正嵌入闪存的单比特位故障，一个128位独有ID和加扰外部总线接口保证了外部软件的机密性，而安全位也保证了内部软件的机密性。器件更设有一项机制，可以检测时钟故障并自动接通内部RC振荡器，同时在已定义的状态中配置PWM输出。

SAM3S和SAM7S微处理器引脚兼容 –– SAM3S系列产品是爱特梅尔最畅销之ARM®閃存微控制器系列SAM7S和SAM7SE的理想的Cortex-M3升级途径，SAM3S閃存微控制器采用的Cortex-M3内核在1.8V和85°C 下能以64MHz的最大时钟速率运行，其原始性能较SAM7S系列提升了50%。SAM3S的64脚型款与SAM7S引脚兼容，可让用户在不改变硬件的情况下提升性能，以保护既有的投资。

近乎重编译后即能运行的代码便携性–– Cortex-M3内核的全新指令集架构与先前ARM7和ARM9内核有别，其32位ARM指令集已经被可变长度的Thumb-2替代，可提供相同的性能，并优化代码密度达26%。要将传统的ARM汇编代码移植到CM3上，需要完全重新编写，而爱特梅尔已经采取步骤，以保证其ARM7、ARM9和Cortex-M3微控制器之间实现最大限度的代码便携性。爱特梅尔基于ARM7、ARM9和Cortex-M3之SAM3器件具有相同的硬件抽象层和统一的编程模型，以及公用外设，这提供了器件之间近乎重编译后即能运行的代码便携性。要了解有关从ARM7TDMI移植到Cortex-M3的代码便携性的更多信息，请查看Todd Hixon于2009年10月30日发表的题为“将ARM7代码移植到Cortex-M3微控制器”的文章，网址为http://www.embedded.com/design/220900313。

更新的外设集 –– SAM3S在1MSPS的12位模数转换器 (ADC) 上集成多达16个信道，同时支持单端和差分输入。可编程增益放大器扩大了小信号的范围，而这些信号可受益于全量程的12位ADC分辨率，可放大达到四倍。SAM3S还具有一个2信道的12位数模转换器、一个模拟比较器和一个温度传感器，并集成了一个高速SDIO/SD/MMC接口，可以连接标准多媒体卡。升级后的USB设备连同集成收发器具有8个端点、一个2688 bytes FIFO、一个专用PLL、集成电阻器，并且使用适于空间受限应用的48脚封装。SAM3S具有先进的PWM、位于16位通用定时器上的正交解码器、雷格码计数器(gray counter)以及定时器和ADC之间的硬件同步，是马达控制应用所需的硬件适用(hardware-ready) 器件。

高数据速率通路结构 –– Cortex-M3处理器本身支持的4层AHB系统总线阵列结合了分布式存储器和21个外设DMA信道，能确保以最少的处理器工作量实现不间断的并行数据流。DMA集成在外设编程器的接口内，极大地简化了驱动程序的开发，并减少了处理器在数据传输方面的负担。

全面的生态系统支持和系统内编程 –– 爱特梅尔的SAM3S閃存微控制器获得来自业界领先的第三方供货商在开发工具、实时操作系统(RTOS)、中间件产品和技术服务方面的支持，包括IAR™、Keil™、Micrium® 和Segger等公司，而且数量正在快速增加。片上ROM在闪存擦除后自动重启的功能，也为系统内生产编程带来了便利。此外，爱特梅尔提供带有寄存器描述和所有外设之设备驱动程序的软件包，以及简化微控制器使用的项目示例。

供货和价格 –– SAM3S备有64KB、128KB和256KBe三种闪存密度，并提供48脚、64脚和100脚QFP封装，48脚和64脚QFN封装，以及100脚 0.8mm间距BGA封装。最先提供的样品是256 KB闪存密度的64脚和100脚QFP封装器件，而其它封装的样品将于2010年第一季度提供。SAM3S将于2010年第二季开始批量生产，订购1万片，每片价格为2.50至4.45美元。