13.4 Характеристики avr-микроконтроллеров

Имеется три основных семейства микроконтроллеров AVR:

1. Tiny AVR  недорогие миниатюрные микроконтроллеры в 8-выводном исполнении, имеют встроенную схему контроля напряжения питания;

2. Classic AVR  основная, но устаревшая линия микроконтроллеров с производительностью отдельных модификаций до 16 MIPS, FLASH-памятью программ 28 Кб, памятью данных EEPROM 64512 байт, оперативной памятью данных SRAM 128512 байт;

3. Mega AVR  микроконтроллеры с производительностью 416 MIPS для сложных приложений, требующих большого объема памяти, FLASH-памятью программ 64128 Кб, памятью данных EEPROM 644096 байт, оперативной памятью данных SRAM 24 Кб, встроенным 10-разрядным 8-канальным АЦП, аппаратным умножителем 88.

Микроконтроллеры Tiny характеризуются наименьшими среди AVR MK объемами памяти программ и ограниченным набором функций. Однако малогабаритные корпуса, возможность работы при напряжении питания 1,8 В (МК с индексом V) позволяют использовать эти микроконтроллеры в портативной аппаратуре, в частности, с батарейным питанием.

На другом полюсе семейства AVR, по уровню интеграции и возможностей, находится группа Mega. Для микроконтроллеров этой группы характерны:

• большой объем Flash-памяти программ (на текущий момент от 8 до 128 Кбайт);

• режим самопрограммирования, обеспеченный встроенной программой-загрузчиком;

• встроенный умножитель, который поддерживает умножение дробных чисел со знаком и без знака;

• расширенные наборы встроенной периферии;

• широкий набор специальных микроконтроллерных функций, в том числе: до шести режимов энергосбережения и возможность программной установки тактовой частоты;

• расширение системы команд до 130133 команд, в том числе несколькими командами 32-разрядного формата;

• организация в новых моделях интерфейса предельного сканирования (IEEE 1149.1 / JTAG), который поддерживает встроенную отладку и обеспечивает еще один путь программирования Flash- и EEPROM-памяти, перемычек и бит блокирования;

• специальные микроконтроллерные функции, которые обеспечивают высокую устойчивость работы аппаратных и программных средств при случайных изменениях напряжения питания.

Широкая номенклатура МК AVR дает пользователю возможность оптимизировать соотношение "производительность/энергопотребле-ние/цена".

Высокая производительность обеспечивается:

• выполнением команд за один тактовый цикл;

• конвейером команд, который обеспечивает одновременно с выполнением текущей команды выборку следующей;

• мощной системой команд единого 16-разрядного формата;

• встроенными аппаратными устройствами.

Низкое энергопотребление обеспечивается:

• КМОП-технологией;

• полностью статической работой  от пошагового режима до работы при максимальной тактовой частоте.

Небольшая стоимость, как на уровне стоимости аппаратной части, так и на уровне разработки и отладки прикладных программ, обеспечивается:

• Flash-памятью программ, которая программируется без извлечения МК из платы;

• возможностью выбора микроконтроллера с достаточным и необходимым количеством функций и встроенной периферии.

В настоящий момент соотношение "производительность/энергопотребление/цена" для AVR является одним из лучших на мировом рынке 8-разрядных микроконтроллеров.

Вопросы для самопроверки

1. Какова классификация микроконтроллеров по назначению?

2. Каковы отличительные признаки современных микроконтроллеров?

3. Перечислите наиболее распространённые периферийные устройства, подключаемые к МК?

4. Какие блоки входят в процессорное ядро МК?

5. Каковы основные особенности ОМК?

6. Каковы основные характеристики микроконтроллеров AVR?

7. Какие типы адресации операндов используются в ОМК AVR?

8. За сколько машинных циклов выполняется одна короткая команда в ОМК AVR?

9. Каков размер регистрового файла ОМКAVR?

10. Для чего предназначен блок SPI?

11. Какова роль сторожевого таймера?

12. Какие существуют режимы пониженного энергопотребления ОМКAVR?

13. Каково количество команд в системе команд AVR?

14. Какие существуют семейства микроконтроллеров AVR?

15. Каковы основные характеристики ОМК AVR семейства Mega?

16. Чем обеспечивается высокая производительность микроконтроллеров AVR?

17. Каких производителей ОМК Вы знаете?