高達(dá)300MHz的Cortex-M7——Atmel SAM E70 Xplained Evaluation Kit評測

0.引言

2014年9月，ARM公司發(fā)布了新一代微型控制器(MCU) ARM Cortex-M7。該控制器也是目前為止M系列微型控制器中性能最強(qiáng)悍，功能最豐富的微控制器。據(jù)了解，ARM Cortex-M7的理論極限主頻高達(dá)400MHz，這一數(shù)據(jù)已經(jīng)足以同之前的ARM 7、ARM 9型處理器媲美，而且Cortex-M7的工藝更加先進(jìn)(支持40nm工藝)，功耗更低，因此這款控制器在需要大計(jì)算量的工業(yè)場合中使用得越來越多。

目前，各大半導(dǎo)體公司都獲得了Cortex-M7的授權(quán)，幾家大半導(dǎo)體公司也都推出了自家的Cortex-M7的微控制器，如意法半導(dǎo)體公司的STM32F7系列微控制器，NXP公司的Kinetis KV5x系列微控制器以及Atmel公司的SAME70、SAMS70系列微控制器等。就目前來說，NXP公司的Kinetis KV5x系列微控制器最大主頻只有240MHz，意法半導(dǎo)體公司的STM32F7最大主頻只有216MHz，運(yùn)行速度都比不上ATSAME70，因此，從運(yùn)行速度的角度說 ，ATSAME70就是當(dāng)前性能最強(qiáng)大的ARM Cortex-M系列微控制器。

為了更好地評估ATSAME70這款強(qiáng)大的Cortex-M7微控制器，Atmel公司推出了ATSAME70-XPLD 開發(fā)板，下面來看看這款微控制器和開發(fā)板有何突出之處吧。

1.開箱

首先來展示一下這塊開發(fā)板

外盒是一個機(jī)器人，這是Atmel公司Xplained系列開發(fā)板的一貫風(fēng)格

盒子背面是開發(fā)板的相關(guān)信息

外盒里面還有一個牛皮紙盒

牛皮紙里面有幾層泡沫，這一點(diǎn)體現(xiàn)了Atmel公司的用心，這樣能夠很好地保護(hù)開發(fā)板

這個是用防靜電袋子包裝的開發(fā)板，包裝里面還有一條micro-USB轉(zhuǎn)USB type A的線

開發(fā)板的近照

背面

這塊開發(fā)板用的是4層PCB板，電路板面積為83.5mm*105mm。開發(fā)板整體布局與其他的Xplained開發(fā)板類似。

2.硬件介紹

這一部分將介紹一下開發(fā)板的硬件。

首先介紹一下開發(fā)板整體的硬件，Atmel SAM E70 Xplained Evaluation Kit板載主要資源如下：

1、處理器：ATSAME70Q21 (144引腳四方扁平式封裝技術(shù)(LQFP)封裝)，基于 ARM Cortex-M7 的處理器

2、ROM：2kbit EEPROM，一個SD卡槽

3、RAM：16Mbit SDRAM

4、10/100兆自適應(yīng)以太網(wǎng)口

5、板載調(diào)試器、下載器

6、ARDUINO DUE R3接口

7、兩路Atmel XPRO接口

8、一個target USB接口

9、攝像頭接口

10、20針JTAG調(diào)試口

從板載資源來看，這塊開發(fā)板的資源十分豐富，這也反映了ATSAME70Q21這塊處理器支持的功能很多。下面具體介紹一下各個部分

1、微控制器ATSAME70Q21。

ATSAME70Q21屬于Atmel SAM E70 系列微控制器 (MCU) 。SAM E70是基于帶雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算單元 (FPU) 的高性能 32 位 ARM Cortex-M7 RISC 處理器。最高運(yùn)行速度可達(dá) 300MHz，具有高達(dá) 2048KB 的閃存、16KB 的L1數(shù)據(jù)緩存以及高達(dá) 384KB 的 SRAM。通過 QSPI、靜態(tài)存儲器和 SDRAM 接口提供更多存儲器擴(kuò)展選項(xiàng)。 SAM E70 系列提供了一套豐富的高級連接外設(shè)，其中包括支持 IEEE 1588 的 10/100Mbps 以太網(wǎng) MAC、雙 CAN-FD、包含片上高速 Phy 的高速 USB 主機(jī)和器件、相機(jī)接口、一個 SD/MMC 接口、一個支持 TDM 和 I2S 的 SSC、8 個 UART、5 個 SPI 和 3 個 I2C。SAM E70 MCU 具有一個 FPU 協(xié)處理器、高級模擬功能以及全套定時和控制功能。

該MCU的框圖如下

該MCU的實(shí)物圖如下

2、EEPROM芯片AT24MAC402

AT24MAC402同樣來自Atmel公司。這款EEPROM基于 I2C總線擴(kuò)展，該EEPROM有48-位MAC/EUI，同時具有128位獨(dú)一無二的標(biāo)識碼，這款EEPROM最大讀寫速度高達(dá)1MHz。

3、SDRAM IS42S16100

IS42S16100來自ISSI公司。這款SDRAM提供16 Mb內(nèi)存空間。這款SDRAM的最大頻率為200MHz