Atmel SMART SAM4C32智能电网解决方案

爱特梅尔(Atmel)公司的SMART SAM4C微控制器是系统级芯片解决方案，用于智能电源应用，它是基于两个高性能的32位ARM Cortex-M4 RISC处理器构建。这些器件最高运行速度为120MHz，同时具有高达2MB的嵌入式闪存、304KB的SRAM和片上高速缓存(每个核)。其双重ARM Cortex-M4的架构可以将一个应用层、通信层和安全功能集成在单个器件中，并可以通过一个16位外部总线接口，来扩展程序和数据存储。SMART SAM4C微控制器外设集包括先进的加密引擎、防篡改浮点单元(FPU)、USB全速主机/设备端口、5个USART、2个UART、2个TWIs、最多七个SPI，1个PWM定时器，2个3通道通用16位定时器、校准低功耗RTC(备份域运行，最低0.5μA)和一个50×6分段LCD控制器。

SAM4C系列是一个可扩展的平台，具有爱特梅尔公司业界领先的SAM4标准微控制器，前所未有的成本结构、性能和灵活性，是全球智能电表设计师的理想选择。

SAM4C32主要特性

应用/主机核

ARM Cortex-M4，最高120MHz运行

存储器保护单元(MPU)

DSP指令

Thumb-2指令集

指令和数据高速缓存控制器，2KB的缓存内存

存储器

最高2字节的嵌入式闪存，用于程序代码(I-code总线)和程序数据(D-code总线)，内置ECC(2位错误检测，和每128位1位校正)

最高256KB的嵌入式SRAM(SRAM0)，用于程序数据(系统总线)

8KB的ROM与嵌入式引导程序例程(UART)，应用编程(IAP)程序

协处理器(提供单独的应用程序，通信或计量功能)l

ARM的Cortex-M4F，最高120MHz运行

IEEE? 754标准，单精度浮点单元(FPU)

DSP指令

Thumb-2指令集

指令和数据高速缓存控制器，2KB的高速缓存

存储器

最高32KB的嵌入式SRAM(SRAM1)，用于程序代码(I-code总线)和程序数据(D-code总线和系统总线)

最高16KB的嵌入式SRAM(SRAM2)，用于程序数据(系统总线)

对称/异步双核架构l

基于中断处理器间通信

异步时钟

每个核都具有一个中断控制器(NVIC)，

每个外设IRQ路由到每个NVIC输入

密码l

高性能AES 128至256，各种模式(GCM、CBC、ECB、CFB、BC-MAC、CTR)

TRNG(高达38Mbit/s的数据流以测试裸片和FIPS)

公钥加密加速器和相关的ROM库(RSA、ECC、DSA、ECDSA)

完整性检查模块(ICM)，基于安全散列算法(SHA1、SHA224、SHA256)，DMA辅助

安全

最多四个物理防篡改检测I/O，具有时间戳和通用备份寄存器立即清除

JTAG访问的设备保护?安全位

共享系统控制器l

电源

嵌入式核和LCD稳压器的单电源操作l

上电复位(POR)、欠压检测器(BOD)和双看门狗安全运行l

超低功耗的备份模式(<0.5μA典型@25°C)

时钟

可选3MHz?20MHz的石英或陶瓷谐振振荡器，用于时钟故障检测l

超低功耗32.768kHz晶体振荡器，用于RTC，具有频率监控l

高精度4MHz/8MHz/12MHz的工厂校准内部RC振荡器，与运作微调功能l

一个高频PLL(最高240 MHz)，1个8MHz PLL，与内部32kHz输入，用作高频PLL的源l

低功耗慢时钟内部RC振荡器(作为永久时钟)l

超低功耗RTC与阳历和波斯日历、波形发生(低功耗模式)和时钟校准电路，用于32.768kHz晶振频率补偿电路

最多23外设DMA(PDC)通道

共享外设

一个分段LCD控制器

50段和6通用终端显示能力l

软件可选LCD输出电压(对比度)

低功耗模式低电流消耗

可以在备份模式使用

多达5个USART，具有ISO7816和IrDA?、RS-485、SPI和曼彻斯特模式

两个2线UART接口与一个UART(UART1)，支持光学收发器，提供手持式设备的电气隔离串行通信，如校准，符合ANSIC12.18或IEC62056-21规范

全速USB主机和设备端口(仅适用于SAM4C32E提供144引脚封装)

两个400kHz的主/从和多主双线接口(I2C兼容)

最多7个串行外设接口(SPI)

两个3通道16位定时器/计数器，具有捕捉、波形、比较和PWM模式

正交解码器逻辑和2位格雷向上/向下计数器，用于步进电机

4通道16位脉宽调制器

32位实时定时器

模拟量转换模块

8通道，500kS/s低功耗10位SAR ADC，与数字平均器，提供12位分辨率(30kS/s)

软件控制的片上参考范围从1.6V至3.4V

温度传感器和备用电池电压测量通道

调试口

星形拓扑AHB-AP调试访问端口，与通用SW-DP/SWJ-DP，比菊花链拓扑的性能更高

两个内核之间?的调试同步(交叉触发到/从每个核的暂停和运行模式)

I/O口

最多106 I/O线，外部中断功能(边缘或电平灵敏度)，施密特触发器，内部上拉/下拉、去抖、毛刺过滤和管芯系列终端电阻[!--empirenews.page--]

封装口

100引脚LQFP，14mm×14mm，间距0.5mm

144引脚LQFP，20mm×20mm，节距0.5mm(仅限SAM4C32E)

SAM4C32评估板SAM4C32-EK

SAM4C32评估套件(SAM4C32-EK)可评估爱特梅尔公司的32位ARM Cortex-M4 SAM4C系列微控制器的性能，通过代码开发。

SAM4C32-EK可以与以下的微控制器一起使用：SAM4C32C、SAM4C16C和SAM4C8C。

图1 评估板SAM4C32-EK外形图

评估板SAM4C32-EK包括：

SAM4C32-EK板l

电源l

通用输入AC/DC，美国、欧洲和英国插头适配器

3V锂电池型号CR1225

电缆

串行RS232电缆

微型A/B型USB连接线

欢迎函数

表1 评估板SAM4C32-EK指标:

评估板SAM4C32-EK主要特性

CPU SAM4C32及其嵌入资源l

8MHz和32.768kHz的石英晶体，外部源SMB连接器

主要调节5V/3.3V，红色LED指示灯

纽扣锂电池

主板搭配：

自定义分段式LCD

共享接口，RS232/ RS485

串行数据SPI闪存

两线串行EEPROM

双线温度传感器

双线加密认证存储器(可选)

调试解决方案：

2个外设输入/输出扩展接口HE10(PIO A，B)

外设输入/输出扩展连接器HE10(PIO感)

JTAG/ICE接口

UART/USB桥接设备通信接口

模拟口

模拟3V参考

电位计连接在ADC输入

按键口

4系统按钮：复位、强制唤醒、0防撬、防拆2

2用户按钮：向上滚动，向下滚动

发光二极管l

琥珀色LED

蓝色LED

绿色LED

图2 评估板SAM4C32-EK架构图