XMEGA: будущее, которого мы так долго ждали, наступило., XMEGA - лучший 8 битный микроконтроллер. Опции

[Evgeny_CD]

XMEGA: будущее, которого мы так долго ждали, наступило.

Итак, на сайте Atmel появились полноценные доки по семейству. Само семейство пока еще недоступно в виде чипов на складах дистрибуторов, но такая позиция уже есть в прайсах. Совсем скоро можно будет запаивать.

Далее все рассматривается на примере ATxmega128A1

Что обращает на себя внимание.

1. ATxmega64A1/128A1/192A1/256A1 Preliminary (75 pages, revision B, updated 5/08)
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_do...nts/doc8067.pdf

Смотрим секцию errata и видим - ATxmega128A1 rev. G. Т.е. предыдущие версии A-F сгинули в Atmel, так и не выйдя в свет. Вызывает уважение по сравнению с ситуацией на рынке ARM - там erratы к современным чипам просто вызывают депрессию.

Сама errata вполне терпимая. Видно, что в предыдущих errata'х народ дожимал цифровые глюки, а теперь осталось некоторое количество аналоговых - нелинейности по напряжению и пр.

То, что нет errat в части DMA, арбитража шин и т.д., и то, что это rev. G, дает некоторую надежду на вылеченность системных багов.

2. Накристальная периферия. То, ради чего все затевалось

* RC генераторы - аж целых 4 штуки: 32 kHz Int. ULP; 32 kHz Int. Osc.; 2 MHz Int. Osc.; 32 MHz Int. Osc. Просто праздник какой-то.

* 8 UART - это уже обсуждали

* 16 битный RTC с прескалером (с коэф. от 1(!) до 1024), у которого есть Compare Match регистр - это просто праздник какой-то для всех, кто, например, делает коммуникационные протоколы

* Event system - пока еще мною не познанная замолодь, но из описаний следует, что это эффективная шняга для обработки событий.
AVR1001: Getting Started With the XMEGA Event System (8 pages, revision A, updated 2/08)
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_do...nts/doc8071.pdf

* DMA
• The DMA Controller allows high-speed transfers with minimal CPU intervention
– from one memory area to another
– from memory area to peripheral
– from peripheral to memory area
– from peripheral to another peripheral

Заметим, что DMA во всяких там SAM - "жалкое подобие левой руки" DMA XMEGA. И меговское DMA работает на всей SRAM - привет dsPIC.

* 12 бит DAC (1 Мгц) и ADC (2 Мгц). Хоть в реальности они и получились 10 битными, все равно очень даже!

* AWeX – Advanced Waveform Extension. Внушительный блок для всяких PWM приложений.

* External Bus Interface for up to 128M bit SDRAM - токо в описании я что-то ничего про SDRAM не нашел

3. Жручесть. В варианте ULP, RTC,WDT, BOD Enabled обещают не более 2 мка при 3.3В.

Типовой CR2016 имеет емкость 90 mAh, CR2032 - 230 mAh. 0,002*24*365*5=87.6 ма*ч энергии на 5 лет. 5 лет от CR2016 - большего на практике нафиг не надо. Т.е. дальнейшее уменьшение тока потребления суть маркетинговый развод, по технике это будет эффективно только для очень специфичных применений.

To ensure safe operation it is always recommended to have a brown-out detector (BOD) enabled. This has to be either internal in the microcontroller or an external device. The
brown-out detector will ensure that the microcontroller is held in reset if VCC is lower than minimum. The XMEGA BOD has a new and innovative sampling mode. In sampling mode,
the BOD is turned on only once per ms to check status of VCC. If everything is OK, the BOD is turned off and remains off until next checkpoint. This gives XMEGA a max power
consumption of 2 мкA in Power Save mode with a 32 kHz crystal running, Real Time Counter operating, Watchdog Timer enabled and BOD operative with max 1 ms reaction
time. To achieve the same performance, TI MSP430 devices need to enable the System Voltage Supervisor that consumes up to 15 мкA.

Тута все подробно расписано.
Introducing a New Breed of Microcontrollers for 8/16-bit Applications (White Paper, 15 pages, revision A, updated 02/08)
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_do...nts/doc7926.pdf

"На ходу" жручесть тоже очень даже хороша: 2 MHz VCC = 1.8V All PRR Set Internal RC 720 мкА. Или в терминах CR2032 (230 mAh) 13 суток непрерывной работы! Для CR123A (1600 mAh) это 92 дня работы.

По моему опыту - ATmega на 3.68 Мгц - это прием POCSAG 1200 бит/сек, включая 8 кратный oversampling, DPLL, БЧХ декодер и пр (C код без asm вставок! Но C код продуманный, конечно). Причем это без DMA. Так что 2 Мгц для XMEGA - это весьма немало.

При питании 1.8В - до 12 Мгц, 32 Мгц - от 2.7В. Так что процык получился весьма зажигательный. MSP430 нервно курит (понятно, что 32Мгц XMEGA будет быстрее 16 Мгц MSP430, разве только что умножитель 16х16 спасет MSP430).

4. Цены - ABN Universal,Inc., например, дает для ATXMEGA128A1-AU 9,97 $ в розницу - достаточно обнадеживающе. Это на проц с 8К RAM, 4K EEPROM, 128K FLASH, 78 IO пинов.
Для примера - MSP430F2618TPNR - FLASH 116K x 8 + 256B, SRAM 8Kx8, A/D 8x12b; D/A 2x12b, 64 IO пинов имеет в розницу цены $13.16 на www.digikey.com

Выводы:

Atmel таки сделал лучший 8 бит контроллер. И, уверен, будет заслуженно снимать с него сливки ближайшие лет 5. Конечно, будет ламье, которое с криками "32 лучше 16 лучше 8" убежит применять всякое многобитное барахло, но найдутся серьезные юзера, которые смогут выжать все из этого кристалла (а в серии 10к, я уверен, этот кристальчик даст фору по цене очень и очень многим)

http://www.atmel.com/dyn/corporate/view_de...EC_NAME=Product
Availability and Pricing.
The first devices, ATxmega128A1 and ATxmega64A1 are both offered in 100-pin TQFP and BGA packages and are available now. Volume prices for 10k units are US$3.75 and US$3.50, respectively. Other XMEGA devices will be available during 2Q or 3Q of 2008.

Что касается перспектив, то тут все просто замечательно!
AVR XMEGA 8/16-bit High Performance Low Power Flash Microcontrollers (Flyer, 4 pages, revision B, updated 03/08)
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_do...nts/doc7925.pdf
ATxmega384A1 384k FLASH, 4k EERPOM, 32k SRAM (!).

Основной кайф от XMEGA следующий. В общем, по своим основным параметрам, он умеренно чемпионский - MSP430 уверенно дышит в спину. Кроме одного - соотношение цены и объема памяти. 64К команд (при очень эффективной системе команд, которая хорошо ложится под С) и 8 К ОЗУ - этого вполне достаточно, чтобы использовать вполне взрослую ОСьку типа uCOS. И комфортно писать очень сложные приложения, которые будут годами работать от CR2032.

Наличие ОСьки позволяет по полной программе использовать технологию синтетических портов. Т.е., например, при разработе ZigBee девайса, можно взять платку с CPU + RF, один SPI канал, например, выделить на связь с "большим процессором", на втором XMEGA сделать конвертер SPI<->USB (FTDI), и вести разработку в Win32, при этом имея виртуальные драйвера периферии, полностью эквивалентные "боевой" периферии. При такой технологии отпадает необходимость в аццком симуляторе периферии XMEGA (такие симуляторы, как показывает практика, до конца отдебажить невозможно), а разрабатывать под Win32 (или под Linux - если профи, то без разницы), все таки куда приятнее, чем дебажить кристалл при помощи самого продвинутого джЫтага. В приведенной выше схеме за счет DMA в XMEGA можно организовать дуплексный канал связи порядка 1 Мбайт/сек (2 чипа FTDI на раные USB порты, дрова D2XX drivers дают 1 Megabyte / second ) с "большим процессором".

В упомянутом выше документе
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_do...nts/doc7926.pdf
на 7 странице есть чудная табличка о загрузке проца.
XMEGA UART communication with and without DMA. При 3500 бит/сек мы имеем 5.17% CPU load (непонятно, на какой тактовой, симплекс или дуплекс). Т.е. при организации 1 Мбайт/сек дуплексного канала можно ожидать загруки проца порядка 25% при тактовой 32 Мгц. Т.е. если внешняя периферия порождает поток данных не более 1 мбайт/сек, то у проца будет возможность "отогнать" его на "большой" процессор, принять обработанные данные, и потратить 75% своего времени на дополнительную обработку данных - приписать к блоку отсчетов ADC время, когда эти отсчеты были взяты, поймать время по таймеру и выплюнуть синхронного блок выходных отсчетов и т.д.

В общем, читаем pdf моих старых постов по синтетическим портам и виртуальной разработке, и можно приступать к созданию конкурентов автономных радиоканальных девайсов типа ZigBee

Сообщение отредактировал Evgeny_CD - May 18 2008, 15:37

Прикрепленные файлы

 Deram_Platform.pdf ( 78.53 килобайт ) Кол-во скачиваний: 141
 Development_Universe_y2007m08d05.pdf ( 220.15 килобайт ) Кол-во скачиваний: 114
 Hibrid_Systems_y2007m06d11.pdf ( 230.72 килобайт ) Кол-во скачиваний: 171
 Visio_cosimulating.pdf ( 58.57 килобайт ) Кол-во скачиваний: 113
 Visio_Hibrid_Systems_1_y2007m06d11.pdf ( 86.58 килобайт ) Кол-во скачиваний: 138

 

[zltigo]

Итак..

Итак, как всегда очередные неуемные восторги, необдуманные сравнения и восхваления, надежды на правильные цены... Нет,я не против, только чего-нибудь из перечисленного точно не будет или будет не такое .

Сама errata вполне терпимая.

Пока их особо еще никто не трогал

Заметим, что DMA во всяких там SAM - "жалкое подобие левой руки" DMA XMEGA. И меговское DMA работает на всей SRAM - прЭвЭд dsPIC.

Не устаю замечать, что DMA на контроллерах без кэша или каких-либо специализированных архитектурных наворотов штука малоэффективная. А то, что сделано у помянутого всуе ARM7 LPC, это как раз и есть эффективное использование DMA, поскольку он работает НА ОТДЕЛЬНОЙ ШИНЕ с ОТДЕЛЬНЫМ банком. Что позволяет не тормозить контролер "контроллером DMA"

* 12 бит DAC (1 Мгц) и ADC (2 Мгц). Хоть в реальности они и получились 10 битными, все равно очень даже!

Что в реальности расскажете после работы с живым кристаллом.

MSP430 нервно курит (понятно, что 32Мгц XMEGA будет быстрее 16 Мгц MSP430, разве только что умножитель 16х16 спасет MSP430).

Кто там будет курить покажет жручесть и способность к автономной работе ПЕРИФЕРИИ, коея у MSP430 под это по жизни делалась.

Выводы:

Выводы преждевременны. Тем более, что по такой цене он в обычных применения он нахрен не нужен, а в маложрущих это еще надо сильно посмотреть по отношению к MSP430

Конечно, будет ламье, которое с криками "32 лучше 16 лучше 8" убежит применять всякое многобитное барахло, но найдутся серьезные юзера..

Несомненно одно, на звание лучшего 8-бит общего назначения от Atmel он может явно претендавать. Только вот.. кто-нибудь сможет назвать лучший в мире 4-бит процессор??? Набежало, похоже, понимешь ламерье и с воплями "8 лучше 4" затоптало

Извините за прямоту - лично Вы хоть что-то за последние годы сделали???

Сообщение отредактировал zltigo - May 18 2008, 15:47

[defunct]

Не устаю замечать, что DMA на контроллерах без кэша или каких-либо специализированных архитектурных наворотов штука малоэффективная.

то они относились прежде всего к SAM7 - сейчас это я так - "старое помянул"

Полностью опробовав DMA SAM7 (для всей его периферии). Категорически несогласен с этим высказыванием.
Эффективность DMA каналов SAM7 очень значительная.

при передаче 100 байт по SPI, без DMA канала проц 100 раз войдет в прерывание для подгрузки очередного байта, т.о. 100 раз займет шину на перегонку байта, +100 раз произойдет немерянный оверхед на исполнение кода обслуживающего прерывание.
При передаче через DMA канал - DMA отминет только 100 циклов шины пямяти.
Так что эффективнее?

Что DMA работает именно так как я описал (захватывает шину когда периферий модуль "готов" принять, и отпускает когда периф. модуль не готов принимать), сомнений у меня нет, могу привести ссылки из Д/Ш.

[aaarrr]

Так что эффективнее?

Можно я отвечу? Эффективнее DMA+FIFO на отдельной шине кешированного процессора

Это, конечно, так, но уважаемый zltigo очень уж любит сгущать краски.

[defunct]

Можно я отвечу? Эффективнее DMA+FIFO на отдельной шине кешированного процессора

Да это все понятно.

Но я например не представляю как можно сделать DSP обработку звука (оцифровка 44.1kHz, обработка и выдача результата через DAC) на типа более эффективном с т.з. zltigo LPC (с MAM) не имея DMA каналов. Для SAM7 же такая задачка по плечу и только благодаря наличию DMA каналов. Плюс еще остается время на ethernet, консольки и прочую фигню.

[zltigo]

Но я например не представляю как можно сделать DSP обработку звука (оцифровка 44.1kHz, обработка и выдача результата через DAC) на типа более эффективном с т.з. zltigo LPC (с MAM) не имея DMA каналов. Плюс еще остается время на ethernet, консольки и прочую фигню.

1. У LPC23/24 есть DMA, причем макмимально для ARM7 правильный
2. У Всех LPC есть FIFO
3. Я вообще-то даже на LPC214x обрабатываю. Вот прямо сейчас буферизирую, переповторяю и прочее... 64-килобитные фреймы и в Ethernet (на SPI висит) складываю и консолька на 115K в полный рост отладку гонит...
4. Еще конфигурацию на ходу в EEPROM лить можно...
5. Ну а речевыми каналами, наигыванием музыки, суммировнием, ослаблением и прочей обработкой рядом стоящая FPGA занимется у нее это тоже без DMA получается . И что характерно стоит на уровне 10 баксов и даже трудно представить сколько XMEG с их 8 UART потребуется дабы изобразить то количество UART, которых можно задить в этот чиклончик. Это я к тому, что идея обвешивать центральный контроллер массой маленьких это тоже далеко не всегда разумное решение.
6. Вот только "фигни" вроде нет - ну разве только светодиодики мигают, но они тоже полезные.

[defunct]

1. У LPC23/24 есть DMA, причем макмимально для ARM7 правильный

Но 23/24 дороже SAM'a будут..

2. У Всех LPC есть FIFO

FIFO меня бы неустроило.
Самое главное в моей задачке оцифровка и update DAC'a без jitter'a. Это нерешаемо без DMA.

3. Я вообще-то даже на LPC214x обрабатываю. Вот прямо сейчас буферизирую, переповторяю и прочее... 64-килобитные фреймы и в Ethernet (на SPI висит) складываю и консолька на 115K в полный рост отладку гонит...

Я прекрасно понимаю, что "мощности" процессора для обработки хватит (раз даже SAM7 справляется), LPC214x хороший камень для своих задач. Но вот на вводе/выводе он менее эффективен - мест где он не обеспечит real-time больше чем на SAM'е..

5. Ну а речевыми каналами, наигыванием музыки, суммировнием, ослаблением и прочей обработкой рядом стоящая FPGA занимется у нее это тоже без DMA получается .

Охотно верю, что у нее и без DMA получается, и даже без проца. Но это дорого

И что характерно стоит на уровне 10 баксов и даже трудно представить сколько XMEG с их 8 UART потребуется дабы изобразить то количество UART, которых можно задить в этот чиклончик.

В этом плане согласен. xmega не лучший вариант для периферийного сопроцессора. Больше в качестве основного для систем средней / малой сложности.

[zltigo]

Но 23/24 дороже SAM'a будут..

Младшие 23 что-то на уровне 120 рублей в MT-System. Дороже?

Посмотрел:
LPC2364FBD100,551 NXP (Philips) 114.14 131.7
LPC2366FBD100,551 NXP (Philips) 136.63 157.65
LPC2368FBD100,551 ver.A NXP (Philips) 157.04 181.2
LPC2378FBD144,551 NXP (Philips) 181.48 209.4
LPC2378FBD144,551 ver.A NXP (Philips) 181.48 209.4
LPC2378FBD144,551 ver.B NXP (Philips) 181.48 209.4
LPC2368FBD100,551 ver.B NXP (Philips) 181.25 195.75
LPC2364FBD100,551 ver.B NXP (Philips) 114.14 131.7
LPC2366FBD100,551 ver.B NXP (Philips) 136.63 157.65
LPC2387FBD100,551 NXP (Philips) 163.41 188.55
LPC2388FBD144,551 NXP (Philips) 198.9 229.5
LPC2365FBD100,551 NXP (Philips) 115.44 133.2
LPC2364FET100,518 NXP (Philips) 114.14 131.7

*Цены указаны в рублях с учетом всех налогов

А это цены, причем "за морем - полушка.." , которые почему-то внушают оптимизм Автору топика:

Цены - ABN Universal,Inc., например, дает для ATXMEGA128A1-AU 9,97 $ в розницу - достаточно обнадеживающе. Это на проц с 8К RAM, 4K EEPROM, 128K FLASH, 78 IO пинов.

Может кто-то без расскзов про Тойоту объяснить чего я не понимаю?
P.S. За последний год трижды использовал изделия от Atmel Atmega169P , Atmega162, ATtiny2313. Первые два почти штучная работа использовалось готовое железо которе можно было приспособить и из-за наличия LCD контроллера у 169P. А 2313 это действительно дешевый массовый контроллер - с умножением (генерация псевдослучайной последовательности в реальном времени) пришлось поизврашаться, но массовость и дешевизна того стоила. Ничего похожего на езду на Тойоте (хотя .... хотя руль-то всетаки левый! ) не испытал. Впрочем, как и какого-либо отвращения. Все нормально. Мелюзгу буду использовать и впредь. Но старшие модели незачем.

Сообщение отредактировал zltigo - May 18 2008, 22:00

[defunct]

Младшие 23 что-то на уровне 120 рублей в MT-System. Дороже?

Посмотрел каталог MT-System, что-то там не так, действительно там LPC дешевле.
В Киеве все в точности до наоборот, видать зависит от прямых/непрямых поставок.

SAM7S64 - сам лично брал по $5.2 (это должно быть меньше 120 руб если не ошибаюсь с курсом).
SAM7X256 - по $8

SAM7S32 - вообще по $4 в розницу (в виакоме)

Может кто-то без расскзов про Тойоту объяснить чего я не понимаю?

Цены ж "в розницу".
К примеру LPC2366 в розницу можно найти за 14$. LPC2378 за 18$ тут
так что 10$ получается типа как меньше.

[zltigo]

В Киеве все в точности до наоборот, видать зависит от прямых/непрямых поставок.

Можете заняться сравнением и где-нибудь в "третьей стране". Или цен за 10K у крупных поставщиков... На ARM цены от Atmel будут сопоставимы с прочими производителями. Это нормально.

Посмотрел каталог MT-System, что-то там не так, действительно там LPC дешевле.

[defunct]

Можете заняться сравнением и где-нибудь в "третьей стране". Или цен за 10K у крупных поставщиков... На ARM цены от Atmel будут сопоставимы с прочими производителями. Это нормально.

Дак а что? Вы предлагаете рассматривать MT-System как эталон? MT-System как я понял не есть прямым поставщиком Atmel продукции, отсюда и завышенные цены.

Но вот то что можно взять процессор от Atmel за $4 в розницу с DMA всей периферии это факт. А вот у аналогичных по цене - мелких NXP DMA прото нет.