次の設計に最適な8ビットまたは32ビットのマイクロコントローラを選択する方法

実際、毎年60億個を超える新しいマイクロプロセッサが使用されていますが、そのうち汎用コンピュータで使用されるのは約1億個 (2% 未満) にすぎません。残りは、キッチン（パン焼き機、フードプロセッサー、電子レンジ）、リビングルーム（テレビ、ステレオ、リモコン）、職場（ファックス機、ポケベル、レーザープリンター、レジ、クレジットカードリーダー）に存在します。少なくとも1つの調査では、この巨大で成長を続ける組み込みシステム市場は2018年までに1,942.7億米ドルに達すると予想されています。
 
低コストに加えて、今日のMCUの低消費電力と高効率も、組み込みシステム市場の成長に貢献しています。これらの機能により、アプリケーション エンジニアは新しいタイプのバッテリー駆動アプリケーションを作成できるだけでなく、静電容量式タッチ インターフェイスやワイヤレス接続などの新しい機能を製品に追加することも可能になります。

組み込みシステム業界の発展の初期段階において、アトメルは® MCUが普及することを認識しました。その結果、同社は組み込み処理技術の向上に多大な研究開発を注ぎました。この有利なスタートにより、Atmelは世界有数のマイクロコントローラー メーカーの1つになりました。Atmelは、新しいIoTデバイスの拡大と採用の促進に積極的に取り組んでおり、IoT市場における早期のリーダー的地位を獲得しています。この焦点は、Atmel AVRの両方に多くの機能強化をもたらしました。® アトメル ǀ スマートアーム®ベースのMCUアーキテクチャ。

ガレージドア制御のような最も単純なアプリケーションから、堅牢で安全な車載システムまで、Atmelの幅広いMCUポートフォリオは、8ビットでも32ビットでも、あらゆるアプリケーションに多数のオプションを提供します。これらのMCUは、業界をリードするパフォーマンスと電力効率を実現します。

これらのデバイスは連携して動作するように設計されているだけでなく、Atmelとサードパーティのテクノロジーのエコシステムを通じてシームレスに接続されます。Atmel Studio、無料の統合開発環境
すべてのAtmel 8ビットおよび32ビット アーキテクチャでシームレスに動作する環境 (IDE) がこのポートフォリオを完成させます。たとえば、設計者は現在の設計にワイヤレス接続を簡単に追加したり、将来の設計の反復でワイヤレス接続を計画したりできます。あるいは、組み込みまたは外部のCryptoAuthenticationを活用することもできる。™ セキュリティに対する高まるニーズに設計が確実に対応できるようにするテクノロジー。

Atmel Studioなどの無料ツールに加えて、Atmelには、専門的にサポートされた開発およびデバッグ ツール、RTOSおよびミドルウェア ソリューション、設計サービスを提供する商用パートナーの幅広いエコシステムがあります。専用のサポート チャネルと保証された応答時間を備えた、幅広い商用開発ツールにアクセスすることで、市場投入までの時間を大幅に短縮できます。

8ビットイノベーション

アプリケーションが計算集約的でない場合、 8ビットMCU は高性能かつ電力効率に優れた処理を実現します。これが、事実上すべての市場セクターで幅広い設計勝利を収め続けている理由です。IC Insightsによると、8ビットMCUは2017年までに出荷されるユニットの28% を占めることになります。

Atmel AVRテクノロジーは、業界をリードする8ビット アーキテクチャの1つです。市場投入までの時間を短縮するように最適化されており、Cおよびアセンブリプログラミング向けの業界で最もコード効率の高いアーキテクチャに基づいています。
これほど優れたコンピューティング パフォーマンスと優れた電力効率を実現できる8ビットMCUは他にありません。実際、AVRデバイスは1 MHzあたり1 MIPSに近いパフォーマンスを発揮します。

AVRアーキテクチャは使いやすさの代名詞にもなり、AVRデバイスは、コンピューター アーキテクチャや組み込みプログラミングを学ぶ学生や愛好家にとって最も魅力的な選択肢となっています。AVRプロセッサ コアは、プログラム メモリのストレージにオンチップ フラッシュを使用する最初のMCUの1つでした。さらに、AVRアーキテクチャにより、システム内での再プログラミングが可能になります。AVRコアは1997年に導入されて以来、その使いやすさから、さまざまなアプリケーションで好まれる処理エンジンとなっています。また、世界中の大学やメーカープロジェクトの無数の組み込みプロジェクトでも使用されています。よく知られているArduinoオープンソース開発プラットフォームでAVRを使用するという選択は、このアーキテクチャの成功と使いやすさをさらに証明しています。また、Atmel AVRデバイスから開始された成功したクラウドファンディング プロジェクトの数は日々増加しています。

Atmelは、汎用MCUに加えて、照明、スマート バッテリー、産業、自動車アプリケーションに適した、アプリケーション固有のAVRベースのデバイスを幅広く提供しています。巨大かつ急速に成長しているアプリケーション領域はワイヤレスです。実際、RFはあらゆるサイズと帯域幅のAtmel MCUの標準周辺機器として急速に普及しつつあります。

Atmel AVRデバイスを選択する多くの理由の1つは、最も使いやすいだけでなく、最も低消費電力のMCUでもあることです。コード効率の高い設計とシングルサイクル実行により、同等の8ビット製品よりも優れた処理能力も提供します。AVRアーキテクチャのコード セットは、最初からアセンブリ言語ではなくCコード用に最適化されていたことに注意することが重要です。これは、AVR設計が組み込み開発の事実上の標準言語としてCが登場した後に発明されたことが一因です。実際、オリジナルのAVR作成者は、CおよびC++ コンパイラ、デバッガの業界トップのスウェーデンのメーカーであるIAR Systemsのコンパイラ作成者と緊密に協力し、命令セットが高級言語のより効率的なコンパイルを実現するようにしました。このコラボレーションはCの命令の最適化に役立ち、ユーザーは命令を2つの場所に書き込むことができるため、フェッチ (exeとデータの両方、実行と書き戻し) を1サイクルで実行できます。

Atmelは、継続的な革新と改良により、AVRポートフォリオの改善を続けています。たとえば、AVRデバイスの業界をリードする低消費電力は、効率的なアーキテクチャ設計だけでなく、CPUやバス リソースを介さずに周辺機器が直接通信できるようにする独自のAtmelイベント システムなどの機能からも生まれています。

業界エコシステムが最高品質の32ビットMCUを育成

消費者向け製品や産業用アプリケーションがますます複雑になり、タッチ インターフェイスやワイヤレス接続などのより高度な機能が組み込まれるにつれて、パフォーマンスとスケーラビリティのニーズが高まっています。たとえば、水位センサーのような単純なアプリケーションでは、8ビットMCUがコスト効率とパフォーマンスの理想的な組み合わせを提供できる可能性があります。ただし、クラウドベースのアプリケーションを介してリンクされた多数の水位センサーに移行すると、設計のニーズはより複雑になります。接続する

インターネットでは、TCIPスタックを実行するのに十分な処理能力が必要になります。TCIPは複雑なプロトコルであり、RAMバッファリングを必要とするため、ネットワークとの間のデータ トラフィックを暗号化するためのセキュリティに加え、より大きなフラッシュ メモリとRAMが必要になります。あるいは、たとえば、多くの設計では、より多くの処理能力を必要とする静電容量式タッチ インターフェイスが求められています。

このような状況では、ARM Cortex® プロセッサ ファミリのような32ビット プロセッサ アーキテクチャへの移行が必要になります。場合によっては、設計者は、8ビット
アーキテクチャの能力がなくなる前に、単に製品の将来性を保証するために、早期に32ビットに移行したいと考えることがあります。これは、一部のメーカーでは、設計が32ビットに移行すると8ビット コードを再利用できないためです。

業界をリードするパフォーマンスと電力効率を兼ね備えたAtmel | SMART ARMベースのMCUは、初のオンチップ フラッシュ メモリを含む、数十年にわたるイノベーションと業界初の技術を基盤としています。これらは、32ビットMCUで8ビットの使いやすさを提供し、エントリーレベルのデバイスから、広範な接続性、強化されたインターフェイス、および強固なセキュリティを備えた高度に統合されたフラッシュベースの製品までを網羅しています。これらの高度なAtmel ARMベースのMCUは、システム制御とユーザー インターフェイス管理を最適化するように設計されています。

より高い処理能力が求められる設計では、これらのチップは8ビットMCUの10倍以上のパフォーマンスを実現します。さらに、これらの32ビット チップは、驚くほど低消費電力で動作します。実際、超低電力のAtmel | SMART SAM L21は、世界で最も消費電力が低い32ビットARMベースのMCUです。

この低消費電力は、今日のアプリケーションにおいて何を意味するのでしょうか?たとえば、基本的なタッチ機能を備えたウェアラブルデバイスや、モノのインターネットのセンサーの場合、デバイスは1つのバッテリーで10年以上動作できます。SAM L21は、競合ソリューションの3分の1未満の電力消費量で、アクティブ モードで35uA/MHzまで動作し、940nAでリアルタイム クロックを実行しながら32kBのフラッシュを保持できます。フラッシュやSRAMのサイズを制限することなく、アクティブ モードでこの超低消費電力を独自に実現しているため、IoT、フィットネス バンド、スマート メーター、ヒューマン インターフェイス デバイス、および大容量の組み込みメモリが必要なその他のバッテリー駆動アプリケーションに最適です。CPUの負荷を軽減するために、静電容量式タッチ センシングなどの計算集約型のタスクも、よりスマートなスタンドアロン周辺機器に分散されています。プログラム フローをさらに簡素化し、消費電力を削減するために、これらの周辺機器はイベント システムおよびスリープウォーキング システムと相互接続され、CPUの介入なしで操作が可能になります。


Atmel AVRアーキテクチャと同様に、ARMアーキテクチャは、MIPSなどの従来のアーキテクチャよりも大幅に少ないトランジスタを必要とするRISC (縮小命令セット コンピューティング) アーキテクチャに基づいています。プログラムのサイズが小さくなり、ソフトウェア開発時間が短縮されるなど、さまざまな利点があります。

さらに、Atmelは、設計者が基本的に最大5つのUSARTを組み合わせて使用できるSERCOMモジュールなど、数多くの独自のイノベーションによってARMベースの製品を強化しました。この機能により、BOMコストが削減されるだけでなく、レイアウトの柔軟性も向上します。

Atmel ǀ SMART ARMベースのMCUは、スケーラブルで互換性があり、エネルギー効率が高く、使いやすいです。Atmelのお客様にとって、もう1つの重要な利点はソフトウェアの再利用性の向上です。これにより、Atmel | SMARTファミリー間の移行が容易になるだけでなく、8ビットAtmel AVR MCUからSAM D21 Cortex-M0+ ベースのマイクロコントローラなどのAtmel | SMARTファミリーの32ビット デバイスへの移行が大幅に容易になります。

ARMコアを取り巻くダイナミックなテクノロジー環境には、もう1つの大きな利点があります。iPad、Android、Windows RTなどのスマートフォンやタブレット コンピューターでARMアーキテクチャ プロセッサが使用されると、急速なイノベーションを推進する競争が生まれ、また、これらのシステムをサポートする非常に強力なユーザー グループと世界クラスのテクノロジー パートナーが生まれます。

Atmel | SMART MCUは、無料のAtmel Studioを含む広範なパートナーと包括的なツールおよびソフトウェアを備えた世界クラスのエコシステムによってもサポートされています。つまり、デザイナーは1つのサードパーティ プロバイダーに依存する必要はありません。

ポートフォリオには、エントリーレベルのデバイス (SAMD10など) からよりフル機能のMCU (SAM D21など) まで、顧客のニーズに基づいたさまざまなモデルが用意されています。さらに、これらのデバイスはすべて同じツールチェーン、アーキテクチャ、コードを使用しているため、ファミリチェーンの上位または下位に移動してコードを再利用することが容易になります。

最後に、これらのデバイスには、世界最小のウェーハ レベル チップ スケール パッケージ (WLCSP) を含む複数のパッケージ オプションがあります。また、0.454 mmのボールピッチは、モバイル デバイスやウェアラブル デバイスに高さ面で大きな利点をもたらします。さらに、独自のキャップレス パッケージ設計により、IDOレギュレータとリセット ピンをリセットしてI/Oピンとして機能させることができるため、I/Oピンの数を最大化できます。

結論

Atmelは、使いやすさ、低消費電力、高度な統合性を兼ね備えたMCUの完全なポートフォリオを提供します。これらの8ビットおよび32ビットのデバイスは、実績のあるテクノロジーと画期的なイノベーションを豊富に組み合わせており、新世代のスマートで安全なコネクテッド製品に最適です。このポートフォリオで利用できる幅広いMCUは、世界中で300,000人を超える設計者が設計にAtmelデバイスを使用している多くの理由の1つでもあります。パワー、効率、コストの最適な組み合わせを見つけることができます。一方、大規模でコード互換性のあるAtmelファミリにより、設計者は製品の改善、製品ラインの拡張、または新規市場への進出の際に、知識を簡単かつコスト効率よく再利用できます。また、8ビットと32ビットの両方のデバイスで動作する無料のIDE、そして低コストのデバッガーとキットにより、使いやすさの新たなベンチマークを確立し、市場投入までの時間を短縮します。