Увеличение пропускной способности шины в микроконтроллере ATMEL

Компания ATMEL представила новейшее пополнение своего семейства SAM9. AT91SAM9263 - встраиваемый микроконтроллер на основе архитектуры ARM926EJ-STM с производительностью 200MIPS, который не имеет ограничений, возникающих при использовании обычных микроконтроллеров на основе ARM9TM-ядра в аппаратуре с графическим интерфейсом и большими объемами данных, таких как медицинское сетевое оборудование мониторинга состояния пациента и GPS навигационные системы.

AT91SAM9263 использует для улучшения производительности процессора 27 каналов DMA, включая 18-канальный периферийный DMA контроллер (PDC) компании ATMEL, 9-уровневую шинную матрицу, и две дополнительных шины подключения непосредственно связанной памяти данных и команд (TCM), обеспечивая скорость обмена данными в пределах кристалла до 41,9Гб/с. Два интерфейса внешней шины (EBI) поддерживают внешнюю память объемом более гигабайта.

Встроенные периферийные блоки интерфейса с пользователем включают в себя интерфейс подключения камеры, TFT/STN ЖКИ контроллер, 6-канальный входной аудиоинтерфейс (AC97), шину I2S и 2D графический сопроцессор, который выполняет функции рисования линий, перемещения блоков, заполнения полигонов и обрезки изображений вместо центрального процессора. В сетевых периферийных блоках имеются 12Мбит/с интерфейсы USB ведущего и устройства, 10/100 Ethernet MAC и 1Мбит/с сеть уровня контроллеров (CAN). Перечисленные интерфейсы дополнены четырьмя USART, двумя 50Мбит/с последовательными параллельными интерфейсами (SPI), интерфейсом CompactFlash, SDIO (MCI) и двухпроводным интерфейсом (TWI), которые могут быть подключены к внешним проводным и радиокоммуникационным модулям, например GPRS модемам и Wi-Fi.

Периферийный DMA контроллер освобождает центральный процессор от задач пересылки информации от периферийных блоков в память. Традиционные процессоры на базе ARM9-ядра используют для этого команды загрузки/сохранения, которые требуют как минимум 80 тактов процессора для пересылки одного байта информации между периферийным блоком и памятью. Имея быстродействие 200МГц и частоту шины 100МГц, данные процессоры обычно достигают предела своих возможностей на скорости обмена данными около 20Мб/с даже при использовании блока управления памятью и контроллеров кэша инструкций и данных.

AT91SAM9263 компании ATMEL включает в себя 18 простых, эффективных при аппаратной реализации периферийных DMA контроллеров, работающих один цикл, пять DMA контроллеров с пакетным режимом для поддержки интерфейсов USB ведущий, Ethernet MAC, интерфейса камеры, ЖКИ контроллера и 2D графического контроллера, плюс DMA контроллер пересылки память-память с пакетным режимом и поддержкой заполнения с одного адреса зоны памяти и связанных списков. DMA контроллеры полностью выполняют задачу пересылки данных между внешними последовательными интерфейсами и памятью. При потоке данных 20Мб/с, у SAM9263 остается еще 88% резерв производительности для выполнения программы.

Компании ATMEL реализовала в AT92SAM9263 11 шин и 96Кбайт встроенной буферной памяти ОЗУ. Данное ОЗУ может быть частично сконфигурировано, как непосредственно связанная память данных и команд (TCM). Встроенные шины обеспечивают несколько внутренних независимых параллельных каналов передачи данных и общую пропускную способность при передаче данных в пределах кристалла 41,6 Гб/с. AT91SAM9263 имеет два внешних шинных интерфейса (EBI): один для системной памяти и один для интерфейса с пользователем. Второй EBI исключает необходимость делить память между процессором и ЖКИ контроллером, что может дать прирост производительности процессора на разных задачах от 20% до 40%.