Беспроводные решения Atmel для IoT



    Представляем обзор новых продуктов Atmel по беспроводке, вышедших в 2015 году и позиционируемых как решения для применения в разработке устройств Internet of Things. С точки зрения Atmel, фундаментальными требования к подобным продуктам является минитюаризация, высока степень интеграции решений, низкое потребление и низкая стоимость.

    В статье внимание будет уделено линейкам WiFi, BLE и микроконтроллерам Cortex M0 со встроенным радиопередатчиком на 2.4 МГц.

    Wi-Fi


    ATWILC1000

    SoC (System-on-Chip) с интерфейсом SDIO, предназначенный для работы с микропроцессором в качестве хоста. Чип не содержит TCP/IP стека, поэтому его работа с микроконтроллерами не является основным вариантом, хотя теоретически, конечно, возможна. Драйвер для линукса на ATWILC1000 входит в стандартную сборку ядра для процессоров SAMA5.

    Помимо SDIO, который используется для управления и передачи данных, чип имеет набор необязательных интерфейсов I2C Slave (для управления), SPI Master (для взаимодействия с внешней flash-памятью), I2C Master (для работы с внешней EEPROM), UART (для вывода отладочной информации), 9 портов ввода-вывода. Так же есть возможность передачи данных по UART. В этом случае скорость будет значительно ниже.

    Выпускается данное решение как в варианте отдельного чипа в корпусах QFN-40 и WLCSP (что-то вроде BGA), так и в виде SMD модуля под металлическим шилдом и разведеной антенной.

    Исполнение в виде чипа требует наличия внешнего кварца с частотой в диапазоне 12-40 МГц и выпускается в следующих модификациях:

    • ATWILC1000B-MU-T — корпус QFN-40, 5×5 мм
    • ATWILC1000B-UU-T — корпус WLCSP (55 контактов), 3.25×3.25 мм



    Варианты в виде готового модуля:

    • ATWILC1000-MR110PB — исполнение модуля с чип-антенной и PCB антенной
    • ATWILC1000-MR110UB — исполнение модуля с чип-антенной и uFL разъемом



    Габариты модулей 22×15 мм.

    ATWINC1500

    WINC1500 — это «сетевой» контроллер, содержащий стек TCP/IP и предназначенный для работы с микроконтроллером в качестве хоста. WINC1500 не требователен к ресурсам микроконтроллера, поэтому может работать практически с любым камнем в качестве хоста, включая AVR и Cortex M0.

    Технически WINC1500 представляет собой тот же WINC1000, но со встроенной флешкой, которая и содержит TCP/IP стек. В одной из наших прошлых статей мы уже рассказывали о примере работы с данным модулем.

    Исполнения:

    • ATWINC1500B-MU — в виде отдельного чипа ATWINC1500 выпускается в корпусе QFN-40.
    • ATWINC1500-MR210PB — в виде модуля, более простой для применения исполнение по аналогии с WILC1000.

    ATSAMW25

    SAMW25 — Wi-Fi модуль, совмещающий под одним шилдом чип WINC1500 и микроконтроллер SAMD21 с ядром ARM M0+. Периферия встроенного контроллера, выведена на внешние пины модуля. Таким образом, можно в конечном устройстве обойтись вообще без host-контроллера. Для разработчика такое решение позволяет упростить схемотехнику, уменьшить занимаемую площадь и общую стоимость БОМа. При этом, программист работает с модулем как с обычным микроконтроллером.



    Применение модулей, помимо упрощения схемотехники, позволяет избежать обязательной сертификации конечного устройства, необходимой при применении отдельного чипа, так модули уже сертифицированы Атмелом.

    Отладочные средства
    ATWILC1000-SD — отладка под установку в разъем SD карты. Странная, чересчур удлиненная форма вряд ли позволит использовать такой форм-фактор в реальном устройстве, но собственно такой цели перед ней и не ставится.



    ATWINC1500-XSTK — отладочный комплект, включающий в себя плату Xplained с микроконтроллером SAMD21 и 2 платы расширения: первая с температурным датчиком и слотом под micro SD и вторая, собственно, с модулем WINC1500.



    ATWINC1500-XPRO — плата расширения с модулем WINC1500. Это та же плата, которая входит в состав КИТа выше, только отдельно. Так как в отладках серии Xplained Pro Kits все платы расширения имеют универсальную внешнюю распиновку, данную плату можно подключить к любой отладке Xplained.




    Bluetooth


    В линейке Bluetooth реализован несколько иной подход, чем и в линейке Wi-Fi:

    • ATBTLC1000 — так называемый, link controller — SoC, реализующий все уровни стека BLE4.1. Стек хранится в ROM'е. Для работы требуется host-контроллер, соединенный по SPI либо UART. Так же чип может исполнять программу, записанную во внешней flash-памяти, подключенной по SPI.
    • ATSAMB11 — SoC, полученный в результате добавления flash внутрь корпуса чипа. В результате получается интегрированное одночиповое решение, в котором пользовательская прошивка пишется и исполняется внутри.



    Решение построено на базе ядра Cortex M0. Для выполнения пользовательских функция чипы имеют набор периферии: GPIO, 2×SPI, 2×UART, 2×I2C, 4×PWM, 2 канала АЦП 11 бит и пр.

    ATBTLC1000

    Доступны несколько исполнений:

    • ATBTLC1000A-MU — корпус QFN-32, 4×4 мм.
    • ATBTLC1000A-UU — корпус WLCSP, 31 контакт, 2.262×2.142 мм. В отличие от корпуса QFN содержит несколько меньше GPIO.
    • ATBTLC1000-MR110CA — исполнение в виде готового и сертифицированного модуля, габариты 20×12.7 мм.



    ATSAMB11

    Физически, это тот же BTLC1000 со встроенной флешкой, в которую запихан стек.



    По традиции исполнения в виде чипа и модуля:

    • SAM B11 — SOC в корпусе QFN-48, 6×6 мм
    • SAMB11-MR210CA — модуль на 40 контактных площадок и габаритами 22.9×15.4 мм

    Отладочные средства
    BTLC1000 Xplained Pro Starter Kit — набор разработчика включающий отладку Xplained Pro с низкопотребляющим контроллером SAML21 Cortex M0+ и платой расширения, с установленным модулем ATBTLC1000-MR110CA.



    BTLC1000 Xplained Pro Evaluation Kit — плата расширения с модулем ATBTLC1000-MR110CA отдельно, для тех кому не нужна отладка под SAML21. Подходит для установки в любую плату серии Xplained Pro Kits.



    ARM Cortex-M0+based IEEE 802.15.4 Wireless MCUs


    Для построения сети радио-датчиков и исполнительных устройств, компания Atmel в 2015 году представила новое семейство систем на кристале — SAMR21 — микроконтроллер с ядром Cortex M0+ с интегрированным радиотрансивером на 2.4ГГц.

    Характеристики самого микроконтроллера аналогичны семейству SAMD21:

    • Частота работы ядра 48 MHz
    • До 256 KB flash
    • Производительность 2.14 CoreMark/MHz
    • 12 каналов DMA
    • Потребление менее 70μA/MHz
    • До 5-ти универсальных коммуникационных модулей SERCOM
    • Встроенный контроллер сенсорных кнопок
    • 12-ти битное АЦП
    • Full Speed USB device and host

    Варианты доступных корпусов:



    В Atmel Studio 7 присутствует большое количество примеров, включая портированные стеки 6LoWPAN и LwMesh.

    Отладочные средства
    SAM R21 Xplained Pro Evaluation Kit — отладочная плата под микроконтроллер ATSAMR21G18A, со встроенным отладчиком и двумя гребенками под установку плат расширения.



    SAM R21 ZigBee Light Link Evaluation Kit — отладка с аналогичным как и у предыдущего кита камнем, но с более богатой периферией на плате. Добавлены OLED дисплей, сенсорные кнопки и слайдер, RGB светодиод и прочее.


    Rainbow
    Поставки электронных компонентов, инжиниринг
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 8

      0
      www.arduino.cc/en/Main/ArduinoMKR1000 — на базе ATSAMW25, только анонсировали. Все ОК — но цена только чипа в районе 20 баксов — полное «отморозко».
        0
        ну это всё же не чип, а модуль. цена для модуля вполне обычная. вот как вариант популярный в России и в ардуино wiznet. Причем SAMW25 это модуль с open CPU, что не самая частая вещь.
        ну и если отойти от ардуино, а обратиться к профессиональным разработчикам, то для крупных проектов Атмел даёт цены, существенно отличающиеся от розничных.
          0
          Да все понятно, что оптовикам скидка. Но вспомним, что Атмел тут не революционно новый девайс представил. Эти модули существуют уже капырнадцать лет — достаточно посмотреть хотябы у того же TI --CC3000 уже года три как представили с похожими характеристиками. Но при цене в $12 за модуль при оптовых поставках проигрывали Нордику тому же в китайской реализации. А после выпуска esp8266 о чем там может вестись речь?
          По сути это цена за предоставленное лицензирование, которое «лицензирована для вас». Но если вы собирание разовое устройство чтоб потешить своё самолюбие, выберите вы модуль с лицензией за 20 или все таки за 3 без лицензии?
            0
            3000 это все таки тоже чип. 3 года назад TI не выпускал модулей под своим брендом, насколько я помню. Сейчас, судя по всему, уже выпускают. о революционности речи не идет, скорее атмел догнал лидеров по части позиции. экспертно сравнивать какие-то технические характеристики Atmel vs TI не берусь, компетенции не хватит.
            есп8266 для домашних поделок вне конкуренции, с этим глупо спорить. но для коммерческих проектов в России он применим с трудом. а мы (Рейнбоу) всетаки конечной целью блога ставим привлечение «профессиональных» разработчиков и тут атмеловские решения смотрятся на уровне на сегодняшний день.
              0
              Сравнение с CC3000 некорректно: SAMW25 это не просто wi-fi модуль, там еще микроконтроллер Cortex-M0. Тут правильнее сравнивать с CC3200, но тогда эти модули практически ровесники.
              В плане радиолюбительских задач соглашусь, что esp8266 закрывает, наверное, 99% радиолюбительских задач. Тем не менее, нужно иметь ввиду, что модуль от Atmel несет на борту микроконтроллер Cortex-M0 с 256 кб флэш-памяти. Поэтому его применение даже в разовых изделиях может оказаться оправданным при создании ресурсоемких приложений. Ну и библиотек под распространенные мк написано довольно много, может оказаться проще заплатить дополнительные деньги, чем руками портировать что-то сложное, но нужное.
          0
          В свое время Atmel завоевала радиолюбителей простотой загрузки hex в микроконтроллер. Я имею ввиду AVR.
          На сколько я понимаю, SAMR21 это современная альтернатива ATMEGA128RFA1, там такой же трансивер (такой же?). И в целом, Atmel Cortex-M0 позиционирует как замену AVR. Чем шить эти SAM'ы?
          Существуют ли простые и свободные программаторы и утилиты, такие как avrdude? Есть или предполагается поддержка gcc? Или обязательно использовать монстроподобную Atmel Studio?
            0
            промахнулся. ответил ниже.
            0
            На сколько я понимаю, SAMR21 это современная альтернатива ATMEGA128RFA1, там такой же трансивер (такой же?).

            Ну по большому счета да, SAMR21 это ATMEGA128RFA1 на ядре M0. Стоит ли там тот же трансивер, не могу сказать. Но смею надеяться, что Атмел не стоял на месте и что-то в нем усовершенствовал.

            Есть или предполагается поддержка gcc? Или обязательно использовать монстроподобную Atmel Studio?

            Atmel Studio (как и AVR Studio до неё) всегда использовала и использует компилятор gcc. Поэтому, ответ «да» поддержка gcc есть.

            Существуют ли простые и свободные программаторы и утилиты, такие как avrdude?

            SAMR21 имеет ядро Cortex. Т.е. можно использовать те же инструменты что и для других кортексов. J-link и его клоны например. Отладка SAMD20 Xplained Pro может выступать программатором для атмеловских кортексов. По-моему ST-link позволяет шить любые камни, а не только свои (но это я не проверял).

            Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

            Самое читаемое