A Atmel vem trabalhando intensivamente na família SMART, baseada em core ARM. São oferecidos tanto microcontroladores com Flash interna (ARM7, ARM9, ARM Cortex-M0+, ARM Cortex-M3 e ARM Cortex-M4) quanto microprocessadores sem Flash interna (ARM9 e ARM Cortex-A5). Já tinha sido lançada a família de microcontroladores SMART SAM D20, D10/D11/D21 e SAM G. Agora existe um novo membro nessa família, o SAM L21!

O microcontrolador Atmel SAM L21 possui o core ARM Cortex-M0+, apresentando as seguintes características:

• ARM Cortex-M0+ operando até 48MHz;
• Disponível em encapsulamentos de 32 a 64 pinos;
• Memórias: Flash (até 256KB) e SRAM (até 44KB);
• Performance: 2,46 CoreMark/MHz;
• In-system programmable Flash;
• Controlador de DMA de 16 canais;
• Event System com 12 canais;
• Periféricos Sleepwalking;
• Controlador de interrupção programável;
• Até 51 I/Os programáveis;
• Real Time Clock (RTC) de 32 bits e calendário;
• Até 5 Timers/Contadores de 16 bits e 3 Timers/Contadores para controle, TCC (24 bits e 16 bits);
• Single-cycle IO access, o que oferece uma frequência de GPIO de até 24 MHz;
• 1 interface USB full-speed 2.0 – Host e Device;
• Até 6 SERCOM’s (Serial Communication Module) podendo ser configurados como USART, UART, SPI, I2C de até 3.4MHz, SMBus, PMBus e LIN escravo;
• Até 20 canais ADC de 12 bits 1MSPS;
• 2 canais DAC de 12 bits 1MSPS;
• 3 OPAMPs;
• AES e TRNG;
• Controlador de touch que suporta até 192 botões, sliders, wheels e sensor de proximidade;
• Opção de clock interno e externo, podendo realizar a escolha entre eles dinamicamente.

São disponibilizados três modelos dessa série: SAM L21J, SAM L21G e SAM L21E. Para maiores detalhes, veja o seu datasheet. Veja agora o diagrama de blocos desse microcontrolador abaixo:

Por que o baixo consumo?

O mercado criado com a era da Internet das Coisas (IoT – Internet Of Things) é estimado em bilhões de dispositivos até 2020, o que cria uma demanda por equipamentos que façam muito bom uso de baterias. Para isso surgiu a plataforma Atmel SMART.

Com um consumo abaixo de 40 µA/MHz em modo ativo, de 200 nA no modo sleep mais profundo e de menos de 900 nA com completa retenção de 32KB de memória SRAM e RTC/calendário, ganhou de seus concorrentes no teste EEMBC CoreMark benchmark. Veja mais detalhes desse teste aqui.

Esse resultado é obtido com a ajuda de algumas características desse microcontrolador: possui Event System e periféricos Sleepwalking, além de ser o primeiro microcontrolador da série SMART que faz uso da tecnologia picoPower, proprietária da Atmel.

Modos de sleep

O SAM L21 oferece quatro modos de sleep selecionáveis por software: idle, standby, backup e off. No modo idle, o clock da CPU é removido, enquanto os outros periféricos podem continuar funcionando. No modo standby, todos os clocks e periféricos são desligados, com exceção dos módulos escolhidos para continuarem funcionando, situação na qual todo conteúdo das RAMs são mantidos. É possível desligar todo o sistema, mas ainda deixar funcionando somente um conjunto de periféricos de um área, chamada de domínio de backup, usando o modo backup de sleep.  O retorno desse estado para idle ocorre por meio de um pulso de reset do controlador de reset de backup. Em último caso, é possível desligar completamente o microcontrolador, no modo off de sleep, e deixar que somente um pulso de reset principal do dispositivo o acorde.

É possível ainda usar periféricos que suportem SleepWalking, os quais podem executar suas tarefas e gerar eventos, usando os seus próprios clocks, sem acordar a CPU.

Por causa disso tal microcontrolador é ideal para handheld, dispositivos operados por bateria e para uma variedade de aplicações IoT.

Event system

Permite comunicação autônoma, configurável e de baixa latência entre periféricos. Alguns periféricos podem ser configurados de forma a emitir e/ou responder a sinais, conhecidos como eventos, sendo que cada módulo possui sua peculiaridade para geração e consumo dessa sinalização. Um detalhe importante é que a CPU do microcontrolador não participa da comunicação entre os periféricos e, portanto, não consome alguns recursos do sistema, tal como memória RAM. Veja a Figura 2, que exibe o diagrama em block do Event System.

Vídeos

Confira abaixo o vídeo da entrevista que Andreas Eieland, Senior Product Marketing Manager da Atmel, concedeu à ARMdevices.net  sobre esse microcontrolador.

Veja também o vídeo da apresentação desse microcontrolador na feira Electronica 2014:

Referências

Henrique Rossi

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Engenheiro eletricista com ênfase em eletrônica e pós-graduado em Engenharia de Software. Comecei um mestrado, mas o interrompi. Especialista na área de sistemas embarcados, com mais de 12 anos de experiência em desenvolvimento de firmware (sistemas baremetal e baseados em RTOS) e Linux Embarcado. Atualmente sou administrador do site Embarcados, trabalho num fabricante de Set-Top Box e atuo como consultor/desenvolvedor na área de sistemas embarcados.