ADuCM410/420: високоточні контролери для обробки аналогових даних

Компанія Analog Devices поповнила номенклатуру прецизійних мікроконтролерів новими багатоканальними пристроями на ядрі Arm®Cortex™-M33 з тактовою частотою 160 МГц.

Нові високоінтегровані SoC, 16-розрядний мікроконтролер ADuCM410 і його “молодший брат” 12-розрядний ADuCM420, призначені для збору і перетворення аналогових даних. ADuCM420 розроблявся для застосування в модулях мереж оптоволоконного зв’язку зі швидкостями передачі 100, 200, 400 Гбіт/с і вище. ADuCM410 окрім ВОЛЗ знайде широке застосування в системах промислової автоматизації, моніторингу та управління, КВПіА тощо.

Нові пристрої, навіть “молодша” версія, перевершують в продуктивності створені в 2016-2018 рр. для тих же завдань мікропроцесори сімейства ADuCM360, реалізовані на ядрі 7-го покоління Arm®Cortex™-M3. ADuCM4x0 використовують в якості ядра малоспоживаючий 32-розрядний RISC процесор Arm®Cortex™-M33 (8 покоління ARM-M) з піковою продуктивністю 240 MIPS. Процесор має конфігурований багатоканальний контролер прямого доступу до пам’яті (DMA) для роботи з периферійними модулями зв’язку (SPI, UART і I²C). Також на кристалі інтегровані 2×512 кБ (ADuCM410) або 2×256 кБ (ADuCM420) незалежної флеш-пам’яті і 128 кБ (ADuCM410) або 64 кБ (ADuCM420) статичної пам’яті (SRAM). Пам’ять підтримує алгоритми одиночного і дубльованого виявлення і виправлення помилок (SEC-DED). Поділ флеш-пам’яті на два блоки підтримує виконання з одного флеш-блоку і одночасний запис і/або стирання іншого флеш-блоку.

Прецизійний аналоговий мікроконтролер ADuCM410 має 16 аналогових входів, 4 з яких призначені для моніторингу потужності. ADuCM420 має 12 аналогових входів (3 – для моніторингу потужності). Входи програмуються користувачем для збору даних зі швидкістю до 2 млрд. вибірок в секунду в несиметричному і/або повністю диференціальному режимі (до 4 каналів тільки ADuCM410). Диференціальний вхід забезпечується підсилювачем з програмованим коефіцієнтом підсилення (PGA) або трансімпедансним підсилювачем (TIA) для вимірювання напруги і струму. Вхідний діапазон для аналогових входів становить від 0 до опорної напруги. Крім того, мікросхема дозволяє вимірювати температуру кристала і напругу живлення.

Компоненти мають внутрішнє джерело опорної напруги 1.25 або 2.5 В з низьким шумом і малим дрейфом, з буферізованим виходом. Крім того, на кристалі інтегровані 12 ЦАП з виходами 0..2.5 В, 8 каналів з навантаженням до 1 кОм і 4 канали – до 2.5 кОм.

Оцифровка аналогових сигналів здійснюється високошвидкісним 16-розрядним АЦП послідовного наближення. Секвенсор дозволяє користувачеві задавати послідовність обробки вхідних каналів.

Мікропроцесори мають вбудовані генератор тактової частоти 16 МГц і ФАПЧ 160 МГц, також можлива зовнішня синхронізація. З метою зниження енергоспоживання можливо незалежне управління таймерами. Цей та інші режими енергозбереження вибираються користувачем.

ADuCM410/ADuCM420 мають цілий ряд програмованих периферійних модулів: контролери послідовних портів UART, I²C і SPI, порт введення/виводу загального призначення (GPIO, можуть бути налаштовані з різними рівнями напруги), 32-елементний програмований логічний масив (PLA), 5 універсальних таймерів , таймер пробудження і сторожовий таймер, 16-розрядний восьмиканальний контролер ШІМ. Контакти GPIO можуть бути запрограмовані для обробки цифрових або аналогових периферійних сигналів.

Мікроконтролери підтримують інтерфейс вводу/виводу даних управління (MDIO), здатний працювати на частоті до 10 МГц. Користувачеві програмування спрощується за рахунок включення апаратних компараторів фізичної адреси (PHYADR) і адреси пристрою (DEVADD).

Для процесорного ядра Arm®Cortex™-M33 доступна велика екосистема підтримки, що, безумовно, підвищує привабливість нових мікропроцесорів в очах розробників рішень на їх базі. Виробник подбав про наявність оціночних плат, EVAL-ADuCM410 і EVAL-ADuCM420.

Мікросхеми корпусовані в форм-фактори: 64-контактний LFC WLCSP розмірами 3.46 × 3.46 × 0.5 мм (обидва мікроконтролера) або 81-контактний CSP-BGA розмірами 5 × 5 × 0.85 мм (тільки ADuCM410). Температурний діапазон експлуатації – від -40 до +105 ˚C. Відвантаження бюджетних мікропроцесорів здійснюється партіями на піддонах по 640 штук, в стрічці на бобінах по 1000 або 1500 штук (для ADuCM410) або бобінами по 1500 або 5000 штук (для ADuCM420).

За консультаціями щодо постачання новітніх компонентів і систем звертайтеся до відділу електронних компонентів науково-виробничої фірми VD MAIS - офіційного дистриб'ютора продукції Analog Devices і професійного постачальника інноваційних рішень для високотехнологічних галузей промисловості України.