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 70?A/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.


Комментарии (5)


  1. Nizametdinov
    09.12.2015 20:20

    www.arduino.cc/en/Main/ArduinoMKR1000 — на базе ATSAMW25, только анонсировали. Все ОК — но цена только чипа в районе 20 баксов — полное «отморозко».


    1. den1s1
      09.12.2015 21:19

      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.


      1. svd71
        09.12.2015 22:51

        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?


        1. den1s1
          09.12.2015 23:10

          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.


        1. a_gusarov
          10.12.2015 00:04

          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.