Spezifikationen
Der ATSAM3U2EA-AU ist ein leistungsstarker 32-Bit-ARM-Cortex-M3-Flash-Mikrocontroller aus der SMART-SAM3U-Serie von Microchip (ursprünglich Atmel).
Aufschlüsselung der Suffixe
- 2EA: Variante mit 128 KB Flash und 36 KB SRAM sowie vollständiger externer Bus-Schnittstelle
- AU: 144-Pin-LQFP-Gehäuse für die Oberflächenmontage, für den industriellen Temperaturbereich (-40 °C bis +85 °C)
- Entsprechendes Tape-and-Reel-Modell: ATSAM3U2EA-AUTR
1. Kernarchitektur und Speicherressourcen
CPU-Kern
- ARM Cortex-M3 Rev 2.0-Kern, maximale Betriebsfrequenz 96 MHz, integrierte Memory Protection Unit (MPU)
- Thumb-2-Befehlssatz, 5-schichtige Multi-AHB-Busmatrix, insgesamt 22 unabhängige DMA-Kanäle (17 PDC-Peripherie-DMA + 4 zentrale DMA)
- Eine eigene PLL für den Hauptsystemtakt, eine separate eigene PLL für die Erzeugung des USB 2.0-High-Speed-Taktes
- SWD-Zweidraht-Debug-Schnittstelle, kompakter Micro Trace Buffer (MTB) für die Echtzeit-Trace-Fehlersuche
Speicherlayout
- Programm-Flash: 128 KB Dual-Bank-Flash (128-Bit-Zugriff mit Speicherbeschleuniger), unterstützt In-Application-Programming (IAP) und „Read-While-Write“
- Daten-SRAM: 36 KB Dual-Bank-Hochgeschwindigkeits-RAM (flüchtig)
- System-Boot-ROM: 16 KB, vorinstalliert mit UART/USB-DFU-Bootloader und IAP-Firmware
- Externe Speicherschnittstelle (SMC): Unterstützt SRAM, NOR-Flash und NAND-Flash mit integriertem 4-KB-NAND-Puffer und Hardware-ECC-Korrektur; 4 Chip-Select-Signale, 8/16-Bit-Parallelbusbreite
2. Integrierte Peripheriegeräte
Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsmodule
- USB 2.0-High-Speed-Gerätecontroller (480 Mbit/s), 4 KB dediziertes FIFO, 7 bidirektionale Endpunkte mit unabhängigem DMA
- HSMCI-Hochgeschwindigkeits-Multimedia-Karten-Schnittstelle für SD-/SDIO-/MMC-Speichermedien
- 4 × USART (unterstützt ISO7816, IrDA, Hardware-Flusskontrolle, Manchester-Kodierung) + 1 × einfacher UART
- 2 × TWI-Master-/Slave-Schnittstellen (I²C-kompatibel)
- 5 × synchrone serielle SPI-Schnittstellen, 1 × serieller SSC-I2S-Audio-Controller
- Echtzeit-Ereignismanager für die Synchronisation zwischen Hardware-Peripheriegeräten ohne Eingriff der CPU
Analogmodule
- 8-Kanal-12-Bit-SAR-ADC (Abtastrate 1 MSPS) mit differentiellen Eingangspaaren und programmierbaren Verstärkern (PGA)
- 8-Kanal-10-Bit-DAC für die Ausgabe analoger Wellenformen
- On-Chip-Bandlücken-Spannungsreferenz und interner Chip-Temperatursensor
- Analoger Hochgeschwindigkeitskomparator mit Interrupt-Weckauslöser
Peripheriegeräte für Zeitsteuerung und Steuerung
- 3 × 16-Bit-Timer/Zähler (TC): Eingangs-Capture, Ausgangsvergleich, Quadratur-Encoder-Schnittstelle
- 4-Kanal-16-Bit-PWMC-PWM-Generator mit hoher Auflösung für den Motorantrieb und die LED-Dimmung
- 32-Bit-RTT-Echtzeittimer + voll ausgestatteter RTC-Kalender mit automatischer Schaltjahrkompensation und zwei Alarm-Interrupts
- Unabhängiger Watchdog-Timer (WDT), programmierbarer POR-Power-On-Reset und mehrstufige Brown-Out-Erkennung (BOD)
3. Energieverwaltung und Energiesparmodi
- Einzige Versorgungsspannung: 1,62 V bis 3,6 V, mit integriertem linearem Spannungsregler auf dem Chip für die Kernstromversorgung
- Drei hierarchische Energiesparbetriebsmodi:
- Ruhezustand: CPU angehalten, alle Peripheriegeräte aktiv
- Warten: Hauptsystemuhr deaktiviert, nur eingeschränkte Peripheriefunktionen verfügbar
- Standby-Modus: Nur RTC, RTT und Wake-Logik aktiv; typischer Stromverbrauch von nur 1,65 µA
- Mehrere Taktquellen: externer Quarz mit 3–20 MHz, werkseitig abgestimmter interner RC-Oszillator mit 8/12 MHz, RC-Oszillator mit 32 kHz und extrem geringem Stromverbrauch, Quarz mit 32,768 kHz für die Echtzeituhr (RTC)
4. E/A- und Zuverlässigkeitsmerkmale
- Bis zu 96 multifunktionale digitale Allzweck-I/O-Pins mit integrierten Terminierungswiderständen auf dem Chip
- Alle Signalpins bieten einen hohen ESD-Schutz für industrielle Verkabelungsumgebungen
- ECC-Fehlerkorrektur für Flash-Speicher-Hardware, Sicherheitslogik zur Erkennung von Taktfehlern
- Pro Pin per Software konfigurierbare Pull-up-/Pull-down-Widerstände, externe Interrupt-Funktion und Wake-up-Funktion bei Pin-Änderung
5. Elektrische und umwelttechnische Kennwerte
- Betriebstemperaturbereich (Industrieausführung): -40 °C bis +85 °C
- MSL 3 – Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe (168 Stunden Lagerfähigkeit vor dem Reflow-Löten)
- Vollständig RoHS-konform, bleifrei und halogenfrei
- Typische Leistungsaufnahme: 2,3 mA bei 1 MHz, 1,3 mA bei 500 kHz Taktfrequenz
6. Informationen zum Paket
- Gehäuse: 144-Pin-LQFP für Oberflächenmontage, Grundfläche 20 mm × 20 mm, Pin-Abstand 0,5 mm
- Standardmäßig in Schalenverpackung; „Tape-and-Reel“-Ausführung für die automatisierte SMT-Massenmontage erhältlich
Typische Anwendungen
- Industrielle Datenerfassungssysteme mit externem parallelen NAND/NOR-Speicher
- Tragbare USB-Messgeräte und Datenlogger mit hoher Übertragungsgeschwindigkeit
- Medizinisches Diagnosegerät mit mehrkanaliger analoger Abtastung und SD-Speicher
- Motorsteuerungsantriebe, BLDC/PMSM-Regelung mit hochauflösender PWM
- Eingebettete Industrie-Gateways mit Erweiterung für mehrere serielle Busse (RS485, SPI, I2C)
- Tragbare Audiogeräte, MIDI-Geräte und Hardware zur digitalen I2S-Audioverarbeitung
- POS-Zahlungsterminals, Digital Signage und SDIO-Peripherie-Controller-Karten
- Batteriebetriebene industrielle Feldüberwachungsknoten mit Hochgeschwindigkeits-USB-Datenübertragung
LXB Semicon liefert den originalen industriellen 32-Bit-Cortex-M3-Hochgeschwindigkeits-Mikrocontroller ATSAM3U2EA-AU von Microchip mit externem Speicherbus und HS-USB.
