作者：Atmel 來源：Atmel 時間：2009-4-29 8:03:00 瀏覽次數：360 次
愛特梅爾公司推出CAP7L可定製微控制器，可讓無晶圓廠(fabless) 的半導體公司以縮短至12周的交付週期、僅爲7.5萬美元的一次性支出 (NRE) 及低至5美元的單位成本，且無需自ARM公司獲取單獨許可，便可實現基於ARM7™ 處理器的系統級芯片(systems-on-chip, SoC)。
CAP7L提供了目前最低的NRE成本，爲產量爲1萬單位的項目提供良好的經濟效益，完全攤銷後的單位成本爲17美元；而對於產量爲 5萬個單位的項目，攤銷後的單位成本僅爲7美元，並已經包括了NRE和IP的支出在內。
AT91CAP7L 器件是標準微控制器產品，具有多達20萬門金屬可編程單元結構(Metal Programmable Cell Fabric, MPCF)，用於實現專有定製 IP、硬件加速器、附加處理器內核或獨特的外設集，以生成定製SoC。
使用愛特梅爾第二代金屬可編程單元結構技術MPCF-II，可將NRE降到7.5萬美元。MPCF技術最初於2007年發佈，能夠讓基於單元的ASIC器件，以較ASIC平臺更低成本和更快的交付週期達到很高的硅效率。最初的方案使用觸點、6層金屬，以及5個通孔層 (via layer)，用於MP庫單元的配置和互連。而全新的MPCF-II技術則具有專爲芯片配置和路由而設計的全新VP (Via Programmable) 單元庫，僅使用3層金屬和3個通孔層，從而將掩膜數量從 12 個減少至 6 個，並省去達 50% 的NRE成本。
金屬可編程模塊 (metal programmable, MP) 約佔CAP7L芯片面積之15%，其餘85% 的芯片面積是預定義的 (pre-defined)，包括了一個ARM7處理器和4層AMBA® AHB™總線和22個通道外設DMA控制器、USB設備、 SPI主和從、兩個USART、三個16位定時計數器、一個8通道/10位模數轉換器、160KB SRAM，以及一個包括中斷、功率控制和監控功能的全功能系統控制器。爲了確保MP模塊中定製功能和芯片其餘部分之間能正確通信，MP模塊備有兩個AMBA AHB主 (master) 和兩個AMBA AHB從 (slave)、14個AMBA先進外設總線 (APB™) 從，以及可通過硬件選擇來分享I/O的32位可編程I/O。另外，還有一個片上專有中斷控制器，提供多達13個經編碼的中斷和兩個附加的未經編碼的中斷，用於DMA傳送。
CAP7L 能夠爲創建有別於以ARM處理器爲主的系統設計的大型OEM客戶，以及將新IP 帶入微控制器市場的創新性無晶圓廠企業，提供低成本的解決方案。MPCF II技術能夠在 NRE 費用緊缺的謹慎經濟狀況下，實現具有豐富功能的ARM7處理器設計，這是激勵小型設計團隊和工程技術預算有限的設計發展和成長的理想選擇。
愛特梅爾公司CAP™ 產品市場總監 Jay Johnson 稱：“無晶圓廠半導體公司在實施新設計時常常陷入左右爲難的境地，因爲全定製ASIC所需的10 萬美元 NRE 費用和百萬單位的最少訂購量使設計人員卻步， 尤其是在市場接受度不確定的情況下，採用全定製ASIC的做法很不實際。雖然他們也可以採用小批量、快速交付的ASIC，但其單位成本卻往往達到數百美元。而且在任何一種情況下，它們可能都需要購買ARM IP許可。”
Johnson續道：“剩下的選擇就是使用具有嵌入式軟內核或外部微控制器的FPGA，但採用基於FPGA解決方案的問題是，與集成式SoC相比，FPGA解決方案的性能較差、佔位面積較大，且功耗高出44倍。此外，在FPGA中實現的‘祕方’很容易遭盜竊，所以在許多情況下，這都不是一個可行的選擇。無晶圓廠半導體公司無法利用FPGA解決方案把產品帶入市場。”
Johnson總結稱：“對於無晶圓廠半導體公司而言，最具成本效益的高性能選擇是CAP7L 可定製微控制器。該產品提供了廉價的小批量解決方案，具有定製SoC 的功耗、性能和IP 安全性特性，而且沒有額外的授權費用或昂貴的單位成本。CAP7L在最差情形下的功耗在3mW和4mW之間，較典型 FPGA的功耗降低98%。”
設計流程 － CAP7L的設計流程與 “FPGA加MCU”或ASIC實施方案相同，最初使用 Altera® 或 Xilinx® FPGA和一個基於ARM7處理器的MCU來進行開發，愛特梅爾提供備有直接FPGA接口的基於ARM7 處理器的CAP7E MCU。CAP7E 之上的接口將FPGA與CAP7L上的AMBA AHB和外設DMA控制器直接相連。此外，愛特梅爾還提供FPGA邏輯，對FPGA 和 CAP7E 微控制器之間流動的總線通信量進行解碼和編碼。FPGA中的邏輯模塊經由AMBA AH主和從通道連接至CAP7E MCU。
在移植到 CAP7L 之前，設計人員可以使用“CAP7E加 FPGA”實施方案進行早期市場測試和概念驗證。
除了提供 ARM 內核，愛特梅爾還備有一個大型IP軟件庫，無需授權費用和權益金，並在CAP7L MP 模塊中經過全面驗證和測試。愛特梅爾的免費IP 包括支持RS232、RS485、ISO7816 和 IRDA 的USART、IRDA、一個串行同步控制器 (SSC)、I2S、音頻AC’97控制器、雙線接口 (主及從)、串行外設接口 (SPI)、SD卡/MMC卡主控制器、控制器局域網2.0B + 8 個郵箱 (CAN)、並行 I/O (32)、定時計數器、脈寬調製 (PWM)、數據加密標準 (TDES-133 MHz)、先進加密標準 (AES-128/196/256)、安全哈希算法 (SHA1)、AHB/APB 橋、外部總線接口、外部靜態 RAM / 閃存控制器、用於NAND閃存的錯誤糾正控制器 (error correction controller, ECC)、SDARM控制器和ZBT RAM控制器。
用於任何定製IP的HDL代碼是使用標準的特定供應商或第三方FPGA設計工具而開發的，一旦經過驗證，客戶必需向愛特梅爾提供寄存器傳送級 (RTL) 網表 (netlist)，以便在CAP7L的MP模塊中實施。
最終的門級網表原型可在10周內提供；生產批量網表則在12周內提供。
現有的第三方工具 － 愛特梅爾基於 ARM 處理器的MCU系列所用的 C編譯器、RTOS、OS、ICE和IDE也可與這些器件的CAP型號共享，其中包括愛特梅爾的免費GNU gcc C編譯器、GNU gdb 調試器、FreeRTOS.org實時內核，商用工具包括ARM (RealView Development Suite, RealView ICE, RealView Trace2) Green Hills® (Multi® IDE、 TimeMachine™、Integrity® OS)、IAR™ (C 編譯器 – Embedded Workbench)、ExpressLogic (實時操作系統 – ThreadX®) 和Micrium (實時操作系統 – uCOS/II)。
供貨和價格 － 愛特梅爾現可提供 CAP7L 可定製微控制器，NRE費用爲7.5萬美元，採用144 LQFP 封裝，訂購 5 萬個器件的單價爲5.50美元。7.5萬美元 NRE成本包括協助客戶將其FPGA代碼重新瞄準進入愛特梅爾金屬可編程庫的設計工程技術、靜態定時分析和收斂、佈局佈線、設計修整、掩模和10個快速交付原型樣件。此外，愛特梅爾還提供一個低成本入門級工具套件用於工程技術評測，AT91CAP7A-STK工具套件的價格爲399美元。
同時，內置FPGA接口的CAP7E微控制器也在供應中，訂購1萬片，單價爲9.50美元。
信息：
愛特梅爾的CAP 產品信息可從以下網頁獲取： www.atmel.com/products/AT91CAP
關於愛特梅爾公司
愛特梅爾公司是全球領先的半導體設計和製造商，專門提供微控制器及補充產品如電容性觸摸感應IC、ASIC、非易失性存儲器和無線射頻 (RF) 器件。該公司擁有業界最廣泛的知識產權核心 (IP) 技術資源之一，能爲電子工業提供全面的解決方案。愛特梅爾公司專注於消費電子、工業、汽車、安全、通信和計算市場。通過提供工具與支持，愛特梅爾幫助不同領域的客戶以更小巧、更高智能、更高成本效益和更多元化的電子產品，穩佔市場領導地位。
