Беспроводные решения Atmel для IoT

в 14:19, , рубрики: 6lowpan, atmel, BLE, bluetooth, cortex-m0, internet of things, IoT, wi-fi, wilc1000, winc1000, WINC1500, Блог компании Rainbow, программирование микроконтроллеров, Разработка для интернета вещей, Электроника для начинающих

Беспроводные решения Atmel для IoT - 1
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

Беспроводные решения Atmel для IoT - 2

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

Беспроводные решения Atmel для IoT - 3
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.
Беспроводные решения Atmel для IoT - 4

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.
Беспроводные решения Atmel для IoT - 5

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.
Беспроводные решения Atmel для IoT - 6

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.
Беспроводные решения Atmel для IoT - 7

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.

Беспроводные решения Atmel для IoT - 8
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.

Беспроводные решения Atmel для IoT - 9

ATSAMB11

Физически, это тот же BTLC1000 со встроенной флешкой, в которую запихан стек.
Беспроводные решения Atmel для IoT - 10
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.
Беспроводные решения Atmel для IoT - 11

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.
Беспроводные решения Atmel для IoT - 12

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 70μA/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:
Беспроводные решения Atmel для IoT - 13

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.
Беспроводные решения Atmel для IoT - 14

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.
Беспроводные решения Atmel для IoT - 15

Автор: Rainbow

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля