Az Atmel háza táján a technológia fejlődésével a gyártott chipek belső vonalszélessége lecsökkent.
Így ennek számos következménye lett:
Legszembetűnőbb az ár. Az újabb A-s chipek ára a jelölés nélküliekhez képest 10-30%-kal kedvezőbb. Ugyanakkor egyre nehezebb beszerezni már a régebbiekből.
Ezek kifutó típusok lettek. Még fél-egy év és el is tűnnek a piacról.
A kódhordozhatóságról itt-ott leírások szólnak, de jellemzően minden rendben. De mi van ha mégsem?
Ezeket a kérdéseket járjuk körbe…
És mellékesen megnézzük, hogy az Atmel típus-elnevezései hogyan alakultak az idők folyamán – és mely chipek képeznek egy családot. És miért van első és második AVR generáció? És különben is lesz vagy van már harmadik?
Típusazonosítás
A típusjelölés az Atmel háza táján nem mindig konvencionális. Jó példa erre az ATMega168 család:
A chipek általános típusjelölése:
Például itt (az aláhúzás a darabolást teszi átláthatóvá): AT MEGA 328 P U
- Általános módon a név első fele a gyártóra utal. AT – azaz Atmel.
- A név folytatása a chip családot nevesíti. MEGA – azaz a Mega (nagyobb tudású) család sarja. A kisebb tudású, egyszerűsített, egy-egy funkcionális résztől megfosztott család a TINY néven szólítható. És az eredeti (már megszűnt) 90S sorozat, amiből a Mega és a Tiny származik. A 90 jelzést a speciális családok vitték tovább: 90USB – belső hardware USB-t tartalmaz, 90CAN – az autóiparban használt CAN buszra utalva, xMEGA – a bővített MEGA tudású chipek rövidítései. A belső LCD vezérlésre nem utal elnevezés (pl. ATMega169/329 család), ahogyan a rádiófrekvenciás speciális chipek is csak a típusszámból olvashatóak le (pl. ATMega128RFA1).
- Az azonosítószám már beszédesebb Itt a 328 az egyedi azonosító és ahogyan az a chip adatjapjából kiderül, hogy az ATMega8 család második generációs tagja (ATMega x8).
A chip elnevezéséből látszik még (ATMega328), hogy 32 kbyte memóriával bír. A család egyes tagjai: ATMega48 – 4kbyte, ATMega88 – 8 kbyte, ATMega168 – 16 kbyte, ATMega328 – 32 kbyte. Nagyobb (ATMega648, ATMega1288) chipek 28/32 lábú kiadásban (azóta sem) érhetőek el. A számozás hasonló a második generációban: a 40 lábú család első generációja ATMega16/ATMega32, míg a második generáció: ATMega x4 család: ATMega164, ATMega324, ATMega644, ATMega1284. De a Tiny sorban is találunk ilyet: ATTiny15 (1 kbyte), ATTiny25 (2 kbyte), ATTiny45 (4 kbyte), ATTiny85 (8 kbyte). És a legnagyobbak: ATMega64/128 család két fele ágazott: a 64 lábú maradt az ATMegaxxx1 (ATMega641/1281/2561), míg a 100 lábú az ATMegaxxx0 család (ATMega1280/2560).
Fontos! Ezek a chipcsaládok egymással láb és funkció-csereszabatosak, azaz ha sikerül kinőni a kisebbet, akkor felfele van hova bővíteni!
- A chip típusjele a szám után lehet még: P típusjelzetű is. Ez a harmadik generációs ún. PicoPower technológiát jelenti, mely az alacsony áramfelvételt hivatott biztosítani. A P sorozatú chipek a standard chipekkel nem 1:1-ben cserélhetőek – mivel belső regisztereik is kisebb-nagyobb mértékben eltérnek, valamint funkcionális változás is lehet bennük (pl. ATMega644: 1 sorosport, ATMega644P: 2 sorosport). Az ATMega168 harmadik generációja az ATMEGA168P-20AU névre hallgat.
- Az ATMega328PU jelzetben hiányzik az a szám, ami a chip maximális sebességére utal. Az első generációs chipekben ez 8 vagy 16 MHz volt (-16 vagy –8 jelöléssel), a második generációsak –20 jelzete a 20 MHz órajelet jelentik (ha nincs jelölve, szintén 20MHz a maximális sebessége).
- A régi jelölésrendszerben az L betű jelentette a kisfeszültségről is üzemelő “Low voltage” sorozatot. Pl. ATMega-8L jelölést kapott. Ez a chip 1.8V-tól már megbízhatóan működik. Az Atmelnél a chipeket nem a minél magasabb órajelre kondicionálják, hanem a kisebb feszültségen való stabil üzem alapján kerül osztályozásra.
- A megújult gyártástechnológia miatt a chipek stabilak már mind az 1.8V alacsony feszültségen, mind a normál 5V rendszerekben. Így megkülönböztetésre nem is kerülnek: a könnyű azonosíthatóság miatt az új technológiával gyártott chipek az A jelzetet kapták (Pl. ATMega8A-AU). Itt a chip órajele nincs is feltüntetve, mert ezek a chipek 20 MHz maximális órajelen működhetnek 5V feszültség esetén.
- A jelölésekben a maximális órajel is általában megtalálható. Ez a régebbi chipek esetén 16 MHz (kisfeszültségű chip esetén 8 MHz) – az újabbakon pedig jellemzően 20 MHz. Az A jelzet az órajel növekedését nem vonta maga után, azaz az ATMega8-16PU régi chip utódja – az ATMega8A-PU – szintén maximum 16 MHz-n fut megbízhatóan!
- A chipek elnevezésében a tokozásra utaló jelzet nem változott, ahogyan az ólmos/ólommentes jelzet sem. Ezek a jelölések például ATMega168-20xy, ahol x:
P – DIP tok,
M – MLF tok,
A – TQFP tok.
És y:
I – ólmos kivezetés,
U – ólommentes technológia.
Az elnevezések így lehetnek egész csalókák is…
A vagy nem A?
De visszatérve a megújult technológiára…
Az újabb gyártástechnológia maga után vonta a kisebb vonalszélességet. És ennek két lényeges műszaki következménye lett:
- Felhúzó-ellenállások
A chipen belül be/kikapcsolható felhúzó-ellenállások értékei megnövekedtek – összhangban az alacsonyabb fogyasztással. Az eredetileg 8..20 kOhm helyett 30..100 kOhm-ra változott az értékük. Ennek áttételes következménye, hogy a külső felhúzó-ellenállások (pl. kapcsolók esetén) immár nem hagyhatóak el – különben zavarérzékennyé válik az áramkör!
- Fogyasztás
Az áramkörök fogyasztása a kisebb vonalszélességnek és a nagyobb belső ellenállásoknak köszönhetően jelentősen lecsökkent. Ez akár 50 %-os fogyasztáscsökkenést is okoz. Azonban, ha elemes készüléket tervezünk, akkor az áramfelvétel csak töredékéért felel a mikrokontroller…
A készenléti (Idle) és a normál (Active) működés áramfelvétele különböző sebességek esetén ATMega8 és ATMega8A chipnél:
Végül
A mikrokontrollerek csíkszélesség változása az áramfelvétel csökkenését és a belső felhúzó-ellenállások növekedését hozta magával. Fontos! A chipek belső ID-je alapján nem megkülönböztethetőek – utasításkészletük, szoftveres és hardware csereszabatosságuk 99.9%-ban fennáll. Az A jelzet nélküli, régebbi chipek kifutóak, a piacról 1 éven belül eltűnnek.. Így érdemes alkalmazásainkat mielőbb letesztelni az új chipeken is. Ha pedig a chip A jele helyett csak a P (PicoPower) áll rendelkezésre, akkor a programkód átírásának neki is lehet állni….
Forrásmunkák:
– AVR523: Migration from ATmega8 to ATmega8A
– Obsolote Mega16
