Mikroprocesory SPEAr od STMicroelectronics®

I když by někdo mohl podle názvu nabýt dojmu, že jde o novou rodinu dosud zcela neznámých mikroprocesorů, opak je pravdou. Označení vzniklo ze slov Structured Processor Enhanced Architecture. Pro základní mikroprocesory z této rodiny je charakteristické jádro ARM926 s maximálním taktem 400 MHz. Rodina procesorů z řady SPEAr umožňuje díky přítomnosti jednotky MMU snadné nasazení operačního systému. Níže představíme již existující procesory SPEAr, které se již delší dobu vyrábějí, a zmíníme se krátce i o těch připravovaných, které budou s dvěma jádry Cortex-A9. Věnujme se ale nejprve současným procesorům SPEAr.

Mikroprocesory SPEAr lze označit jako Embedded MPU. Možnost nasazení operačního systému LINUX, je podpořena implementovaným rozhraním pro paměti LPDDR-333/DDR2-666, které je schopné adresovat až 1 GB fyzické paměti.Výrobce samozřejmě nezapomněl na možnost připojení dalších externích pamětí SRAM, NAND i NOR FLASH. Zejména podpora pamětí FLASH je důležitá pro úschovu programů a různých dat. V rodině SPEAr najdeme vždy standardní periferie jako UART, SPI, I2C a ADC. Součaně ale každý procesor obsahuje minimálně jedno rozhraní pro Etherenet, 2×USB (host) a 1×USB (device). Poznamenejme ještě, že fyzické vrstvy pro USB jsou již součástí čipu. Vzhledem k předpokládanému průmyslovému nasazení mikrokontrolérů SPEAr lze za krok správným směrem považovat implementaci kryptografického koprocesoru, který podporuje řadu algoritmů včetně široce používaných AES, DES, MD5 a dalších.

Popišme si nyní krátce jednotlivé produkty z této řady. SPEAr300 a SPEAr320 jsou vhodné pro aplikace, které pracují s grafickým rozhraním a ovládáním. Oba jsou vybaveny rozhraním paměťové karty SDIO/MMC, dále pro LCD panely s rozlišením až 1024×768 a 24bitovou barevnou hloubkou a pro dotykovou obrazovku. U SPEAr300 najdeme ještě podporu klávesnice 9x9, rozhraní pro kameru a pro Codec/Slic. Tento obvod je tudíž vhodný pro aplikace jako je například VoIP, PABX a pro podobné, kde je potřeba řešit grafická, nebo i zvuková rozhraní směrem k člověku. Namísto toho je SPEAr320 rozšířen o dvě rozhraní CAN, další 4 čítače/ časovače a 16bitové rozhraní pro externí paměti. To ho činí vhodným pro automatizaci a jiné průmyslové aplikace. Procesor SPEAr310 je také rozšířen o 32bitové rozhraní k externím pamětem a navíc zde najdeme implementováno rozhraní TDM/E1 HDLC a 4×SMII Ethernet MAC. To předurčuje tento mikrokontrolér do oblastí telekomunikací.

Na rodině procesorů SPEAr je možné provozovat plnohodnotný operační systém. STMicroelectronics pro tuto rodinu na svých stránkách dává k dispozici linuxový balíček LSP (Linux Support Package). Součástí balíčku je linuxové jádro 2.6.32, Xloader a U-Boot pro nahrávání vlastní aplikace. Dále jsou samozřejmě k dispozici manuály a aplikační poznámky. Vlastní aplikaci lze snadno vyvíjet v libovolném grafickém prostředí a kompilovat pomocí GCC kompilátoru. Existují ale i komerční prostředí, která rodinu SPEAr podporují. Nazapomeňme ještě poznamenat, že kromě Linuxu, pro tuto rodinu existují i jiné průmyslové operační systémy.

Zpátky ale k hardwaru, firma STMicroelectronics již připravuje k uvedení zástupce řady SPEAr1300, který bude disponovat dokonce dvěma jádry ARM Cortex-A9 a poběží s taktem 600 MHz. Typ SPEAr1310 bude vybaven rozhraním podporujícím paměti DDR2-800/ DDR3-1066. Toto paralelní rozhraní však není jediné, přes které lze připojit paměti vhodné pro úschovu dat. Pro interní využití najdeme na mikroprocesorech sériové rozhraní SMI (serial memory interface), kompatibilní s SPI rozhraním. Výjimečnými jsou z hlediska implementovaných periferií také dva gigabitové Ethernet kontroléry, tři „klasická“ SMII Ethernet rozhraní, tři SATA rozhraní pro pevné disky či TFT LCD kontrolér podporující rozlišení až 1920×1200 bodů při 24bitové barevné hloubce. Už jenom neúplný výčet dostupných periferií spolu se dvěma jádry ARM Cortex-A9 dává tušit, že STMicroelectronics připravuje poměrně výjimečný procesor.

Nové mikrokontroléry SPEAr od firmy STMicroelectronics® jsou schopny plně splnit jak požadavky na vysoký výkon, tak i na komplexnost periferií a jsou proto více než vhodnými kandidáty pro náročné aplikace ať z oblasti průmyslové automatizace, telekomunikací či spotřební elektroniky.

Aktuální informace o novinkách od firmy STMicroelectronics® nejen z této, ale i mnoha dalších oblastí, můžete najít na webových stránkách www.st.com.