СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №7/2012

AT69170E – ЭСППЗУ для FPGA объ ёмом 4 Мбит. М ИКРОПРОЦЕССОРЫ Последние 15 лет компания Atmel последовательно придерживалась мик ропроцессоров, основанных на архи тектуре SPARK. Версия Sparc V8 AT697 была разработана при поддержке Ев ропейского космического агентства, что свидетельствует о растущем спросе на микропроцессоры для бортовых компьютеров. AT697E – высокопроизводительный 32 разрядный встраиваемый RISC про цессор высокой степени интеграции, выполненный на базе архитектуры SPARK V8 (см. рис. 10). Процессор ос нован на отказоустойчивой модели LEON 2 Европейского космического агентства. При выполнении большин ства инструкций за один такт, произво дительность процессора приближает ся к 1 MIPS/МГц. Микропроцессор предназначен для использования в ка честве компонента компьютеров для бортовых приложений реального вре мени. Он предоставляет современные функциональные возможности и обес печивает высокую для космической техники производительность. Для построения законченного бортового компьютера к микропроцессору необ ходимо подключить внешнююпамять и необходимые периферийные уст ройства (см. структурную схему на ри сунке 11). Основные параметры мик ропроцессора: ● расширенная архитектура включает стандартную внутреннюю шину Amba Bus для построения системы на кристалле, пятиступенчатую кон вейерную организацию; 32 Кбит ас социативной четырёхвходовой кэш памяти инструкций; 16 Кбит ассоци ативной двухвходовой кэш памяти данных; ● периферия на кристалле включает интерфейсы памяти PROM, SRAM, SDRAM, два 24 разрядных таймера, сторожевой таймер, два восьмираз рядных UART; контроллер прерыва ний с четырьмя внешними програм мируемыми входами; 32 параллель ных интерфейса ввода/вывода; интерфейс PCI 2.2 (33 МГц); интег рированный 64/32 разрядный мо дуль операций с плавающей точкой по IEEE 754; ● высокая отказоустойчивость за счёт применения полного тройного ре зервирования (TMR), обнаружения и исправления ошибок (EDAC), про верки чётности (Parity Protection); ● отладочное и испытательное обору дование включает интерфейс JTAG по IEEE 1149.1, внутрисхемный эму лятор (DSU, Debug Support Unit), че тыре точки наблюдения (Four Hard ware Watchpoint); ● 8 , 16 и 32 разрядные интерфейсы boot PROM (флэш) с возможностью организации EDAC; ● диапазоны рабочих температур и напряжений питания –55…+125 ° С и 3,3 ± 0,3 В В для ввода/вывода, 1,8 ± 0,15 В для ядра; ● тактовая частота до 100 МГц при мощности потребления до 1 Вт; ● прои з водит е л ьно с т ь 86 MI P S (Dhrystone 2.1), 23 MFLOPS (Whet stone); ● общая доза радиации до 60 крад (Si); SEU поток ошибок мене е чем ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 14 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2012 ............. ...... ..................................... Пользовательский интерфейс входов/выходов FPGA Ядро Контроллер периферийного сканирования Интерфейс LVDS 8 Rx / 8 Tx Дифференциальные тактовые импульсы 8 Global / 4 Fast Конфигурация проверки самоцелостности Конфигурация проверки нагрузки Конфигурация синхронной ДОЗУ Конфигурация управления POR Структура 120 × 120 core-sells Менеджер оперативной памяти 30 × 30 FreeREMs Рис. 8. Структура микросхемы ATF280E Рис. 9. Плата отладки на базе ATF280E Рис. 10. Внешний вид микросхемы AT697E RS232 LVDS CAN AT697 Sparc V8 32-bit Шина PCI Контроллер PCI AMBA PIO Внутреннее ОЗУ Контроллер памяти Контроллер AHB UART Соединения SpaceWire Контроллер CAN 8/16/32 PIOs 8/32 разрядный интерфейс памяти ATF280 FPGA AT68166 Синхронное ДОЗУ 16 Мбит Рис. 11. Структурная схема применения микросхем ATF280, AT697, AT68166 ' СТА - ПРЕСС