Беспроводные решения Atmel для IoT
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
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
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.
Применение модулей, помимо упрощения схемотехники, позволяет избежать обязательной сертификации конечного устройства, необходимой при применении отдельного чипа, так модули уже сертифицированы Атмелом.
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.
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.
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.
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.
ATSAMB11
Физически, это тот же BTLC1000 со встроенной флешкой, в которую запихан стек.
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
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.
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: 
В Atmel Studio 7 присутствует большое количество примеров, включая портированные стеки 6LoWPAN и LwMesh.
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.
