Microchip Technology AVR32SD20/28/32 AVR^®^ SD 8位微控制器 (MCU) 将AVR CPU与硬件乘法器相结合,时钟速度高达20MHz。该MCU具有32/64KB闪存、4/8KB SRAM和256字节EEPROM。Microchip AVR32SD20/28/32 MCU采用20、28、32和48引脚封装。该系列提供灵活的低功耗架构,包括事件系统、准确模拟功能和高级数字外设。AVR SD提供双核锁步CPU、闪存上的单错误校正和双错误检测 (SECDED) ECC、EEPROM/SRAM、用于功能安全的错误控制器以及用于安全的编程和调试接口禁用 (PDID)。这些微控制器符合ISO 26262 (ASIL C) 和IEC 61508 (SIL 2) 安全标准,确保适用于汽车安全系统、工业自动化和医疗设备。此外,强大的性能和可靠性使这些MCU成为消费类电子产品和安全系统的理想选择。
数据手册:*附件:Microchip Technology AVR32SD20,28,32 AVR® SD 8位微控制器数据手册.pdf
特性
- 采用双核锁步 (DCLS) 配置的AVR CPU
- 运行频率高达20MHz
- 单周期I/O访问
- 两级中断控制器
- 双周期硬件乘法器
- 电源电压范围:2.7V - 5.5 V
- 存储器
- 32KB系统内可编程闪存(带ECC)
- 4 KB SRAM(带ECC)
- 256B EEPROM (带ECC)
- 非易失性存储器 (NVM) 中的512B用户行,可在芯片擦除期间保留数据,并在器件锁定时进行编程
- 用于加密密钥的256B引导行,仅可从引导部分读取
- 系统
- 上电复位 (POR)
- 具有可编程电平的掉电检测器 (BOD)
- 稳压器监控器 (VMON)
- 时钟选项
- 时钟故障检测 (CFD)
- 时钟频率测量 (CFM)
- 单引脚统一编程和调试接口 (UPDI)
- 三种睡眠模式
- 空闲,所有外围设备运行,可即时唤醒
- 待机,选定外设可配置运行
- 掉电,数据完全保留
- 自动循环冗余校验 (CRCSCAN) 程序内存扫描
- 验证启动闪存部分
- CRC-16-CCITT或CRC-32 (IEEE 802.3)
- 所有通用引脚上外部中断
- I/O和封装
- 多达25个可编程I/O引脚
- 多电压I/O,内置电压电平转换器
- 20引脚SSOP
- 28引脚VQFN、SSOP和SPDIP
- 32引脚VQFN和TQFP
- 外设
- 6通道事件系统,用于可预测和不受CPU影响的外设间信号传输
- 一个16位定时器/计数器(A型)(TCA),具有三个比较通道,用于PWM和波形生成
- 多达四个16位定时器/计数器(B型)(TCB),具有输入捕获功能,用于捕获和信号测量
- 一个12位定时器/计数器(D型)(TCD),优化用于电源控制
- 一个16位实时计数器 (RTC),从外部晶体或内部RC振荡器运行
- 多达三个USART
- RS-485、LIN客户端、主机SPI和IrDA工作模式
- 分数波特率发生器、自动波特率和帧起始检测
- 两个SPI,具有主机/客户端工作模式
- 两个I^2^C,主机/客户端可同时运行(双模式),具有双地址匹配
- 一个可配置自定义逻辑 (CCL),具有多达六个可编程查找表 (LUT)
- 两个10位170ksps模数转换器 (ADC),具有独立的电压基准源
- 一个10位数模转换器 (DAC)
- 三个模拟比较器 (AC)
- 多达两个零交叉检测器 (ZCD)
- 内部1.024V、2.048V、4.096V和2.500V电压基准以及外部基准选项
- 系统完整性功能
- 错误控制器 (ERRCTRL)
- 用于故障检测的中央接口
- 根据可编程严重程度对硬件进行故障处理
- 可选心跳输出
- 发生故障时,所有I/O引脚均可选三态
- 数据总线上奇偶校验
- 双看门狗
- 同步看门狗定时器 (SWDT)
- 带窗口模式的看门狗定时器 (WDT) 和带时钟故障检测功能的独立片上振荡器
- 带中断功能的电压电平监控器 (VLM)
- PDID
- 错误控制器 (ERRCTRL)
- 温度范围
- 工业温度范围:-40°C至+85°C
- 扩展温度:-40°C至+125°C
概述

框图

AVR32SD20/28/32微控制器技术解析与应用指南
一、产品概述
Microchip Technology的AVR32SD20/28/32是基于AVR架构的8位微控制器系列,专为功能安全应用设计,符合ISO 26262和IEC 61508安全标准。该系列采用双核锁步(DCLS)配置的AVR CPU,运行频率高达20MHz,提供32KB Flash、4KB SRAM和256B EEPROM存储空间。
主要特性:
- 双核锁步CPU配置,带冗余比较器
- 所有存储器(Flash/SRAM/EEPROM)支持SECDED ECC保护
- 数据总线奇偶校验和冗余控制信号
- 时钟故障检测(CFD)和频率监测(CFM)
- 双看门狗定时器(WDT和SWDT)
- 支持-40°C至+125°C工业温度范围
二、功能安全架构
AVR32SD系列集成了多项核心独立安全(CIS)功能,适用于ASIL C/SIL 2安全等级应用:
- 错误控制器(ERRCTRL) :集中管理硬件错误报告,可根据配置的严重级别自动将设备置于安全状态。
- 双核锁步机制:两个相同CPU并行执行程序,通过比较器持续比较内部状态,任何不匹配都会触发机器检查复位。
- 存储器保护:
- SEC-DED ECC保护Flash、EEPROM和SRAM
- 闪存CRC扫描(CRCSCAN)验证Boot区完整性
- 数据总线奇偶校验
- 系统监控:
- 电压调节器监控(VMON)
- 同步和异步看门狗
- 堆栈指针限制检查
三、存储系统
3.1 内存组织
Flash存储器:
- 32KB容量,512B页大小
- 分为Boot区、应用代码区和应用数据区
- 支持在线系统编程(ISP)和自编程
EEPROM:
- 256B容量,支持单字节擦写
- 可选芯片擦除保留(通过EESAVE熔丝)
特殊存储区:
- 用户行(USERROW):512B,芯片擦除后保留
- Boot行(BOOTROW):256B,仅Boot区可访问
- 签名行(SIGROW):包含设备ID和校准数据
3.2 ECC保护机制
所有存储器采用单错校正双错检测(SECDED)ECC:
- 检测并纠正单比特错误
- 检测但不纠正多比特错误
- 地址信息包含在ECC校验中,防止地址错误
- 提供冗余ECC检查逻辑
四、安全特性
- 编程调试接口禁用(PDID) :
- 激活后禁止通过UPDI接口修改Flash
- 仅能通过Boot区代码更新应用区
- 提供双层安全保护
- 锁定机制:
- 可禁止通过UPDI读取存储器内容
- 芯片擦除是唯一解锁方式
- Boot区可设置读保护(BOOTRP)
- 安全启动:
- 可选Boot区CRC校验
- 支持CRC-16-CCITT或CRC-32算法
- 校验失败阻止代码执行
五、外设资源
AVR32SD系列提供丰富的外设接口:
定时器:
- 1个16位TCA(3路PWM)
- 最多4个16位TCB(输入捕获)
- 1个12位TCD(优化电源控制)
- 1个16位RTC(实时计数器)
通信接口:
- 最多3个USART(支持LIN/SPI/IrDA)
- 2个SPI接口
- 2个I2C接口(支持主从模式)
模拟外设:
- 2个10位ADC(170ksps)
- 1个10位DAC
- 3个模拟比较器
- 内部电压基准(1.024V/2.048V/4.096V/2.500V)
其他:
- 可配置定制逻辑(CCL)
- 多电压I/O(MVIO)
- 零交叉检测器(ZCD)
六、硬件设计指南
- 电源设计:
- 每个电源引脚需布置100nF去耦电容
- 建议添加1-10nF高频去耦电容
- 快速VDD瞬变时推荐增加1μF电容
- 复位电路:
- RESET引脚内置上拉电阻
- 可选330Ω串联电阻保护滤波电容
- 时钟设计:
- 外部32.768kHz晶体需靠近MCU放置
- 高频晶体电路周围布置接地铜区
- 必要时添加串联电阻防止过驱动
- UPDI接口:
七、应用场景
AVR32SD系列特别适用于以下领域:
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