0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

AVR32SD20/28/32微控制器技术解析与应用指南

科技观察员 2025-09-29 09:58 次阅读
加入交流群
微信小助手二维码

扫码添加小助手

加入工程师交流群

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
      • 高精度内部振荡器,可选频率高达20MHz
      • PLL高达48MHz,用于TCD的高频运行
      • 内部 32.768 kHz 振荡器
      • 外部32.768 kHz晶体振荡器
      • 外部时钟输入
      • 高频外部晶体振荡器
    • 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
    • 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
    • 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
  • 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

1.png

框图

2.png

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:

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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
  4. 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

  1. 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
  2. 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)
  3. 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

  1. 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
  2. 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
  3. 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
  4. UPDI接口‌:
    • 推荐使用100mil 4pin连接器(v2方案)
    • 靠近接口布置去耦电容

七、应用场景

AVR32SD系列特别适用于以下领域:

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 微控制器
    +关注

    关注

    48

    文章

    8264

    浏览量

    162732
  • mcu
    mcu
    +关注

    关注

    147

    文章

    18652

    浏览量

    388539
  • cpu
    cpu
    +关注

    关注

    68

    文章

    11226

    浏览量

    223163
收藏 人收藏
加入交流群
微信小助手二维码

扫码添加小助手

加入工程师交流群

    评论

    相关推荐
    热点推荐

    如何实现用AVR微控制器控制音乐播放?

    AVR微控制器控制的音乐播放
    的头像 发表于 07-10 00:46 3355次阅读

    关于AVR XMEGA微控制器的介绍

    Atmel AVR XMEGA 微控制器
    的头像 发表于 07-09 04:10 3817次阅读

    关于AVR微控制器的的省能技巧介绍

    适用於所有AVR微控制器的一般省能技巧 - 在无牺牲功能和绩效的情况下节省用电,为AVR微控制器带来更大效益!
    的头像 发表于 07-08 01:08 3250次阅读

    关于AVR微控制器最早期的样品介绍

    爱特梅尔AVR微控制器共同发明人兼首席营销官Alf-Egil Bogen 介绍AVR微控制器最早期的样品。
    的头像 发表于 07-06 05:38 4622次阅读

    使用AVR DA微控制器的温度接入点

    电子发烧友网站提供《使用AVR DA微控制器的温度接入点.zip》资料免费下载
    发表于 11-24 14:40 0次下载
    使用<b class='flag-5'>AVR</b> DA<b class='flag-5'>微控制器</b>的温度接入点

    AVR HV2基于Arduino的AVR微控制器的高压并行编程

    电子发烧友网站提供《AVR HV2基于Arduino的AVR微控制器的高压并行编程.zip》资料免费下载
    发表于 12-19 09:47 0次下载
    <b class='flag-5'>AVR</b> HV2基于Arduino的<b class='flag-5'>AVR</b><b class='flag-5'>微控制器</b>的高压并行编程<b class='flag-5'>器</b>

    AVR32SD32 Curiosity Nano评估套件开发指南技术解析

    Microchip Technology AVR32SD32 Curiosity Nano评估套件 (EV75S16A) 是一款紧凑的多功能开发平台,设计用于通过AVR32SD32微控制器,促进快速
    的头像 发表于 09-29 10:04 426次阅读
    <b class='flag-5'>AVR32SD</b>32 Curiosity Nano评估套件开发<b class='flag-5'>指南</b>与<b class='flag-5'>技术</b><b class='flag-5'>解析</b>

    Microchip Technology AVR® DU微控制器数据手册

    Microchip Technology AVR^®^ DU微控制器采用AVR^®^ CPU,其硬件乘法器运行时钟速度高达24MHz。这些MCU具有16KB/32KB/64KB闪存、2KB/4KB
    的头像 发表于 10-09 15:15 375次阅读
    Microchip Technology <b class='flag-5'>AVR</b>® DU<b class='flag-5'>微控制器</b>数据手册

    AVR64EA微控制器:高性能与灵活性的完美结合

    Microchip Technology AVR64EA28/32/48 AVR® EA微控制器AVR CPU配备了以高达20MHz的时钟
    的头像 发表于 10-10 11:32 446次阅读
    <b class='flag-5'>AVR</b>64EA<b class='flag-5'>微控制器</b>:高性能与灵活性的完美结合

    Microchip Technology AVR32/16DD14/20微控制器 (MCU)数据手册

    Microchip Technology AVR32/16DD14/20微控制器 (MCU) 采用带硬件乘法器的AVR^®^ CPU,运行时钟速度高达24MHz,具有高达32KB闪存、
    的头像 发表于 10-10 14:46 500次阅读
    Microchip Technology <b class='flag-5'>AVR</b>32/16DD14/<b class='flag-5'>20</b><b class='flag-5'>微控制器</b> (MCU)数据手册

    Microchip AVR32EA 系列微控制器:高性能与低功耗的完美融合

    Microchip Technology AVR32EA28/32/48微控制器AVR® EA系列的一部分,采用带硬件乘法器的AVR CPU,时钟运行速度达
    的头像 发表于 10-10 15:16 442次阅读
    Microchip <b class='flag-5'>AVR</b>32EA 系列<b class='flag-5'>微控制器</b>:高性能与低功耗的完美融合

    Microchip AVR64EA28/32/48微控制器:高性能与低功耗的完美融合

    和512字节EEPROM。该微控制器采用28、32和48引脚封装。AVR EA系列采用Microchip的现有技术,具有灵活的低功耗架构,包括Event System、智能模拟功能和高
    的头像 发表于 10-11 14:50 384次阅读
    Microchip <b class='flag-5'>AVR64EA28</b>/32/48<b class='flag-5'>微控制器</b>:高性能与低功耗的完美融合

    AVR® DD微控制器系列技术解析:架构与功能特性

    Microchip Technology AVR16/32DD28/32 avr® DD微控制器采用avr CPU,硬件乘数运行时钟速度高达
    的头像 发表于 10-11 15:54 477次阅读
    <b class='flag-5'>AVR</b>® DD<b class='flag-5'>微控制器</b>系列<b class='flag-5'>技术</b><b class='flag-5'>解析</b>:架构与功能特性

    Microchip AVR64DD14/20 微控制器:高集成度与低功耗的完美结合

    的运行时钟速度高达24MHz,具有64KB闪存、8KB SRAM和256字节EEPROM。微控制器提供14引脚或20引脚封装。avr DD系列采用Microchip Technology的技术
    的头像 发表于 10-13 11:38 464次阅读
    Microchip <b class='flag-5'>AVR</b>64DD14/<b class='flag-5'>20</b> <b class='flag-5'>微控制器</b>:高集成度与低功耗的完美结合

    AVR64DD32/28微控制器技术解析与应用指南

    Microchip Technology AVR64DD32/28 8位多电压I/O MCU基于AVR® CPU,设有硬件乘法器,在1.8V至5.5V的整个电源电压范围内以高达24MHz的时钟速度
    的头像 发表于 10-13 13:38 444次阅读
    <b class='flag-5'>AVR</b>64DD32/<b class='flag-5'>28</b><b class='flag-5'>微控制器</b><b class='flag-5'>技术</b><b class='flag-5'>解析</b>与应用<b class='flag-5'>指南</b>