Отладочная плата Atmel SAM4S-EK с отладчиком SAM-ICE

Сегодня мы с вами рассмотрим отладочную плату для работы с микроконтроллерами SAM4S от Atmel, основанными на ядре Cortex M4, а также внутрисхемный отладчик / программатор Atmel SAM-ICE.





Для непосвященных, зачем это нужно:

Отладочная плата позволяет ознакомиться с микроконтроллером (научиться с ним работать) и предназначена для быстрого прототипирования своего устройства, без паяльника. Просто подключаете к плате нужные вам датчики и исполнительные устройства, без необходимости пайки — и пишете свою программу для микроконтроллера. А программатор/отладчик SAM-ICE позволит как прошить в микроконтроллер написанную вами программу, так и пошагово отладить её (на каждом этапе выполнения программы вы будете видеть наглядно на экране процесс выполнения вашей программы, где какие значения).

Когда программа написана и отлажена — тогда уже рисуете печатную плату для своего устройства, покупаете за ~650 рублей микроконтроллер и приступаете к пайке, либо заказываете изготовление на стороне. :)

Да, отладочная плата недёшева — зато покупаете всего 1 раз, и экономите на времени воплощения в жизнь своих идей, и в дальнейшем тратитесь минимально на изготовление устройств.

А чтобы быстро обучиться работе с впаянным в плату микроконтроллером (Atmel ATSAM4S16C), прилагаются множество примеров для работы с ним и его периферией. загружаете примеры — смотрите, как работает — и можете уже писать что-то своё. :)



Общие характеристики:

В плату впаян микроконтроллер ATSAM4S16C:
— ядро Cortex-M4, 120МГц, с поддержкой DSP-инструкций
— 1Мб Flash-памяти
— 128Кб SRAM

периферия:
4хUART
3xSPI
2xI2C
1xUSB 2.0
1хI2S
1 интерфейс для карт памяти SDIO/SD/MMC
PWM: 4 канала, 16 бит
АЦП: 16 каналов, 12 бит
аналоговый компаратор
ЦАП: 2 канала, 12 бит
DMA: 24 канала
Корпус: LQFP-100 (легко запаивается обычным паяльником с жалом для пайки микроволной)



На самой отладочной плате видим следующее:
— на штырьковые разъёмы (с шагом 2.54) выведены все выводы микроконтроллера (что не может не радовать)
— 2 порта RS232
— разъём RS485
— разъём microSD карты памяти
— порт для подключения ZigBee-модуля
— 2.8" LCD 320x240 на контроллере ILI9325 с резистивным сенсором
— два BNC разъёма, один из них подключён к АЦП, второй к ЦАП.
— встроенный микрофон
— microUSB разъём (USB FS Device)
— впаяна память NAND Flash 29F2G08ABAEA (256Мб)
— сенсорные кнопки (Atmel QTouch), со слайдером
— две пользовательские кнопки+кнопка сброса
— энкодер, подключённый к АЦП микроконтрллера
— JTAG-порт для подключения к SAM-ICE
— mini jack для наушников + вывод для подключения динамика

Для платы требуется внешний источник питания (прилагается к плате)



Описание

Для программирования и/или внутрисхемной отладки нужно дополнительно приобрести jtag-отладчик Atmel SAM-ICE. Он основан на базе знакомого многим J-Link эмулятора Segger, поэтому для него подходят всё ПО, созданное для J-Link, но стоит учитывать, что SAM-ICE предназначен только для ARM-микроконтроллеров от Atmel.

Возможно, кому-то цена покажется неоправданно завышенной, пойдут сравнения с платами вроде STM32F4-discovery, которые куда дешевле и содержат встроенный отладчик. Но discovery явлются упрощёнными бюджетными версиями плат eval, без выведенных разъемов для подключения периферии, экрана и кнопок, поэтому эту плату корректнее сравнивать с платами вроде STM3240G-EVAL, которые стоят куда дороже рассматриваемой. ;)

Вкратце сравним серию микроконтроллеров SAM4S с STM32F4:



STM32F4 выглядит в более выигрышной позиции, более богатый набор периферии и т.д, зато ATSAM4S выигрывает по наличию интерфейса для подключения сенсорных кнопок и слайдеров и энергопотреблению. При этом цена примерно соответствует цене камней от STM32:



Начало работы

Для работы с платой, ставим среду разработки Atmel Studio 7 отсюда: www.atmel.com/microsite/atmel-studio/
Очень приятно, что она бесплатна. И позволяет быстро импортировать скетчи из Arduino IDE в полноценные C++ проекты (только если версия Arduino IDE не ниже 1.6.5). Внимание — среда разработки сделана на основе Visual Studio Isolated Shell 2015, поэтому на Windows XP вы её не поставите. И очень требовательна к ресурсам — На Intel'е с Core2Duo T7100 и 2Гб ОЗУ у меня она 2 вечера ставилась, плюс в работе скоростью не блещет. Хотя остальные среды разработки, под микроконтроллеры других производителей, работают очень шустро.

Вместе со средой разработки будут доступны порядка 1600 примеров, среди которых примеры для рассматриваемой платы SAM4S-EK (работа с периферией, использование DSP, FatFS, FreeRTOS и т.д.).



Попробуем запустить один из примеров в плате. После установки выбираем New Example Project в основном окне (если не видите — выберите View->Start Page). Далее Kit -> SAM4S-EK -> ILI9325 Display Controller Example (пример нарисует надпись, линию и 3 разноцветных круга на экране платы). Чтобы Atmel Studio знала, как и чем прошивать микроконтроллер на плате, выбираем Tools->Device Programming — выбираем Tool: SAM-ICE, Device: ATSAM4S16C, Interface: JTAG и нажимаем Apply, затем Close. Чтобы залить прошивку в микроконтроллер, выбираем Memories->Program.

Для внутрисхемной отладки, нужно выбирать Debug->Start Debug and break.

Заключение

Компания Atmel несколько запоздало вышла на рынок со своими ARM-микроконтроллерами, но тем не менее имеет все шансы прочно закрепиться в этой нише, благодаря привлекательным ценам на как сами микроконтроллеры, так и отладочные средства. Правда, конкурировать с решениями от ST (STM32, и т.д.) ей будет очень сложно — работа с тем же STM32 очень подробно разжёвана на просторах Рунета, эти микроконтроллеры завоевали большую популярность + обладают более богатым набором периферии.

P.S. Товар был предоставлен на обзор бесплатно.