Diese Präsentation wurde erfolgreich gemeldet.
Wir verwenden Ihre LinkedIn Profilangaben und Informationen zu Ihren Aktivitäten, um Anzeigen zu personalisieren und Ihnen relevantere Inhalte anzuzeigen. Sie können Ihre Anzeigeneinstellungen jederzeit ändern.
Sistemas Microprogramados




Microcontroladores AVR



          Engenharia de Teleinformática – UFC
                    ...
Agenda
■   Histórico e Contextualização
■   Arquitetura Geral
■   Famílias
■   AVR 8 Bits
■   AVR32
■   Características im...
Histórico
■ O microcontrolador foi concebido por dois
  estudantes do Instituto Norueguês de Tecnologia
  (NTH);
■ O prime...
Contextualização
■ O AVR segue o mesmo nicho dos
  microcontroladores da família PIC, mas com foco
  maior na relação dese...
Arquitetura Geral




                5
Famílias
■   AVR 8-Bit RISC
      tinyAVR

      megaAVR

      XMEGA

      Aplicações Específicas:

        ➔ megaAV...
Famílias




       7
Famílias
■ Portabilidade de código
■ Compatibilidade entre pinos e sua utilização em
  software
■ Somente um conjunto de f...
tinyAVR
■   Memória de programas: 1-8 KB
■   Encapsulamento: 8-32 pinos
■   Conjunto limitado de periféricos
■   Alguns mo...
megaAVR
■   Possuem Debug On-Chip com JTAG
■   Bootloader independente
■   Memória Flash de auto-programação
■   Real Time...
XMEGA
■   Tecnologia Event System melhorada
■   4 canais de DMA
■   Resposta a restrições de temporização confiáveis
■   A...
XMEGA
■   Desempenho do Event System:




■   Desempenho do DMA:




                                      12
Aplicações Específicas
■   Automative AVR
       Aplicações de tempo real automotivas
■   AVR Z-Link
       Comunicação ...
Aplicações Específicas
■   FPSLIC (AVR com FPGA)
       “Field Programmable System Level Integrated Circuits”
       Per...
RTOS
■ Um detalhe interessante é que existem Sistemas
  Operacionais de Tempo Real para os
  microcontroladores AVR, inclu...
AVR32
■   Arquitetura de 32 bits RISC
■   Foco em economia de energia
■   Barramentos Hi-speed independentes
■   Dynamic F...
Suporte a Java no AVR32
■ A execução de parte dos bytecodes Java é feito
  direto em hardware do AVR32 RISC
■ Instruções c...
Suporte a Java no AVR32




                      18
Execução de um programa em Java




                              19
Características importantes
■   Memória Flash:
       Uso de memória Flash em microcontroladores iniciou-
        se com ...
Características importantes
■   RISC:
       Todos são realmente RISC, executando 1 instrução
        por ciclo de clock;...
Ferramentas de Desenvolvimento
■   Linguagens de Desenvolvimento de Firmware:
       Assembly (AVR Assembler Site http://...
AVR32 Studio




           23
Aplicações
■   Segurança Aeronáutica
       Projeto OCAS
■   Indústria Automobilística
■   Projetos de Referência
      ...
Projeto OCAS
■   Objetivo: Evitar colisões no espaço aéreo, entre
    avisões e barreiras físicas, como linhas de força.

...
Projeto OCAS
■   Desafios: Upgrade de Firmware dos AVRs




                                             26
Arduino
■   Arduino com Wiimotes e Nunchucks
       Página do projeto: http://www.tinker.it/en/Tutorials/WiiNunchuck
    ...
Arduino
■   AVR In System Programmer (ISP)
       Página do Projeto (http://tinyurl.com/2y9adx)




                     ...
Outros Projetos
■   Várias iniciativas utilizando o AVR em sensores
    diversos, geração e detecção de som e outros
    s...
Microcontroladores AVR




   Fim




                     30
Nächste SlideShare
Wird geladen in …5
×

AVR

2.712 Aufrufe

Veröffentlicht am

Apresentação sobre Microcontroladores na Engenharia de Teleinformática

AVR

  1. 1. Sistemas Microprogramados Microcontroladores AVR Engenharia de Teleinformática – UFC Alexandre Barros – 268037 Lila Maria Borges Silva – 268047 Líus Fontenelle Carneiro – 268040 Raphael Carvalho – 268048 1
  2. 2. Agenda ■ Histórico e Contextualização ■ Arquitetura Geral ■ Famílias ■ AVR 8 Bits ■ AVR32 ■ Características importantes ■ Ferramentas de Desenvolvimento ■ Aplicações 2
  3. 3. Histórico ■ O microcontrolador foi concebido por dois estudantes do Instituto Norueguês de Tecnologia (NTH); ■ O primeiro MCU AVR foi desenvolvido, em 1996, em uma ASIC House também na Noruega, onde os dois estudantes eram estagiários; ■ Posteriormente eles fundaram a Atmel e adquiriram a ASIC House; ■ AVR significava “Alf and Vegard RISC” originalmente, sendo hoje tratado por “Advanced Virtual RISC”. 3
  4. 4. Contextualização ■ O AVR segue o mesmo nicho dos microcontroladores da família PIC, mas com foco maior na relação desempenho/consumo. ■ A Atmel possui grande participação no mercado de embarcados e tecnologias que envolvam semicondutores em geral. Com o AVR, a linhas que se destacam são as desenvolvidas para aplicações de escopo específico, como serão mostradas a seguir. 4
  5. 5. Arquitetura Geral 5
  6. 6. Famílias ■ AVR 8-Bit RISC  tinyAVR  megaAVR  XMEGA  Aplicações Específicas: ➔ megaAVR com controlador LCD, USB, PWM, CAN, etc ➔ FPSLIC (AVR com FPGA) ■ AVR32 6
  7. 7. Famílias 7
  8. 8. Famílias ■ Portabilidade de código ■ Compatibilidade entre pinos e sua utilização em software ■ Somente um conjunto de ferramentas de desenvolvimento 8
  9. 9. tinyAVR ■ Memória de programas: 1-8 KB ■ Encapsulamento: 8-32 pinos ■ Conjunto limitado de periféricos ■ Alguns modelos possuem modificações para atender requisitos de tempo real ■ AVR ATtiny13A (foto):  1KB Flash  64B SRAM  64B EEPROM  32B Registros  4 A/Ds de 10 bits  20 MIPS a 20 MHz  Tecnologia picoPower 9
  10. 10. megaAVR ■ Possuem Debug On-Chip com JTAG ■ Bootloader independente ■ Memória Flash de auto-programação ■ Real Time Clock/Counter ■ Versões exclusivas para o aplicações automotivas, com controle PWM, A/Ds e suporta a CAN (Controller Area Network) 10
  11. 11. XMEGA ■ Tecnologia Event System melhorada ■ 4 canais de DMA ■ Resposta a restrições de temporização confiáveis ■ ADs e DAs de 12-bits ■ Suporta criptografia AES e DES no chip 11
  12. 12. XMEGA ■ Desempenho do Event System: ■ Desempenho do DMA: 12
  13. 13. Aplicações Específicas ■ Automative AVR  Aplicações de tempo real automotivas ■ AVR Z-Link  Comunicação sem-fio usando ZigBee, padrão em projetos de automação ■ CAN AVR  Comunicação em redes usando o protocolo CAN ■ LCD AVR  Suporte em hardware para controle de LCDs ■ Smart Battery AVR  Recursos de proteção elétrica e checagens de parâmetros de corrente e tensão para monitoramento, gerenciamento, proteção e carga de baterias com 1 único chip 13
  14. 14. Aplicações Específicas ■ FPSLIC (AVR com FPGA)  “Field Programmable System Level Integrated Circuits”  Permite estender o design do sistema a partir do microcontrolador, definindo na FPGA como serão os periféricos adicionais  Permite reprogramar a FPGA on the fly  Modelos de 5 mil a 40 mil gates  A Atmel disponibiliza vários IP Cores prontos, dos mais variados tipos de implementações, como I/O Buffers, FF, Mux/Demux, FIFO, etc. 14
  15. 15. RTOS ■ Um detalhe interessante é que existem Sistemas Operacionais de Tempo Real para os microcontroladores AVR, inclusive da linha de 8 bits. ■ Os mais importantes:  AvrX (http://www.barello.net/avrx/) ➔ Multitasking ➔ FIFO com sincronia  FreeRTOS (http://www.freertos.org/) ➔ Multitasking ➔ Suspensão voluntária ou involuntária  csRTOS (http://www.circuitcellar.com/avr2004/DA3650.html) ➔ Single Task ➔ “Cooperative Sharing” 15
  16. 16. AVR32 ■ Arquitetura de 32 bits RISC ■ Foco em economia de energia ■ Barramentos Hi-speed independentes ■ Dynamic Frequency Scaling ■ Sub-divisões:  AP7 32-bit Application Processors  UC3 32-bit Flash Microcontrollers 16
  17. 17. Suporte a Java no AVR32 ■ A execução de parte dos bytecodes Java é feito direto em hardware do AVR32 RISC ■ Instruções com semântica mais carregada é capturada e enviada para a JVM executar via software 17
  18. 18. Suporte a Java no AVR32 18
  19. 19. Execução de um programa em Java 19
  20. 20. Características importantes ■ Memória Flash:  Uso de memória Flash em microcontroladores iniciou- se com os primeiros AVR lançados;  Todos eles possuem recursos para utilizar a própria memória como local de armazenamento de dados. ■ Boot loader:  Todos possuem um bootloader com várias funcionalidades,  Torna possível atualizar o firmware com grande facilitade, inclusive o próprio bootloader;  Facilita muito a implantação de um projeto com muitos microcontroladores. 20
  21. 21. Características importantes ■ RISC:  Todos são realmente RISC, executando 1 instrução por ciclo de clock;  Esse fato mostra uma grande previsibilidade e velocidade na execução dos programas, levando a uma relação direta de MIPS e MHz;  Essa diferença faz com que seu uso se estenda por áreas onde há restrições de temporização e sincronia, como: ➔ Sistemas de Tempo Real; ➔ Processamento Digital de Sinais e Imagens; ➔ Codificação e Decodificação em geral; ➔ Gateway de rede. 21
  22. 22. Ferramentas de Desenvolvimento ■ Linguagens de Desenvolvimento de Firmware:  Assembly (AVR Assembler Site http://avr-asm.tripod.com/)  Ada (Projeto AVR-Ada http://avr-ada.sourceforge.net/)  BASIC (Compilador e IDE http://www.mcselec.com/)  C/C++ (Projeto GCC http://gcc.gnu.org/)  Java (MCU Java Source http://mcujavasource.sourceforge.net/)  Pascal (AVRco IDE http://e-lab.de/)  Python (Projeto PyMite http://pymite.python-hosting.com/wiki/PyMite) ■ AVR Technical Library DVD  Todo o material disponível para os desenvolvedores reunidos em um DVD, com datasheets, referências de desenvolvimento de software e hardware para todos os modelos, etc. 22
  23. 23. AVR32 Studio 23
  24. 24. Aplicações ■ Segurança Aeronáutica  Projeto OCAS ■ Indústria Automobilística ■ Projetos de Referência  Arduino (http://www.arduino.cc) Projeto de Design de referência para placa de desenvolvimento para as mais variadas aplicações. Existem atualmente muitas variações de layout baseadas no mesmo projeto. 24
  25. 25. Projeto OCAS ■ Objetivo: Evitar colisões no espaço aéreo, entre avisões e barreiras físicas, como linhas de força. 25
  26. 26. Projeto OCAS ■ Desafios: Upgrade de Firmware dos AVRs 26
  27. 27. Arduino ■ Arduino com Wiimotes e Nunchucks  Página do projeto: http://www.tinker.it/en/Tutorials/WiiNunchuck  Download da documentação e firmware. 27
  28. 28. Arduino ■ AVR In System Programmer (ISP)  Página do Projeto (http://tinyurl.com/2y9adx) 28
  29. 29. Outros Projetos ■ Várias iniciativas utilizando o AVR em sensores diversos, geração e detecção de som e outros sinais, devido à sua temporização previsível e confiável. 29
  30. 30. Microcontroladores AVR Fim 30

×