Microchip AVR SD เป็นตระกูลชิปไมโครคอนโทรลเลอร์ 8 บิต ราคาประหยัด มาพร้อมกับกลไกความปลอดภัยเชิงฟังก์ชัน (Functional Safety หรือ FuSa) ในตัว ซึ่งได้รับการออกแบบให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยระดับ ASIL C (Automotive Safety Integrity Level C) และ SIL 2 (Safety Integrity Level 2) ซึ่งทั้งสองระดับกำหนดให้มีการตรวจสอบความปลอดภัยแบบซ้ำซ้อน (redundant)
คุณสมบัติด้านความปลอดภัยของฮาร์ดแวร์ประกอบด้วย CPU dual-core lockstep ,ADC สองตัวสำหรับ redundancy, Error Correction Code (ECC) บนหน่วยความจำทั้งหมด, โมดูลควบคุมข้อผิดพลาดโดยเฉพาะ, กลไกใส่ข้อผิดพลาด รวมถึงตัวตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าและสัญญาณนาฬิกา นอกจากนี้บริษัทอธิบายเพิ่มเติมว่าไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR SD สามารถตรวจจับข้อผิดพลาดได้ภายในช่วงเวลา (FDTI) ต่ำสุดที่ 1 มิลลิวินาที และระบบการจัดการความปลอดภัยเชิงฟังก์ชันของชิปได้รับการรับรองจาก TÜV Rheinland.
สเปคของ Microchip AVR SD :
- MCU core – CPU AVR แบบ Dual-Core Lockstep (DCLS) ทำงานที่ความเร็วสูงสุด 20 MHz
- หน่วยความจำ – SRAM ขนาด 4KB หรือ 8KB พร้อม ECC
- ที่เก็บข้อมูล
- Flash ขนาด 32KB หรือ 64KB (รองรับการโปรแกรมภายในระบบ) พร้อม ECC
- EEPROM ขนาด 256B พร้อม ECC
- Non-Volatile Memory (NVM) ขนาด 512B เก็บข้อมูลได้แม้ลบชิปและสามารถโปรแกรมขณะอุปกรณ์ถูกล็อก
- Boot Row ขนาด 256B สำหรับ คีย์เข้ารหัส (อ่านได้เฉพาะจาก Boot Section เท่านั้น)
- ขา I/Os และวงจรภายใน (Peripherals)
- สูงสุด 25 GPIOs (เฉพาะ AVR32SD, ไม่มีข้อมูลของ AVR64SD)
- 6 ช่องสัญญาณ Event System สำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงโดยไม่ต้องใช้ CPU
- 1x 16-bit Timer/Counter type A (TCA) พร้อม 3 compare channels สำหรับ PWM และ waveform generation
- Up to 4x 16-bit Timer/Counter type B (TCB) สำหรับการจับสัญญาณและการวัดค่า
- 1x 12-bit Timer/Counter type D (TCD) ออกแบบมาสำหรับการควบคุมพลังงาน
- 1x 16-bit Real-Time Counter (RTC) ใช้งานกับ external crystal หรือ internal oscillator
- สูงสุด 3x USARTs รองรับ RS-485, LIN client, host SPI หรือ IrDA
- 2x SPI รองรับโหมด host/client
- 2x I2C รองรับโหมด host/client (dual mode) และ dual address match
- Configurable Custom Logic (CCL) พร้อม Lookup Tables (LUTs) สูงสุด 6 ตาราง
- 2x 10-bit, 170 ksps, ADC พร้อม independent voltage reference sources
- 1x 10-bit DAC
- 3x Analog Comparators (AC)
- สูงสุด 2x Zero Cross Detectors (ZCD)
- แหล่งอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าในตัว 1.024V, 2.048V, 4.096V และ 2.500V, และรองรับแหล่งอ้างอิงภายนอก
- ระบบ System
- Power-on Reset (POR)
- Brown-out Detector (BOD) พร้อมระดับแรงดันที่ตั้งค่าได้
- Voltage Regulator Monitor (VMON)
- ตัวเลือกสัญญาณนาฬิกา (Clock)
- High-precision internal oscillator พร้อมเลือกความถี่ได้สูงสุด 20 MHz
- PLL สูงสุด 48 MHz สำหรับการทำงานความถี่สูงของ TCD
- Internal 32.768 kHz oscillator
- External 32.768 kHz crystal oscillator
- External clock input
- High-frequency external crystal oscillator
- Clock Failure Detection (CFD)
- Clock Frequency Measurement (CFM)
- Single-pin Unified Program and Debug Interface (UPDI)
- โหมดประหยัดพลังงาน 3 ระดับ– Idle, Standby (รองรับอุปกรณ์ต่อพ่วงบางตัว), และ Power-Down พร้อมเก็บข้อมูลทั้งหมด
- การสแกนความถูกต้องของหน่วยความจำโปรแกรม Automated Cyclic Redundancy Check (CRCSCAN)
- การตรวจสอบของ Boot Flash section
- รองรับ CRC-16-CCITT หรือ CRC-32 (IEEE 802.3)
- External interrupt บน general-purpose pins
- ฟังก์ชันความปลอดภัยของระบบ (System Safety Features)
- Error Controller (ERRCTRL)
- อินเทอร์เฟซกลางสำหรับการตรวจจับข้อผิดพลาด
- ระบบจัดการข้อผิดพลาดตามระดับความร้ายแรงที่กำหนดได้
- Heartbeat output (ตัวเลือกเสริม)
- Tri-stating สำหรับ I/O ทั้งหมดในกรณีเกิดข้อผิดพลาด (ตัวเลือกเสริม)
- Parity บน data buses
- Synchronous Watchdog Timer (SWDT)
- Watchdog Timer (WDT) พร้อมโหมดหน้าต่าง (Window Mode) และออสซิลเลเตอร์แยกที่มีระบบ separate on-chip oscillator with clock failure detection
- Voltage Level Monitor (VLM) พร้อมอินเทอร์รัพท์
- Program and Debug Interface Disable (PDID)
- Error Controller (ERRCTRL)
- แรงดันไฟฟ้า – 2.7 to 5.5V
- แพ็กเกจ
- 20-pin SSOP
- 28-pin VQFN, SSOP, และ SPDIP
- 32-pin VQFN และ TQFP
- 48-pin TQFP, VQFN WF
- ช่วงอุณหภูมิ
- ระดับอุตสาหกรรม : -40°C to +85°C
- ระดับขยาย : -40°C to +125°C
ตระกูล AVR SD แบ่งออกเป็นสองกลุ่มย่อย ได้แก่ AVR32SD ซึ่งมาพร้อมกับ Flash 32KB, SRAM 4KB และแพ็กเกจ 20 ถึง 32 พิน และ AVR64SD ที่มี Flash 64KB, SRAM 8KB และแพ็กเกจ 28 ถึง 48 พิน โดยปัจจุบัน AVR32SD อยู่ในกระบวนการผลิตแล้ว ขณะที่ AVR64SD มีกำหนดเปิดตัวในภายหลัง
Microchip ระบุว่าไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR SD รองรับการทำงานร่วมกับ คอมไพเลอร์ MPLAB XC8 Pro ที่ผ่านการรับรองด้านความปลอดภัยเชิงฟังก์ชันจาก TÜV SÜD และมีแพ็กเกจความปลอดภัยเชิงฟังก์ชันที่มาพร้อมกับเอกสารประกอบ เช่น รายงานวิเคราะห์โหมด Failure Modes, Effects และ Diagnostic, คู่มือความปลอดภัย, รายงานวิเคราะห์ความล้มเหลวที่เกี่ยวข้องกัน รวมถึง ซอฟต์แวร์ด้านความปลอดภัยและรายงานการปฏิบัติตามข้อกำหนด วิศวกรสามารถทดสอบไมโครคอนโทรลเลอร์ 8 บิตรุ่นใหม่นี้ได้ผ่าน บอร์ดพัฒนา AVR32SD32 Curiosity Nano ซึ่งมาพร้อมกับ พอร์ต USB-C, ตัวดีบักออนบอร์ด, GPIO headers 21 พินสองแถว, LED และปุ่มกด
ไมโครคอนโทรลเลอร์ Microchip AVR SD (AVR32SD20) มีราคาเริ่มต้นที่ $0.93 (~30฿) ต่อชิ้นสำหรับการสั่งซื้อขั้นต่ำ 5,000 ชิ้น และสามารถรับราคาที่ต่ำกว่านี้ได้เมื่อสั่งซื้อในปริมาณมาก บอร์ดพัฒนาจำหน่ายในราคา $14.99 (~500฿), ส่วน MPLAB XC8 Pro FuSa compiler (ถ้าต้องการใช้งาน) มีค่า License อยู่ที่ $3,459.23 (~100,000฿) สามารถดูข้อมูลเพิ่มเติมได้จากหน้าผลิตภัณฑ์ และข่าวประชาสัมพันธ์
แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : Microchip AVR SD 8-bit dual-core microcontrollers offer functional safety for less than one dollar
บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT