Microchip SAMA7D65 : ไมโครโปรเซสเซอร์ที่ใช้ Cortex-A7 มาในรูปแบบแพ็กเกจ SoC และ SiP ที่ใช้ Cortex-A7 MPU พร้อมแรม DDR3L ในตัวสูงสุด 2Gbit

Microchip เปิดตัว SAMA7D65 MPU, ซึ่งเป็นโปรเซสเซอร์แบบฝังตัวประสิทธิภาพสูงที่ใช้สถาปัตยกรรม Arm Cortex-A7 ออกแบบมาสำหรับงานด้าน HMI (Human-Machine Interface) และการเชื่อมต่อในแอปพลิเคชันต่าง ๆ เช่น อุตสาหกรรม ภายในบ้าน การแพทย์ และเครื่องใช้ไฟฟ้า

MPU รุ่นนี้มีให้เลือกทั้งในรูปแบบ System-in-Package (SiP) และ System-on-Chip (SoC) โดยรองรับอินเทอร์เฟซการแสดงผลหลายแบบ เช่น MIPI DSI, LVDS และ 8-bit Serial RGB พร้อมกับหน่วยประมวลผลกราฟิก 2D GPU สำหรับเร่งการประมวลผลภาพกราฟิก, หน่วยความจำและที่เก็บข้อมูลรองรับทั้ง DDR2/DDR3/DDR3L และ LPDDR2/3 แบบ 16 บิต พร้อมตัวเลือกหน่วยความจำ DDR3 ฝังในตัวขนาด 1 Gbit หรือ 2 Gbit, หน่วยความจำ NAND Flash, eMMC Flash และ SD card ด้านการเชื่อมต่อมี Ethernet แบบ Gigabit สองพอร์ตที่รองรับ TSN (Time-Sensitive Networking), ตัวควบคุม I3C, อินเทอร์เฟซ CAN-FD จำนวน 5 ช่อง และพอร์ต USB ความเร็วสูง 3 พอร์ต, ในส่วนของความปลอดภัยมีฟีเจอร์ที่หลากหลาย เช่น ฟังก์ชันทางกายภาพที่ไม่สามารถโคลนได้ (PUF), ระบบบูตแบบปลอดภัย (secure boot), การจัดเก็บกุญแจเข้ารหัส และตัวเร่งการประมวลผลทางคริปโตกราฟีสำหรับ AES, SHA, RSA และ ECC

สเปคของ Microchip SAMA7D65 SoC/SiP :

• CPU – Arm Cortex-A7 core ความเร็วสูงสุดo 1 GHz
  • Arm TrustZone, NEON, FPU
  • 32KB L1 I-cache + 32KB D-cache, 256KB L2 cache
  • Embedded Trace Module พร้อม 16KB CoreSight ETB
  • รองรับการปรับแรงดันและความถี่อัตโนมัติ
  • ตัวจับเวลา (timer) ทั่วไปแบบ 64 บิต
• GPU – รองรับเฉพาะ GPU แบบ 2D
• ไม่มี VPU, ไม่มี NPU
• หน่วยความจำ
  • SAMA7D6 (SoC) – รองรับหน่วยความจำภายนอกแบบ 16-bit DDR2/DDR3/DDR3L/LPDDR2/LPDDR3 ความจุสูงสุด 16 Gbit ที่ความถี่ 533 MHz
  • SAMA7D65D1G/D2G (SiP) – หน่วยความจำ DDR3L SDRAM ฝังในตัวขนาด 1 Gbit (128 MB) หรือ 2 Gbit (256 MB)
• ที่เก็บข้อมูล
  • eMMC 5.1 flash (HS400/HS200)
  • SD 3.0 (SDR104)
  • NAND แบบ 8-bit (SLC/MLC) พร้อม ECC
  • อินเทอร์เฟซ Octal และ Quad SPI
• จอแสดงผล –คอนโทรลเลอร์ LCD รองรับความละเอียดสูงสุด WXGA/720p, LVDS (single channel), MIPI DSI แบบ 4-lane, อินเทอร์เฟซ RGB แบบ 8-bit serial
• ระบบเสียง
  • 2x SSC (8-ch TDM), 2x I²S (TDM256), 2x ไมโครโฟนแบบ PDM (สูงสุด 8 ตัว)
  • S/PDIF Tx/Rx
  • ตัวแปลงอัตราตัวอย่าง (sample rate converter) สำหรับ 4 ช่องสเตอริโอ
• ระบบเครือข่าย – 2x 10/100/1000 Ethernet MAC พร้อมรองรับ TSN, รองรับอินเทอร์เฟซ RMII/RGMII
• USB
  • 2x USB HS Devices
  • 3x USB HS Hosts
  • 2x USB Type-C controllers
• วงจรรอบข้าง (Peripherals)
  • Timers & PWM – 6x 64-bit PIT, 2x Timer Counters แบบ 3 ช่อง, 1x PWM controller แบบ 4 ช่อง
  • 142x ขา I/O แบบโปรแกรมได้
  • 2x Quad-SPI หรือ 1x Octal-SPI
  • อินเทอร์เฟซ MIPI I3C
  • 11x FLEXCOM (กำหนดค่าเป็น USART/UART/I2C/SPI)
  • 5x อินเทอร์เฟซ CAN-FD พร้อมรองรับ timestamp
  • ADC
    •  อินพุต ADC ภายนอก 16 ช่อง + ภายใน 3 ช่อง
    • อินพุต ACC ภายนอก 4 ช่อง
• ระบบความปลอดภัย
  • Secure backup SRAM (5KB) พร้อม tamper protection
  • 256-bit backup register
  • 4 tamper pins พร้อม timestamping
  •  TZAESB: AES ขนาด 128-bit สองชุด สำหรับการเข้ารหัสแบบ on-the-fly (DDR/QSPI/SMC)
  • Secure RTC, SHA, AES, TDES, RNG, PUF
  • JTAG/SWD access control
• อื่น ๆ
  • DMA: 2x แบบ 32 ช่อง, 1x แบบ 8 ช่องสำหรับ memory
  • เอาต์พุตสัญญาณนาฬิกาแบบโปรแกรมได้ 8 ช่อง
• การจัดการพลังงาน
  • รองรับหลายโดเมนและโหมดพลังงาน
  • มี LDO ภายในสำหรับวงจร analog และ PLLs
  • โหมดแบ็คอัพที่รองรับการเก็บข้อมูล SRAM/DDR
  • ออกแบบให้เหมาะสำหรับใช้งานร่วมกับ PMIC รุ่น MCP16501/16502
• แพ็กเกจ – BGA 343 ball ขนาด 14 x 14 x 1.2 มม. ระยะพิทซ์ 0.65 มม.

หมายเหตุ: ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวระหว่าง SoC และ SiP คือ SoC ต้องใช้หน่วยความจำภายนอก ในขณะที่ SiP ได้รวมหน่วยความจำ DDR3L SDRAM ขนาด 1 Gbit หรือ 2 Gbit ไว้ภายในแพ็กเกจเดียวกัน ช่วยให้ออกแบบง่ายขึ้นและลดพื้นที่การใช้งานบนแผ่น PCB

ทางบริษัทระบุว่าอุปกรณ์รุ่นนี้รองรับเครื่องมือและซอฟต์แวร์หลากหลาย รวมถึงแพลตฟอร์ม Linux4SAM สำหรับการพัฒนา Embedded Linux, MPLAB X IDE สำหรับการตั้งค่าและดีบั๊กโปรเจกต์, และ MPLAB Harmony v3 สำหรับการสร้างแอปพลิเคชันที่ใช้ RTOS นอกจากนี้ยังมีโค้ดตัวอย่างสำหรับการใช้งานวงจรรอบข้าง (Peripherals) เช่น ADC และ ACC รวมถึง Application Note สำหรับหัวข้อเฉพาะ เช่น การทำงานแบบ XIP (Execute In Place) ร่วมกับ serial flash, การปรับเทียบเซ็นเซอร์อุณหภูมิ และการประเมินอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ ซึ่งช่วยให้สามารถเร่งการพัฒนาและผสานระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ทางบริษัทยังได้นำเสนอบอร์ด SAMA7D65 Early Access Curiosity Board ซึ่งออกแบบมาเพื่อการประเมินผลและต้นแบบการใช้งานกับไมโครโปรเซสเซอร์ Microchip SAMA7D65 โดยเฉพาะบอร์ดนี้มาพร้อมกับหน่วยความจำ DDR3L ขนาด 8 GB, หน่วยความจำแฟลช QSPI NOR และ SLC NAND พร้อมรองรับอินเทอร์เฟซการเชื่อมต่อและมัลติมีเดียหลากหลาย ไม่ว่าจะเป็น Ethernet ความเร็ว Gigabit จำนวน 2 พอร์ตที่รองรับ TSN, การเชื่อมต่อ USB host/device, อินเทอร์เฟซแสดงผลแบบ MIPI DSI และ LVDS รวมถึงกราฟิก 2D, ยังมีตัวควบคุม CAN-FD จำนวน 5 ช่อง, อินเทอร์เฟซ SPI, I2C และ UART ให้เลือกใช้งานหลายชุด และองค์ประกอบด้านความปลอดภัย เช่น TRNG (True Random Number Generator), secure boot และ PUF (Physically Unclonable Function) นอกจากนี้ยังสามารถขยายฟังก์ชันการทำงานเพิ่มเติมได้ง่ายผ่านขาเชื่อมต่อที่เข้ากันได้กับ Raspberry Pi และช่องเสียบ mikroBUS

ชิป SAMA7D65 ทั้งในรูปแบบ SoC และ SiP มีจุดมุ่งหมายเพื่อแข่งขันกับไมโครโปรเซสเซอร์ Cortex-A7 รุ่นอื่น ๆ เช่น ตระกูล STM32MP13 ของ STMicroelectronics ซึ่งมี Arm Cortex-A7 core แบบ single-core  ความเร็ว 1 GHz และชิปจาก Allwinner หลายรุ่น เช่น Allwinner T113-S3 มี Arm Cortex-A7 core แบบ dual-core และ RAM ฝังตัวขนาด 128 MB

ขณะเขียนบทความนี้ ทางบริษัทยังไม่ได้เปิดเผยข้อมูลเกี่ยวกับราคาหรือรายละเอียดการจัดจำหน่ายของ SAMA7D65 Cortex-A7 MPU แต่ผู้ที่สนใจสามารถซื้อบอร์ด SAMA7D65 Early Access Curiosity Board ได้ในราคา $169 (~6,000฿) จาก หน้าเว็บไซต์ผลิตภัณฑ์อย่างเป็นทางการของ Microchip สามารถดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับชิปได้จากหน้าเพจผลิตภัณฑ์ และ ข่าวประชาสัมพันธ์

แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : Microchip SAMA7D65 Cortex-A7 MPU comes in SoC and SiP packages with up to 2Gbit integrated DDR3L memory

Suthinee Kerdkaew

บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT