MicrochipのSAM 4シリーズ(SAM 4S・SAM 4E・SAM 4L・SAM 4N)とは?仕様・機能・できること・使い方・開発環境を紹介

SAM 4シリーズは、Microchipのマイクロコントローラです。SAM 4シリーズは、Cortex-M4を搭載し、48~120MHzで動作します。SAM 4シリーズは、4種類の製品ラインアップを展開しています。

SAM 4シリーズの製品ラインアップ

  • SAM 4E
  • SAM 4L
  • SAM 4N
  • SAM 4S

SAM 4シリーズの仕様

SAM 4E SAM 4L SAM 4N SAM 4S
CPUコア Cortex-M4 Cortex-M4 Cortex-M4 Cortex-M4
最大CPU速度(MHz) 120 48 100 120
最大プログラムメモリサイズ (KB) 1024 Arm Cortex-A9 1024 1024
最大SRAM (KB) 128 64 80 160
補助フラッシュメモリ(KB) 1 0 0 1
SDIO/SD-CARD/eMMC(最大) 1 0 0 1
温度範囲 -40 to 85 -40 to 85 -40 to 85 -40 to 85
動作電圧範囲 1.62V – 3.6V 1.68V – 3.6V 1.62V – 3.6V 1.62V – 3.6V
ダイレクトメモリアクセスチャンネル(最大) 33 16 23 22
ADC入力(最大) 24 15 16 15
最大ADC解像度 (Bits) 16 12 10 12
DACの数 1 2 1 1
USBインターフェース full Speed full Speed × full Speed
USBモジュールの数 1 1 0 1
コンパレータの数(最大) 1 4 0 1
タイマー(最大) 9 x 16-bit 4 x 32-bit 6 x 16-bit 0 x 32-bit 6 x 16-bit 0 x 32-bit 6 x 16-bit 0 x 32-bit
Capture/Compare/PWM Peripherals(最大) 0 -Std. PWM 0-bit PWM resolutions 18 -Input Capture 0 -Std. PWM 0-bit PWM resolutions 12 -Input Capture 0 -Std. PWM 0-bit PWM resolutions 12 -Input Capture 0 -Std. PWM 0-bit PWM resolutions 12 -Input Capture
UART/SPI/I2C(最大) 4 -UART 3 -SPI 2 -I2C 4 -UART 1 -SPI 4 -I2C 7 -UART 4 -SPI 3 -I2C 4 -UART 3 -SPI 2 -I2C
I2S 0 1 0 1
周辺ピンセレクト/ピンマルチプレクサ
低電力 × × ×
直交エンコーダ インターフェイス(最大) 2 0 2 2
CAN(最大) 2 0 0 0
暗号エンジン × ×
Ethernet 10/100 Base-TX Mac × × ×
ピン数(最大) 144 100 100 100
パッケージ 100/LQFP, 100/TFBGA

144/LFBGA, 144/LQFP

48/TQFP, 48/VQFN

64/TQFP, 64/VQFN, 64/WLCSP

100/TQFP, 100/VFBGA

48/LQFP, 48/VQFN

64/LQFP, 64/VQFN

100/LQFP, 100/TFBGA, 100/VFBGA

48/LQFP, 48/VQFN

64/LQFP, 64/VQFN, 64/WLCSP

100/LQFP, 100/TFBGA, 100/VFBGA

出典:New/Popular SAM 4E 32-bit MCU Products

出典:New/Popular SAM 4L 32-bit MCU Products

出典:New/Popular SAM 4N 32-bit MCU Products

出典:New/Popular SAM 4S 32-bit MCU Products

SAM 4シリーズとは

SAM 4シリーズは、Cortex-M4を搭載したマイコンシリーズです。

SAM 4シリーズのラインアップは、以下の通りです。

  • SAM 4E
  • SAM 4L
  • SAM 4N
  • SAM 4S

SAM 4Eシリーズの特徴

フラッシュマイクロコントローラ(MCU)のSAM4Eシリーズは、浮動小数点ユニット(FPU)を備えた高性能32ビットARM®Cortex®-M4RISCプロセッサに基づいています。最大速度120MHzで動作し、最大1024KBのフラッシュ、2KBのキャッシュメモリ、最大128KBのSRAMを備えています。

原文は、以下の通りです。

SAM4E series of Flash microcontrollers (MCUs) is based on the high-performance 32-bit ARM® Cortex®-M4 RISC processor with floating point unit (FPU). It operates at a maximum speed of 120MHz and features up to 1024KB of Flash, 2KB of cache memory and up to 128KB of SRAM.

出典:SAM 4E MCUs

SAM 4Eシリーズは、浮動小数点ユニット(FPU)、2KBのキャッシュメモリを搭載した、SAM 4シリーズの中でも高性能なマイコンです。

また、デュアルCAN、イーサネット、144本のピンを搭載し、高い接続性があります。

SAM 4Lシリーズの特徴

SAM4Lマイクロコントローラー(MCU)は、Cortex®-M4プロセッサーベースのデバイスの電力ベンチマークを再定義し、アクティブモード(最大90µA / MHz)で最も低い電力を提供し、スリープモード(1.5µA)でRAMを完全に保持し、ウェイクアップタイムを最短にします(最大1.5µs)。MicrochippicoPower®テクノロジーを組み込んだSAM4Lファミリは、高効率の信号処理、使いやすさ、高速通信周辺機器を提供します。これは、産業、ヘルスケア、および消費者向けアプリケーション分野での電力を重視する設計に最適です。

原文は、以下の通りです。

SAM4L microcontrollers (MCUs) redefine the power benchmark for Cortex®-M4 processor-based devices, delivering the lowest power in active mode (down to 90µA/MHz) as well as sleep mode with full RAM retention (1.5µA) with the shortest wake-up time (down to 1.5µs). Embedding Microchip picoPower® technology, the SAM4L family provides highly efficient signal processing, ease of use and high-speed communication peripherals—ideal for power-sensitive designs in the industrial, healthcare and consumer application areas.

出典:SAM 4L MCUs

SAM 4Lシリーズは、アクティブモードにおいて最大90µA / MHzと、SAM 4シリーズの中でも低消費電力なマイコンです。

また、SAM 4Lシリーズの一部のデバイスにはLCDコントローラーが搭載されています。

更に、SAM 4シリーズで唯一、ハードウェア静電容量式タッチモジュールを搭載しています。

SAM 4Nシリーズの特徴

SAM4Nシリーズは、ARM®Cortex®-M4コアに基づくフラッシュマイクロコントローラーのポートフォリオへのエントリーポイントです。これらのマイクロコントローラは、100MHzの動作周波数を備え、最大1MBのフラッシュ、複数のシリアル通信周辺機器、およびアナログ機能を提供します。この機能の組み合わせに加えて低消費電力により、Microchip SAM4Nシリーズは、産業オートメーション、民生用および電化製品、およびエネルギー計測市場の幅広いアプリケーションに理想的です。

原文は、以下の通りです。

SAM4N series comprises the entry point into our portfolio of Flash microcontrollers based on the ARM® Cortex®-M4 core. These microcontrollers feature a 100MHz operating frequency and offer up to 1MB of Flash, multiple serial communication peripherals and analog capability. This combination of features—plus low power consumption—makes the Microchip SAM4N series ideal for a wide range of applications in industrial automation, consumer and appliance, and energy metering markets.

出典:SAM 4N MCUs

SAM 4Nシリーズは、100MHzの動作周波数を備えながら、アクティブモードで170µA / MHzまでの消費電力レベルを達成する、高性能と低商品電力を併せ持ったマイコンです。

またSAM 4Nシリーズは、最大1MBのフラッシュ、複数のシリアル通信周辺機器、およびアナログ機能を搭載しています。

SAM 4Sシリーズの特徴

強力なARM®Cortex®-M4コアに基づくMicrochip®| SMART SAM4Sシリーズは、MicrochipCortex-Mポートフォリオを拡張して、以下を提供します。

  • パフォーマンスと電力効率の向上
  • より高いメモリ密度:デュアルバンク機能を備えた最大2MBのフラッシュ、および160KBのSRAM
  • 接続、システム制御、アナログインターフェース用の豊富な周辺機器セット

 

デバイスはピンツーピンであり、現在のSAM3 Cortex-M3プロセッサベースのマイクロコントローラ(MCU)とソフトウェア互換であり、パフォーマンスとメモリサイズのスムーズな上方移行パスを提供します。

原文は、以下の通りです。

Based on the powerful ARM® Cortex®-M4 core, the Microchip® | SMART SAM4S series extends the Microchip Cortex-M portfolio to offer:

  • Increased performance and power efficiency
  • Higher memory densities: up to 2MB of Flash, with dual bank capability, and 160KB of SRAM
  • And a rich peripheral set for connectivity, system control and analog interfacing.

 

Devices are pin-to-pin and software compatible with current SAM3 Cortex-M3 processor-based microcontrollers (MCUs), offering a smooth upwards migration path for performance and memory size.

出典:SAM 4S MCUs

SAM 4Sシリーズは、120MHzで動作するパフォーマンスの高いマイコンです。SAM 4Sシリーズは、高性能でありながら、ダイナミックモードで200µA / MHzで動作する低消費電力なマイコンです。

ポイント
  • SAM 4E:SAM 4シリーズの中でも高性能なマイコン
  • SAM 4L:低消費電力なマイコン
  • SAM 4N:高性能と低商品電力を併せ持ったマイコン
  • SAM 4S:高性能でありながら、ダイナミックモードで200µA / MHzで動作する低消費電力なマイコン

SAM 4シリーズの使い方(アプリケーション)

SAM 4シリーズは、以下のアプリケーションに適しています。(SAM 4Eシリーズ・SAM 4Sシリーズのもの)

  • 産業用制御
  • スマートメータ
  • コンシューマ製品
  • ビル/ホーム制御

SAM 4シリーズの入手方法

SAM 4シリーズのマイコンは、Microchipの正規販売店で購入できます。

SAM 4シリーズの開発環境

SAM 4シリーズに対応した代表的な開発環境は、以下の通りです。

  • IAR Embedded Workbench for ARM
  • Microchip Studio

SAM 4シリーズの評価ボード

SAM 4シリーズの評価ボードは、以下の通りです。

ボード 特徴 対象 データシート
ATSAM4C32 Evaluation Kit

ATSAM4C16 Evaluation Kit

RF / Zigbee、SPIなどの豊富な拡張コネクタを搭載 パフォーマンスと低電力モード、改ざん防止、および暗号化機能の評価を中心に行いたい方
SAM4X Xplained Pro Evaluation Kit 別売りの拡張ボードを用いて評価できる センサーやディスプレイなどの拡張機能を中心に評価したい方 SAM4E Xplained Pro Evaluation Kitのデータシート

SAM4L8 Xplained Pro Evaluation Kitのデータシート

SAM4N Xplained Pro Evaluation Kitのデータシート

SAM4S Xplained Pro Evaluation Kitのデータシート

ATSAM4C32 Evaluation Kit、ATSAM4C16 Evaluation Kit

ATSAM4C32 Evaluation Kit、ATSAM4C16 Evaluation Kitには、RF / Zigbee、SPIなどの豊富な拡張コネクタが装備されています。

ATSAM4C32 Evaluation Kit、ATSAM4C16 Evaluation Kitは、パフォーマンスと低電力モード、改ざん防止、および暗号化機能の評価が可能になります。

このため、「パフォーマンスと低電力モード、改ざん防止、および暗号化機能の評価を中心に行いたい」という方に最適な評価ボードです。

ATSAM4C32 Evaluation Kitの価格・購入場所

ATSAM4C16 Evaluation Kitの価格・購入場所

SAM4X Xplained Pro Evaluation Kit

SAM4X Xplained Pro Evaluation Kitは、別売りの拡張ボードを用いて評価ができます。

対応している拡張ボードは、以下の2点です。

  • I/O1 Xplained Pro Extension Kit:光センサー、温度センサー、およびmicroSDカード
  • OLED1 Xplained Pro:OLEDディスプレイ、LED、プッシュボタン

このためSAM4X Xplained Pro Evaluation Kitは、「センサーやディスプレイなどの拡張機能を中心に評価したい」という方に最適な評価ボードです。

SAM4E Xplained Pro Evaluation Kitの価格・購入場所

SAM4L8 Xplained Pro Evaluation Kitの価格・購入場所

SAM4N Xplained Pro Evaluation Kitの価格・購入場所

SAM4S Xplained Pro Evaluation Kitの価格・購入場所

SAM 4シリーズの対応OS

SAM 4シリーズに対応しているOSは以下の通りです。

  • FreeRTOS
  • μC3(マイクロ・シー・キューブ)/Compact(弊社製品)

弊社製品「μC3(マイクロ・シー・キューブ)」のご紹介

マイコン向け超軽量カーネルを採用したRTOS「μC3(マイクロ・シー・キューブ)/Compact」

μC3(マイクロ・シー・キューブ)/Compactは、マイコン内蔵の小さなメモリだけで動作するように最適化された、コンパクトなμITRON4.0仕様のRTOSです。

μC3/Compactは、ソースコードに直接コンフィグレーションを行うのではなく、付属のコンフィグレータによりGUIベースでRTOS、TCP/IP、デバイスのコンフィグレーションからベースコードの自動生成まで行います。

小さいフットプリント
マイコンの小さなROM/RAMのみで動作するように最適化された最小2.4Kbyteのコンパクトなカーネル。メモリ容量が小さい安価なデバイスを使用する事ができます。
μC3/Configurator付属
選択・設定するだけでベースコードが生成できるコンフィギュレーションツール。開発時間の大幅な短縮や、コーディングミスの減少が可能。RTOSの初心者でも簡単に開発をスタートすることができます。
豊富なCPUサポート
業界随一のCPUサポート実績があり、技術サポートも充実しています。CPUの選択肢を広げ、機会費用を抑える事ができます。業界随一のCPUサポート実績があり、技術サポートも充実しています。ご使用予定のデバイスで直ぐに開発着手が可能で、ご質問に対して24時間以内の1次回答を徹底しています。
省電力対応
デフォルトで省電力機能がついているため、システム全体の省電力に貢献します。

詳しい資料をご希望の方は、下記より製品ガイドをダウンロードしてください。

資料ダウンロード(無料)

μC3のライセンスの種類・詳細

ライセンスの種類

ライセンスの種類は3つあります。

  • 研究開発用プロジェクトライセンス
  • 開発量産用プロジェクトライセンス
  • プラットフォームライセンス

研究開発用プロジェクトライセンス

研究開発用プロジェクトライセンスは、研究開発のみ可能なライセンスです。ライセンス購入時の段階で、製品化まで見えていない場合や、フィジビリティスタディの場合にお勧めです。

研究開発用プロジェクトライセンスのライセンス費用は、このあとご紹介する開発量産用プロジェクトライセンスの60%の価格です。

有償の保守契約に加入中の場合、開発量産用プロジェクトライセンスのライセンス費用の40%オフの価格でアップグレードが可能です。

開発量産用プロジェクトライセンス

開発量産用プロジェクトライセンスは、研究開発から量産販売までが可能な標準的なライセンスとなります。開発量産用プロジェクトライセンスの対象製品の範囲には、1種類の製品型番だけでなく、その製品ファミリ(派生機種)が含まれます。

有償の保守契約に加入中の場合、プラットフォームライセンスのライセンス費用との差額でアップグレードが可能です。

プラットフォームライセンス

プラットフォームライセンスは、プロジェクトライセンスの対象範囲を広げたライセンスです。プラットフォームライセンスの対象製品は、1種類の製品ファミリだけでなく、複数の製品ファミリが範囲となります。サイトライセンスではございません。

※弊社のライセンスはプロジェクトライセンスの形式を採っております。ご購入時に該当プロジェクトの名称をご登録頂く必要があり、その際、「計測機器」などの抽象的な名称ではなく、具体的な名称を頂戴しております。

お客様のご要望をお聞きした上で適切な範囲を設定させて頂きますので、先ずは、担当営業にご相談下さい。

ポイント
  • 研究開発用プロジェクトライセンス:製品化まで見えていない場合や、フィジビリティスタディの場合にお勧めなライセンス
  • 開発量産用プロジェクトライセンス:研究開発から量産販売までが可能な標準的なライセンス
  • プラットフォームライセンス   :1種類の製品ファミリだけでなく、複数の製品ファミリを範囲とするライセンス

ライセンスの詳細

  • ライセンス費用の金額・計算方法:ライセンス購入時の固定の一括払いのみでご使用いただけます
  • 開発人数制限 :無(ただし同プロジェクト内)
  • 提供形態 :ソースコード
  • 使用範囲 :定義されたプロジェクト内
  • 使用CPU :型番固定ではなくCPUシリーズ(例:STM32F4シリーズ)
  • μC3/ConfiguratorはCPUシリーズ毎に用意されています

ライセンスの価格などの詳細については、下記より製品ガイドをダウンロードしてご覧ください。

資料ダウンロード(無料)

保守について

製品定価には契約日の翌月1日から6ヶ月分の無償保守が含まれています。その後、有償で保守を継続することが可能です。

また、年間保守費用は製品定価の40%になります。

無償保守期間終了後、継続して有償保守サービスにご加入いただいた場合は、製品定価の20%になります。(ただし、初年度分の保守とライセンスをセットで購入された場合は、初年度分に限り製品定価の15%になります。)

*研究開発用プロジェクトライセンスの保守費用は開発量産用プロジェクトライセンスの定価の20%になります。

保守サービスには以下が含まれています。

  • メールによる技術サポート(1営業日以内に1次回答)
  • 製品の無償バージョンアップ