【Microchip】SAM3Xシリーズとは？仕様・機能・評価ボード・開発環境・対応OSを紹介

SAM3Xシリーズは、Microchipのマイクロコントローラです。SAM3Xシリーズは、Cortex-M3を搭載し、最大84MHzで動作します。SAM3Xシリーズは、産業用オートメーションや医療機器などに適しています。

SAM3Xシリーズの製品ラインアップ

SAM3Xシリーズの製品ラインアップは、以下の通りです。

  • ATSAM3X8EA-CU
  • ATSAM3X8EA-AU
  • ATSAM3X8CA-CU
  • ATSAM3X8CA-AU
  • ATSAM3X4EA-CU
  • ATSAM3X4EA-AU
  • ATSAM3X4CA-CU
  • ATSAM3X4CA-AU

SAM3Xシリーズの仕様

CPUコア Cortex-M3
最大CPU速度(MHz) 84
最大フラッシュ(KB) 2×256
最大SRAM (KB) 100
温度範囲 -40〜85
動作電圧範囲（V） 1.62から3.6
ペリフェラル(周辺機器)
  • メールボックスを8個備えたデュアルCAN2.0B
  • 専用のDMAを備えたEthernet MAC 10/100
  • USB 2.0 HSデバイス/ミニホスト(PHY内蔵)
  • HS SD/SDIO/MMC, USART, SPI, I2S,I2C

SAM3Xシリーズとは

SAM3Xシリーズの特徴

マイクロチップテクノロジーSAM3XARM®Cortex®-M3フラッシュベースのマイクロコントローラーは、イーサネット、デュアルCAN、高速USB（HS USB）MiniHost、およびオンチップ物理層（PHY）を備えたデバイスを追加することにより、SAM3ファミリーへの接続性を高めます。デバイスは、合計256kbおよび512kbフラッシュのデュアルバンク構成を備えており、100ピンおよび144ピンのQFPおよびBGAパッケージオプションで利用できます。このアーキテクチャは、高速データ転送をサポートするように設計されており、マルチレイヤーバスマトリックスに加えて、デュアルSRAMバンク、ダイレクトメモリアクセス（DMA）チャネル、およびマルチタスク操作をサポートするアプリケーション用のペリフェラルDMAコントローラー（PDC）が含まれています。SAM3Xシリーズは、産業用組み込み市場、住宅およびビルオートメーション、スマートグリッド、産業用オートメーションのネットワーキングアプリケーションに最適です。

原文は、以下の通りです。

Microchip Technology SAM3X ARM® Cortex®-M3 Flash-Based Microcontrollers bring more connectivity to the SAM3 family by adding Ethernet, dual CAN and high-speed USB (HS USB) MiniHost and device with on-chip physical layer (PHY). Devices feature a dual-bank configuration of 256kb and 512kb Flash total and are available in 100-pin and 144-pin QFP and BGA package options. The architecture is designed to support high-speed data transfers and includes a multi-layer bus matrix plus dual SRAM banks, direct memory access (DMA) channels and peripheral DMA controller (PDC) for applications supporting multi-task operations. The SAM3X series is ideal for networking applications in the industrial embedded market and in home and building automation, smart grids and industrial automation.

出典：Microchip Technology SAM3X ARM® Cortex®-M3 Flash-Based Microcontrollers

SAM3Xシリーズは、Cortex-M3を搭載したマイコンです。最大84MHzで動作します。

SAM3Xシリーズの特長は、以下の通りです。

  1. 接続および通信用周辺モジュールを豊富に内蔵
  2. 安全およびセキュリティ機能

【特長1】接続および通信用周辺モジュールを豊富に内蔵

SAM3Xシリーズは、豊富なペリフェラル(周辺機器)を搭載しています。

SAM3Xシリーズのペリフェラル(周辺機器)は、以下の通りです。

  • メールボックスを8個備えたデュアルCAN2.0B
  • 専用のDMAを備えたEthernet MAC 10/100
  • USB 2.0 HSデバイス/ミニホスト(PHY内蔵)
  • HS SD/SDIO/MMC, USART, SPI, I2S,I2C
  • SRAM、PSRAM、NORフラッシュ、エラーコード訂正(ECC)機能付
  • NANDフラッシュをサポートする16ビット外部バス インターフェイス

出典：SAM3Xマイクロコントローラ ファミリ

【特長2】安全およびセキュリティ機能

SAM3Xシリーズは、以下の高いセキュリティ機能を有しています。

  • ECC付きフラッシュメモリによるエラー検出機能
  • デュアルバンクフラッシュによる信頼性の高いファームウェアアップデート
  • 独立型ウォッチドッグ、クロック障害検出
  • 真性乱数生成器(TRNG)

以下、それぞれ詳しく解説してきます。

ECC付きフラッシュメモリによるエラー検出機能

SAM3Xシリーズは、ECC機能付きのフラッシュメモリを搭載しています。

フラッシュメモリとは

フラッシュメモリとは、記憶装置の1つであり、電源を切っても記憶内容が維持される、不揮発性の半導体メモリ・ROM。本来、ROMは、データの消去や書き込みができないが、フラッシュメモリは、例外的にデータの消去や書き込みができるROM。

フラッシュメモリ(フラッシュROM)とは？定義・意味・特徴をわかりやすく解説

ECCとは、「誤り検出訂正」を意味するError Correction Codeの略です。エラーを検出し、修正する機能のことです。これにより、信頼性を高めています。

デュアルバンクフラッシュによる信頼性の高いファームウェアアップデート

SAM3Xシリーズは、デュアルバンクフラッシュを搭載しています。

デュアルバンクフラッシュとは

フラッシュメモリが2つ備わった状態のこと

デュアルバンクフラッシュ機能により、一方のフラッシュメモリを実行(読み出し)している間、他方のフラッシュメモリを用いて消去や書き込みが可能になります。

また、デュアルバンクフラッシュ機能により、一方のフラッシュメモリに前のバージョンのファームウェアを残しながら、他方のフラッシュメモリを使用してファームウェアをアップデートできます。

このため、信頼性の高いファームウェア・アップデートが可能です。

独立型ウォッチドッグ、クロック障害検出

SAM3Xシリーズは、ウォッチドッグや、クロック障害検出機能を搭載しています。

ウォッチドッグ(ウォッチドッグタイマ)とは

ウォッチドッグ(ウォッチドッグタイマ)とは、システムに異常が発生した際に、プログラムを終了させる機能のこと。

SAM3Xシリーズのウォッチドッグは、タイマーのクロックがマイコンのクロックとは分かれている、独立型ウォッチドッグです。このため、何らかの理由でマイコンのクロックが停止した場合でも、ウォッチドッグは独立して動作できます。

このため、SAM3Xシリーズは、高精度な異常検出機能を担保しています。

真性乱数生成器(TRNG)

SAM3Xシリーズは、真性乱数生成器(TRNG)を搭載しています。

真性乱数生成器(TRNG)とは

真性乱数生成器(TRNG: True Random Number Generator)は、物理現象のランダム性を利用して乱数を生成する回路・機器のこと。

真性乱数生成器(TRNG)は、暗号鍵の生成などの乱数生成に役立ちます。

SAM3Xシリーズでは、ソフトウェア側ではなくハードウェア側で実行できるため、暗号処理を高速に行えます。

以上の豊富なセキュリティ機能により、信頼性が要求されるアプリケーションにも適したデバイスです。

SAM3Xシリーズの使い方(アプリケーション)

SAM3Xシリーズは、以下のアプリケーションに適しています。

  • ビル/ホーム オートメーション
  • 産業用オートメーション
  • M2M(Machine-to-Machine)
  • テストと計測
  • 医療
  • スマートグリッド

出典：SAM3Xマイクロコントローラ ファミリ

SAM3Xシリーズの入手方法

SAM3Xシリーズのマイコンは、Microchipの正規販売店で購入できます。

SAM3Xシリーズの開発環境

SAM3X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
  • Atmel Studio
  • MDK-ARM

SAM3Xシリーズの評価ボード

SAM3Xシリーズの評価ボードは、以下の通りです。

ボード 搭載マイコン 特徴 対象 データシート
Flip&Click SAM3X AT91SAM3X8E 2つのmicroUSBソケット・4つのLEDを搭載、Arduino IDEに対応 Arduinoを使って評価したい方 –

Flip&Click SAM3Xは、MikroElektronika製のSAM3X評価ボードです。AT91SAM3X8Eを搭載しています。

Flip&Click SAM3Xは、2つのmicroUSBソケットを搭載しています。片方は、プログラミング用であり、もう片方は、USBホストやUSBデバイス用です。また、テスト用に使用できる4つのLEDを搭載しています。

Flip&Click SAM3Xは、Arduino IDEに対応しており、簡単に開発できます。プログラム作成からコンパイル、書き込みまでをArduino IDEで行えます。

Arduino(読み方：アルデュイーノ)

Arduinoは、電子工作用プラットフォーム。初心者にも扱いやすいのが特徴。

このためFlip&Click SAM3Xは、「Arduinoを使って評価したい」という方に最適な評価ボードです。

Flip&Click SAM3Xの価格・購入方法

SAM3Xシリーズの対応OS

SAM3Xシリーズに対応しているOSは以下のとおりです。

  • 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。