过程仪表包括使用各种传感器和方法测量过程变量(如温度、压力、水位和流量)所需的电子设备。工作模式下的功耗对于这些产品非常关键,因为大多数现场仪表都是通过 4-20mA 的电流回路接口提供电力,这样可以严格限制电子设备的功率预算。过程仪表必须能够频繁地在危险区域运行,且不能缓冲能量。

Atmel® 已成为工业过程仪表制造商首选的微控制器提供商。

特性和优势

  • Atmel 32 位微控制器可在低至 1.62V 的电压下运行,且功耗数值低于 1mW/DMIPS。
  • 过程仪表通常会以较低的频率运行微控制器,以降低功耗。Atmel 已对这些情况下的闪存读取访问进行了优化。
  • Atmel 32 位 AVR 微控制器和基于 ARM® Cortex™-M3 处理器的 Atmel SAM3 系列为设计人员提供先进高效的 RISC 架构,能够支持更复杂的信号。
  • 嵌入式 DSP 功能(MAC,饱和算法)和 FPU 加上中间件库的支持,可以大大简化信号调节。
  • 复杂的信号算法、现场总线或工业以太网支持、功能安全测试例程以及多语言菜单都需要由容量越来越大的嵌入式闪存来支持。Atmel 提供的 32 位微控制器具有高达 512KB 的嵌入式闪存。
  • Atmel 微控制器集成了专用硬件机制,以支持 IEC61508 安全标准的实施。了解详情 - Atmel 微控制器安全功能
  • 如果工厂中的各种仪表大面积分散,则很有必要使用无线通信。Atmel 无线微控制器产品线可提供必要的硬件平台来构建符合 Wireless HART 协议的产品。Atmel 拥有同类产品中最佳的射频性能,有助于拓宽射频范围,并使射频链路更加稳定、更加高效。
  • Atmel CryptoAuthentication™ 系列硬件安全产品提供了一种易于实施、成本效益高且待机功耗低的解决方案,用于确保过程仪表之间的通信安全。
Process Instruments Diagram

Atmel SAM3、SAM7 和 32 位 AVR UC3 系列实现了低功耗与强大信号处理能力的独特结合。

  • 低功耗
  • 高效的信号处理(DSP 和 FPU)
  • 多种闪存容量可供选择
  • 传感器元件与现场总线相连
  • 符合 IEC61508 的安全功能
  • 电容式触摸
  • 无线微控制器

Atmel 产品

微控制器触摸安全验证射频微控制器存储器
AVR UC3 B 系列

基于 ARM 的解决方案: SAM3S/7S

AVR XMEGA
按钮、滑条和滑轮

QTouch 库

maXTouch ™ 触摸屏控制器
CryptoAuthentication
单芯片 (微控制器和收发器)

收发器

ZigBit 模块
CryptoMemory: 安全 EEPROM

串行 EEPROM

Atmel 安全功能概述

  功能 Atmel SAM3 系列 Atmel AVR XMEGA 系列 Atmel AVR UC3 系列
代码完整性 具有写保护功能的闪存 可选择的闪存区域 应用和引导区 可选择的闪存区域
双库 有 (SAM3U)    
闪存校验和 CRC 单元 (SAM3S) CRC 单元 软件
看门狗 从内部 RC 振荡器运行
锁定功能 第一次写入后锁定 每次熔断时锁定 按键保护
窗口模式 有 (AVR UC3)
软件失控 内存保护单元
IO 寄存器的锁定功能 有,使用 MPU 有,使用 MPU
时钟配置的锁定功能
锁定事件系统配置 不适用
时钟故障 从内部 RC 振荡器启动
主时钟故障检测 有 (SAM3S)
自动切换至内部 RC 有 (SAM3S)

Atmel AVR 与 ARM 的比较

CPU AVR 系列 基于 ARM 的解决方案
产品系列 8 位/16 位 AVR XMEGA 微控制器 32 位 AVR UC3 微控制器 SAM3 微控制器 SAM9 MPU
CPU 特性 同类产品中最佳的 8 位/16 位 RISC 硬件乘法器 具有 DSP 支持的 32 位 RISC(单周期 MAC,饱和) 具有 MPU 的 Cortex-M3 ARM926-EJ
工作模式 0.5mW/MHz < 1mW/MHz 1mW/MHz 0.125mW/MHz
等待模式 0.55µA 70µA 4.6µA 8mA
RTC 模式 0.55µA 1.6µA 1.6µA 9µA
掉电 < 100nA 100nA 100nA  
现场仪表 温度、低端压力和流量 温度、压力、流量、水位、分析 温度、压力、流量、水位、分析 水位、流量、液体分析

参考设计

[ + ] SAM4LC 无线恒温器参考设计


[ + ] QTouch 健壮性参考设计


[ + ] RFMDs RF6505/6575/6555 无线 SoC


[ + ] ISM 频段 PCB 天线参考设计


[ + ] 无线电子纸显示参考设计


了解详情 - Atmel 解决方案 应用说明器件以及 工具和软件