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AVR32

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AVR32
설계 기업 및 설계자아트멜
비트32비트
버전Rev 2
구조RISC
인코딩가변
엔디언빅 엔디언
확장자바 가상 머신
레지스터
15

AVR32는 아트멜에서 생산한 32비트 RISC 마이크로컨트롤러 아키텍처이며, 2016년에 마이크로칩 테크놀로지에 인수되었다.[1] 이 마이크로컨트롤러 아키텍처는 아트멜의 노르웨이 설계 센터에서 수석 설계자인 외이빈 스트룀(Øyvind Strøm)과 CPU 설계자 에리크 레노(Erik Renno)를 포함하여 노르웨이 과학기술대학교에서 교육받은 소수의 인원에 의해 설계되었다.

대부분의 명령어는 단일 사이클에 실행된다. 곱셈-누산기 장치는 사이클당 1회 발행으로 2사이클 내에 32비트 × 16비트 + 48비트 산술 연산을 수행할 수 있다.

이 아키텍처는 아트멜 노르웨이의 트론헤임에서 함께 설계되었음에도 불구하고 8비트 AVR 마이크로컨트롤러 제품군과는 유사점이 없다. 일부 디버그 도구는 유사하다.

AVR32에 대한 지원은 커널 4.12를 기점으로 리눅스에서 중단되었다.[2] 아트멜은 대부분 ARM 아키텍처의 M 제품군으로 전환했다.

아키텍처

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AVR32에는 적어도 AVR32A와 AVR32B라는 두 가지 마이크로아키텍처가 존재한다. 이들은 명령어 집합 아키텍처, 레지스터 구성, 그리고 명령어 및 데이터 캐시 사용 여부에서 차이를 보인다.[3]

AVR32A CPU 코어는 저비용 애플리케이션용이다. 이 코어는 인터럽트 시 레지스터 파일, 상태 및 반환 주소를 섀도잉하기 위한 전용 하드웨어 레지스터를 제공하지 않는다. 이는 더 느린 인터럽트 처리라는 대가로 칩 면적을 절약한다.

AVR32B CPU 코어는 빠른 인터럽트를 위해 설계되었다. 이 코어는 인터럽트, 예외 및 슈퍼바이저 호출을 위한 값을 보관하는 전용 레지스터를 갖추고 있다. AVR32B 코어는 또한 하드웨어에서 자바 가상 머신을 지원한다.[4]

AVR32 명령어 집합은 16비트 (컴팩트) 및 32비트 (확장) 명령어를 가지고 있으며, 이는 일부 ARM 등과 유사하지만 이전 ARMv5나 ARMv6 또는 MIPS32에는 없는 여러 특수 명령어를 포함한다. AVR32 ISA 및 설계 플랫폼에 대해 여러 미국 특허가 출원되어 있다.

AVR 8비트 마이크로컨트롤러 아키텍처와 마찬가지로, AVR32는 높은 코드 밀도(적은 명령어로 많은 기능 구현)와 적은 클럭 사이클 내의 빠른 명령어 실행을 위해 설계되었다. 아트멜은 독립적인 벤치마크 컨소시엄인 EEMBC를 사용하여 다양한 컴파일러로 아키텍처를 벤치마킹했으며, ARMv5 16비트(Thumb) 코드 및 ARMv5 32비트(ARM) 코드 대비 코드 크기 면에서 최대 50%, 성능 면에서 3배 향상된 결과를 일관되게 보였다.

아트멜은 "picoPower" AVR32 AT32UC3L이 활성 모드에서 0.48 mW/MHz 미만을 소비하며, 이는 당시 다른 어떤 32비트 CPU보다 적은 전력을 소비한다고 주장했다.[5] 그 후 2015년 3월, 아트멜은 자사의 ARM 아키텍처가 아닌, 자체 명령어 집합을 사용하지 않는 새로운 Cortex-M0+ 기반 마이크로컨트롤러가 35 μA/MHz의 전력만을 소모함으로써 "현재까지 모든 초저전력 성능 장벽을 깨뜨렸다"고 주장했다.[6]

구현

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AVR32 아키텍처는 아트멜의 자체 제품에만 사용되었다. 2006년, 아트멜은 AVR32A인 AVR32 AP7 코어를 출시했다. 이는 7단계 파이프라인 및 캐시 기반 설계 플랫폼이다.[4] 이 "AP7000"은 AVR32B 아키텍처를 구현하며, 자바 하드웨어 가속 외에도 하드웨어 FPU, SIMD(단일 명령어 다중 데이터) DSP 명령어를 RISC 명령어 집합에 추가로 지원한다. 여기에는 메모리 관리 장치(MMU)가 포함되어 있으며 리눅스와 같은 운영 체제를 지원한다. 2009년 초, 소문으로 돌던 AP7200 후속 프로세서는 다른 칩으로 리소스가 집중되면서 보류되었다.

2007년, 아트멜은 두 번째 AVR32인 AVR32 UC3 코어를 출시했다. 이는 마이크로컨트롤러용으로 설계되었으며, 프로그램 저장을 위해 온칩 플래시 메모리를 사용하고 MMU 없이 실행된다. AVR32 UC3 코어는 온칩 플래시 메모리로부터의 명령어 인출을 최적화하기 위해 특별히 설계된 3단계 파이프라인 하버드 아키텍처를 사용한다.[7] AVR32 UC3 코어는 AVR32A 아키텍처를 구현한다. AP7과 동일한 ISA를 공유하지만, 선택적인 SIMD 명령어이나 자바 지원이 포함되지 않았다는 점이 다르다. FPU 명령어 집합은 선택 사항이며 초기 UC3 마이크로컨트롤러 제품군에는 구현되지 않았다. AVR32B와는 220개 이상의 명령어를 공유한다. ISA는 온칩 주변 장치 및 범용 I/O 제어를 위한 원자적 비트 조작과 고정 소수점 DSP 산술 연산을 특징으로 한다.

두 구현 모두 AT91SAM ARM 기반 플랫폼에서 처음 등장한 호환 가능한 주변 장치 제어기 및 버스 세트와 결합할 수 있다. 고속 USB 주변 장치 제어기 및 독립형 DMA 제어기와 같이 AP7000에서 처음 선보인 일부 주변 장치는 이후 업데이트된 ARM9 플랫폼과 ARM Cortex-M3 기반 제품에 등장했다.

두 AVR32 코어 모두 JTAG로 구축된 Nexus 클래스 2+ 기반 온칩 디버그 프레임워크를 포함한다.

2010년 11월 10일 독일 뮌헨의 일렉트로니카 2010에서 발표된 UC3 C 코어는 FPU 지원을 구현한 첫 번째 UC3 제품군이다.[8]

장치

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AP7 코어

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2012년 4월 10일, 아트멜은 2013년 4월 4일부터 AP7 코어 장치의 단종을 발표했다.[9]

UC3 코어

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장치 이름이 *AU로 끝나면 오디오 버전이며, 이를 통해 아트멜이 라이선스를 받은 오디오 펌웨어 IP를 실행할 수 있다.

장치 이름이 *S로 끝나면 AES 암호화 모듈이 포함된다.

A0/A1 시리즈 – 장치는 66 MHz(1 플래시 대기 상태)에서 91 드라이스톤 MIPS(DMIPS)를 제공하며, 3.3 V에서 40 mA @66 MHz를 소비한다.
A3/A4 시리즈 – 장치는 66 MHz에서 91 드라이스톤 MIPS(DMIPS)를 제공하며, 3.3 V에서 40 mA @66 MHz를 소비한다.
B 시리즈 – 는 60 MHz에서 72 드라이스톤 MIPS(DMIPS)를 제공하며, 3.3V에서 23 mA @66 MHz를 소비한다.
C 시리즈 – 장치는 66 MHz에서 91 드라이스톤 MIPS(DMIPS)를 제공하며, 3.3 V에서 40 mA @66 MHz를 소비한다.

D 시리즈 – 저전력 UC3D는 주변 장치가 절전 모드에서 장치를 깨울 수 있도록 하는 SleepWalking 기술을 내장한다.

L 시리즈 – 는 50 MHz에서 64 드라이스톤 MIPS(DMIPS)를 제공하며, 1.8 V에서 15 mA @50 MHz를 소비한다.

보드

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아트멜 EVK1100 개발 보드

같이 보기

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각주

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  1. ↑ “Microchip Technology To Acquire Atmel” (영어). 《Microchip Technology Incorporated》. 2016년 1월 19일. 2025년 12월 11일에 확인함.
  2. ↑ “avr32: remove support for AVR32 architecture”. 《깃허브》. 2017년 9월 21일에 확인함.
  3. ↑ “AVR32 Architecture Document” (PDF). 아트멜. 2012년 3월 24일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2008년 6월 15일에 확인함.
  4. 1 2 “AVR32 AP Technical Reference Manual” (PDF). 아트멜. 2008년 12월 3일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2008년 12월 12일에 확인함.
  5. ↑ “Proven, Innovative Microcontroller Technologies with Low Power and High Performance” (보도자료). Atmel Introduces AVR32 Microcontroller which Lowers Industry's Best Power Consumption by 63%; picoPower AVR32 AT32UC3L Microcontroller offers less than 0.48 mW/MHz Active and below 100 nA Sleep Mode
  6. ↑ “SAM L family now the world's lowest power ARM Cortex-M based solution”. 30 March 2015. 27 April 2015에 확인함. ...
  7. ↑ “AVR32UC Technical Reference Manual” (PDF). 아트멜. 2009년 2월 5일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2008년 6월 15일에 확인함.
  8. ↑ “Atmel Introduces First 32-bit AVR Microcontroller Featuring Floating Point Unit”. 아트멜. 2010년 11월 22일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2011년 3월 26일에 확인함.
  9. ↑ “Smart | Connected | Secure | Microchip Technology”.

외부 링크

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