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Renesas ra

2021-11-04T15:38:32Z

Steeefan:

'''Renesas Advanced (RA)'''<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://www.renesas.com/eu/en/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m-mcus |titel=Renesas Advanced |werk=Renesas |hrsg=Renesas Electronics Corp |datum=2020-06-29 |abruf=2020-06-29 |sprache=English}}</ref> sind 32-bit [[Mikrocontroller|Microcontroller]] basierend auf [[ARM_Cortex_Mikrocontroller|Arm]] Cortex-M33, -M23 und -M4 [[Prozessor]]-Kernen.

RA integriert Secure Element Funktionalität mit PSA-Zertifizierung<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://www.psacertified.org/certified-products/?_company=renesas |titel=Renesas PSA Certified Products |werk=2020 Arm Limited |hrsg=2020 Arm Limited |datum=2020-06-29 |abruf=2020-06-29 |sprache=english}}</ref> für sichere Internet-of-Things Geräte für unterschiedliche Anwendungen, unter anderem für Geräte der Industrie 4.0.

== Geschichte ==

=== Hardware (Mikrocontroller) ===

* Erste Hardware steht seit Oktober 2019 zur Verfügung. Dabei handelt es sich um die RA2A1, RA4M1, RA6M1, RA6M2, RA6M3 Mikrocontroller-Gruppen.<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://www.renesas.com/eu/en/about/press-center/news/2019/news20191008.html |titel=Renesas Electronics Unveils RA Family of 32-Bit Arm Cortex-M Microcontrollers with Superior Performance and Advanced Security for Intelligent IoT Applications |werk= |hrsg=Renesas Electronics Corp |datum=2020-06-29 |abruf=2020-06-29 |sprache=english}}</ref>
* Im Mai 2020 wurde ein Device mit Bluetooth Low Energy BLE 5.0 veröffentlicht. Es handelt sich um die RA4W1 Gruppe.<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://www.renesas.com/eu/en/about/press-center/news/2020/news20200507.html |titel=Renesas Extends Bluetooth 5.0 Connectivity to RA Family of 32-Bit MCUs with Arm Cortex-M Core |werk= |hrsg=Renesas Electronics Corp |datum=2020-06-29 |abruf=2020-06-29 |sprache=english}}</ref>
* Im Oktober 2020 wurde ein Device mit Cortex-M33 Core<ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-center/news/2020/news20201006.html</ref> und Arm TrustZone veröffentlicht und ein applikationsspezifisches Device mit Cortex-M4 für Motor Control veröffentlicht<ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-extends-ra-mcu-family-ra6t1-mcu-group-motor-control-and-ai-based-endpoint-predictive</ref>
* Im Dezember 2020 wurde ein Ultra-Low-Power Baustein mit Cortex-M23 und ein Baustein der Mainstream Serie mit Cortex-M33 Core veröffentlicht.<ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-ra-family-adds-ultra-low-power-ra2l1-mcu-group-advanced-capacitive-touch-sensing-cost</ref><ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-extends-arm-cortex-based-mcu-family-ra4m3-mcu-group-industrial-and-iot-applications</ref>
* Im Januar 2021 wurde ein der Entry-Line Baustein RA2E1 veröffentlicht.<ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-ra-family-adds-ultra-low-power-ra2l1-mcu-group-advanced-capacitive-touch-sensing-cost</ref>
* Im März 2021 wurde mit dem RA6M5 ein neues Flagship Device vorgestellt.<ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/new-ra6m5-group-renesas-completes-mainstream-line-ra6-series-arm-cortex-m33-based-mcus</ref>
* Im September 2021 wurden mit dem RA4E1 <ref>{{Internetquelle |url=https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-expands-ra-mcu-family-new-ra4-entry-line-group-offering-optimal-value-balanced-low-power |titel=Renesas Expands RA MCU Family with New RA4 Entry-Line Group Offering Optimal Value with Balanced Low Power Performance and Feature Integration |datum=22.09.2021 |abruf=13.10.2021}}</ref> und dem RA6E1<ref>{{Internetquelle |url=https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-introduces-industry-s-highest-performance-entry-line-mcus |titel=https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-introduces-industry-s-highest-performance-entry-line-mcus |datum=30.09.2021 |abruf=13.10.2021}}</ref> die ersten hoch peformanten Entry-Line Bausteine der RA Familie eingeführt.
* Im Oktober 2021 wurde mit dem RA2E2 die RA2-Serie um einen weiteren Entry-Line Baustein erweitert.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-new-ra-mcu-group-delivers-ultra-low-power-innovative-peripheral-functions-tiny-package |titel=Renesas’ New RA MCU Group Delivers Ultra-Low Power, Innovative Peripheral Functions In Tiny Package |datum=13.10.2021 |abruf=13.10.2021}}</ref>

=== Software (Software Paket)<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://github.com/renesas/fsp/releases |titel=FSP releases |werk= |hrsg= |datum=2020-06-29 |abruf=2020-06-29 |sprache=english}}</ref> ===

* v0.8.0 wurde im Oktober 2019 auf [https://github.com/renesas/fsp/releases Github] released.
* v1.0.0 wurde im März 2020 released.
* v2.0.0 wurde Zeitgleich mit dem RA6M4 im Oktober 2020 auf Github released
* V2.2. wurde im Dezember 2020 auf Github veröffentlicht und unterstützt folgende Devices[12]: RA2A1, RA2L1, RA4M1, RA4M3, RA4W1, RA6M1, RA6M2, RA6M3, RA6M4, RA6T1
* V2.3. wurde im Januar 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA2E1, RA4M2
* V2.3. wurde im März 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA6M5
* V3.3.0 wurde im September 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA4E1 und RA6E1
* V3.4.0 wurde im Oktober 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA2E2

== Die Mikrocontroller Serien ==
Die RA Familie besteht aus den drei Mikrocontroller-Serien RA2, RA4 und RA6
{| class="wikitable sortable mw-collapsible"
|Serie
|Taktrate
|Speicherdichte
|Merkmale
|-
|RA6
|Bis zu 240 MHz
|Große Speicherdichte: Bis zu 2 MB on-chip [[Speicher#Flash-ROM|Flash]], bis zu 640 kB integriertes [[Speicher#RAM|SRAM]]
|Für Anwendungen mit hoher Rechenleistung
|-
|RA4
|Bis zu 100 MHz
|Mittlerer Speicherdichte: Bis zu 1 MB on-chip Flash, bis zu 128 kB integriertes SRAM
|Für Anwendungen mit niedriger Leistungsaufnahme und hoher Rechenleistung
|-
|RA2
|Bis zu 48 MHz
|Optimierte Speicherdichte: Bis zu 256 kB on-chip Flash, bis zu 32 kB integriertes SRAM
|Für Anwendungen mit niedriger Leistungsaufnahme
|}

=== RA2 Serien ===
Die RA2 Mikrocontroller Serie ist auf niedrige Leistungsaufnahme optimiert und bietet eine CPU-Leistung von bis zu 48 MHz mit einem Arm Cortex-M23-Kern mit bis zu 256 kB integriertem Flash-Speicher und einer einzelnen [[Spannungsquelle|Spannungsversorgung]] im Bereich von 1,6 V bis 5,5 V. Mit Peripheriegeräten wie [[Touchscreen|kapazitivem Touch]] eignet sich die RA2-Serie ideal für Systemsteuerungs- oder Benutzeroberflächenanwendungen wie Gesundheitsgeräte, Haushaltsgeräte, Bürogeräte und Messgeräte.
{| class="wikitable sortable"
|'''Gruppe'''
|'''Flash (kB)'''
|'''SRAM (kB)'''
|'''Anzahl Pins'''
|'''Betriebsspannung (V)'''
|'''Maximale Betriebsfrequenz (MHz)'''
|'''Merkmale'''
|-
|
==== RA2A1 ====
|256
|32
|32-64
|1.6-5.5
|48
|Fünf Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48-MHz, 32-64-Pin-Gehäusen, 256 KB Flash-Speicher und 32 KB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, [[Universal Serial Bus|USB]] Full-Speed, 24-Bit-[[Analog-Digital-Umsetzer|A/D-Umsetzer]], 16-Bit-A/D Umsetzer, [[Security]] und [[Safety Integrated|Safety]] Merkmale
|-
|
==== RA2L1 ====
|32-128
|16
|25-64
|1.6-5.5
|48
|48 Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48 MHz, 25-64-Pin-Gehäusen, 128 KB Flash-Speicher und 16 KB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, Security und Safety Merkmale. Diese MCU Familie addressiert Kosten- und Platzsensitive Applikationen.
|-
|
==== RA2E1 ====
|256
|32
|32-64
|1.6-5.5
|48
|Fünf Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48-MHz, 32-64-Pin-Gehäusen, 256 KB Flash-Speicher und 32 KB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, [[Universal Serial Bus|USB]] Full-Speed, 24-Bit-[[Analog-Digital-Umsetzer|A/D-Umsetzer]], 16-Bit-A/D Umsetzer, [[Security]] und [[Safety Integrated|Safety]] Merkmale
|-
|
==== RA2E2 ====
|16-64
|8
|16-24
|1.6-5.5
|48
|27 Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48MHz, 16-24-Pin-Gehäusen, 64 KB Flash-Speicher und 8 kB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, [[Security]] und [[Safety Integrated|Safety]] Merkmale. Diese MCU Familie addressiert Anwendungen mit sehr niedriger Leistungsaufnahme von 81uA/MHz im aktiven und 200nA im Standby-Modus. Des weiteren werden maximale Umgebungstemperaturen von 125°C unterstützt.
|}

=== RA4 Serien ===
Die RA4 Serie verbindet den Bedarf an geringem Stromverbrauch mit dem Bedarf an Konnektivität und Rechenleistung. Diese Mikrocontroller bieten eine CPU-Leistung von bis zu 48 MHz mithilfe eines Arm Cortex-M4-Kerns mit bis zu 256 KB integriertem Flash-Speicher. Die Serie bietet eine breite Palette an Peripherien, darunter USB, CAN, ADC, kapazitivem Touch, einen Segment-LCD-Controller und zusätzliche IP-Sicherheitsintegration. Damit eignet sie sich für Industrieanlagen, Haushaltsgeräte, Bürogeräte, Gesundheitsprodukte und Messgeräte.
{| class="wikitable sortable mw-collapsible"
|'''Gruppe'''
|'''Flash (kB)'''
|'''SRAM (kB)'''
|'''Anzahl Pins'''
|'''Betriebsspannung (V)'''
|'''Maximale Betriebsfrequenz (MHz)'''
|'''Merkmale'''
|-
|
==== RA4M1 ====
|256
|32
|40-100
|1.6-5.5
|48
|Sieben Varianten von 48-MHz- Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern, 40-100-Pin-Gehäusen, 256 KB Flash-Speicher und 32 KB SRAM, einschließlich [[Flüssigkristallanzeige|Segment-LCD]]-Controller, kapazitivem Touch, USB Full-Speed, 14-Bit-A/D-Umsetzer, Security und Safety Merkmale
|-
|
==== RA4E1 ====
|256-512
|128
|48-64
|2.7-3.6
|100
|Vier Varianten von 100 MHz Entry-Line Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 48-64-Pin-Gehäusen, bis zu 512kB Flash-Speicher und 128 kB SRAM.
|-
|
==== RA4M2 ====
|256-512
|128
|48-100
|2.7-3.6
|100
|12 Varianten von 100 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 48-100-Pin-Gehäusen, bis zu 512kB Flash-Speicher und 128 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, CAN, USB Full-Speed, Security- , Safety- und Analogfunktionalität. Dieser Baustein erreicht eine Stromaufnahme von 80uA/MHz während der CoreMark Algorithmus aus dem Flash ausgeführt wird.
|-
|
==== RA4M3 ====
|512-1024
|128
|64-144
|2.7-3.6
|100
|Sieben Varianten von 100 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 64-144-Pin-Gehäusen, bis zu 1MB Flash-Speicher und 128 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, CAN, USB Full-Speed, Security- , Safety- und Analogfunktionalität
|-
|
==== RA4W1 ====
|512
|96
|56
|1.8-3.6
|48
|Bluetooth Low Energy 5.0-Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern bei 48-MHz mit 56-poligen QFN-Gehäuse, 512 kB Flash-Speicher und 96 kB SRAM, einschließlich Segment-LCD-Controller, kapazitivem Touch, USB Full-Speed, 14-Bit A/D-Umsetzer, Security und Safety Merkmale
|}

=== RA6 Serien ===
Die RA6 Serie bietet die umfassendste Integration von Kommunikationsschnittstellen sowie das höchste Leistungsniveau. Diese Mikrocontroller beinhalten einen Arm Cortex-M4-Kern, einen Speicherbereich von 512 kB bis 2 MB Flash und eine CPU-Leistung von bis zu 120 MHz. Die Serie bietet die Integration von [[Ethernet]]-, USB Full-Speed- und USB High Speed-, QSPI-, [[CAN in Automation|CAN]]- und [[TFT-Display|TFT]]-Bildschirmtreibern. Die RA6 Serie ist für Anwendungen wie IoT-Endpunkte, weiße Ware, Zähler und andere Industrie- und Verbraucheranwendungen geeignet.
{| class="wikitable sortable mw-collapsible"
|'''Gruppe'''
|'''Flash (kB)'''
|'''SRAM (kB)'''
|'''Anzahl Pins'''
|'''Betriebsspannung (V)'''
|'''Maximale Betriebsfrequenz (MHz)'''
|'''Merkmale'''
|-
|
==== RA6M1 ====
|512
|256
|64-100
|2.7-3.6
|120
|Vier Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern, 64-100-Pin-Gehäusen, 512 kB Flash-Speicher und 256 kB SRAM sowie kapazitivem Touch, CAN, USB Full-Speed, Sicherheitsfunktionen und analog Funktionalität
|-
|
==== RA6M2 ====
|512-1024
|384
|100-145
|2.7-3.6
|120
|Sechs Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern, 100-145-Pin-Gehäusen, bis zu 1 MB Flash-Speicher und 384 kB SRAM sowie kapazitivem Touch, Ethernet-, CAN-, USB Full-Speed, Security- ,Safety- und Analogfunktionalität
|-
|
==== RA6M3 ====
|1024-2048
|640
|100-176
|2.7-3.6
|120
|10 Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern mit 100-176-Pin-Gehäusen, bis zu 2 MB Flash-Speicher und 640 kB SRAM sowie TFT-LCD-Controller, 2D-Grafik-Engine und kapazitivem Touch, Ethernet, CAN, USB, Security- ,Safety- und Analogfunktionalität
|-
|
==== RA6E1 ====
|512-1024
|256
|48-100
|2.7-3.6
|200
|Sechs Varianten von 200 MHz Entry-Line Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 48-100-Pin-Gehäusen, bis zu 1MB Flash-Speicher und 256kB SRAM.
|-
|
==== RA6M4 ====
|512-1024
|256
|64-144
|2.7-3.6
|200
|Neun Varianten von 200 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 64-144-Pin-Gehäusen, bis zu 1MB Flash-Speicher und 256 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, Ethernet, CAN, USB Full-Speed, OctaSPI, Security- , Safety- und Analogfunktionalität
|-
|
==== RA6M5 ====
|1024-2048
|512
|100-176
|2.7-3.6
|200
|20 Varianten von 200 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 100-176-Pin-Gehäusen, bis zu 2MB Flash-Speicher und 512 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, Ethernet, CAN FD, USB High-Speed und Full-Speed, OctaSPI, Security- , Safety- und Analogfunktionalität. Die RA6M5 Gruppe komplimentiert die Renesas RA Mainstream Serie und ist das neue Flagship Device.
|-
|
==== RA6T1 ====
|256-512
|64
|64-100
|2.7-3.6
|120
|Vier Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern mit 64-100-Pin-Gehäusen, bis zu 512 KB Flash-Speicher und 64 KB SRAM sowie applikationsspezifische Funktionalität für Motor Control
|}

== Software ==

=== Flexible software package ===
Das RA Flexible Software Package (FSP) beinhaltet Treiber für alle Peripherieelemente der RA Mikrocontroller, das [[FreeRTOS]] [[Echtzeitbetriebssystem]], [[Middleware]]-Stacks, und definierte [[Programmierschnittstelle|API]]<nowiki/>s um das gesamte Arm-Ökosystem zu nutzen.

===== Download [https://github.com/renesas/fsp/releases auf Github] =====

===== Mekmale =====

* HAL-Treiber

* Konfigurator und Codegenerator

* Statische und dynamische Analyse mit branchenüblichen Tools
* Anwendungsunterstützung in RTOS- und Nicht-RTOS-Umgebungen
* FreeRTOS-Unterstützung
* Tool um RTOS-Ressourcen zu konfigurieren(Threads, Mutexe usw.)
* TCP / IP- und andere Konnektivitätsprotokollstacks
* Einfache Konnektivitätsoptionen zu wichtigen Cloud-Anbietern
* USB-Middleware-Unterstützung für CDC- und Massenspeicherklassen
* Sichere Verbindungen über Mbed TLS
* Aktivieren Sie kryptografische PSA-APIs und Unterstützung für integrierte Hardwarebeschleunigung
* Grafikschnittstellentools mit Segger emWin und TES Dave2D
* Sichere Debugging-Funktionen
* Tool-Support von Renesas und Lösungen von Drittanbietern
* Vollständiger Quellcode über GitHub verfügbar

===== Komponenten =====

* [[CMIS|CMSIS]]-kompatible Paketdateien für die integrierte Entwicklungsumgebung Renesas e2 studio
* Board Support Package (BSP) für RA-Mikrocontroller und Evaluierungsboards
* HAL-Treiber für Peripherien
* Middleware-Stacks und -Protokolle
* Modulkonfiguratoren und Codegeneratoren
* Quelldateien zur Integration in Entwicklungsumgebungen und Tools von Drittanbietern

===== Tool-chain =====
Das RA FSP unterstützt folgende Entwicklungsumgebungen mit entsprechenden [[Compiler]]

* e2 studio Integrated Development Environment (IDE)
** GCC Compiler for Arm
* Arm Keil MDK
** Arm Compiler v6
* IAR Embedded Workbench

===== Debugger =====

* SEGGER J-Link
* Renesas E2 & E2 Lite

=== Ecosystem ===
Neben der Renesas e2 Studio-IDE unterstützt das FSP auch Tools und IDEs von Drittanbietern. Diese Unterstützung wird durch die RA Smart Configurators (RASC) Anwendung bereitgestellt. Der Renesas RA Smart Configurator ist eine Desktop-Anwendung, mit der das Softwaresystem (BSP, Treiber, RTOS und Middleware) für einen RA-Mikrocontroller konfigurieren werden kann, wenn eine IDE und die Toolchain eines Drittanbieters verwendenm wird. Der RA Smart Configurator kann derzeit mit IAR Embedded Workbench, Keil MDK und den Arm Compiler 6-Toolchains verwendet werden.

== Evaluierungsboards ==
=== Evaluierungsboards RA6 Serie ===

==== EK-RA6M4 ====
Evaluierungsboard für die RA6M4 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA6M5 ====
Evaluierungsboard für die RA6M5 Mikrocontroller Gruppe

==== FPB-RA6E1 ====
Flexible Prototyping Board für die RA6E1 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA6M3G ====
Evaluierungsboard für die RA6M3 Mikrocontroller Gruppe mit optionalem Graphic-Aufsteckboard

==== EK-RA6M3 ====
Evaluierungsboard für die RA6M3 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA6M2 ====
Evaluierungsboard für die RA6M2 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA6M1 ====
Evaluierungsboard für die RA6M1 Mikrocontroller Gruppe

=== Evaluierungsboards RA4 Serie ===

==== EK-RA4M1 ====
Evaluierungsboard für die RA4M1 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA4W1 ====
Evaluierungsboard für die RA4W1 Mikrocontroller Gruppe

==== FPB-RA4E1 ====
Flexible Prototyping Board für die RA4E1 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA4M2 ====
Evaluierungsboard für die RA4M2 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA4M3 ====
Evaluierungsboard für die RA4M3 Mikrocontroller Gruppe

=== Evaluierungsboards RA2 Serie ===

==== EK-RA2A1 ====
Evaluierungsboard für die RA2A1 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA2L1 ====
Evaluierungsboard für die RA2L1 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA2E1 ====
Evaluierungsboard für die RA2E1 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA2E2 ====
Evaluierungsboard für die RA2E2 Mikrocontroller Gruppe

== Tools ==

=== [[Compiler]] ===

* GCC Compiler for Arm
* Arm Keil MDK (Arm Compiler v6)
* IAR Embedded Workbench

=== [[Debugger]] ===
Mit der ARM CoreSight-Debugger-IP wird eine Vielzahl von On-Chip-Debuggern unterstützt. Die Segger J-Link-Familie und die Renesas E2 / E2 Lite-Debugger unterstützen SWD- und JTAG-Verbindungen sowie ETM- und ETB-Trace-Daten vollständig.

* Segger J-Link
* Renesas E2 and E2 lite

== Partner ==
Das RA Partner Ecosystem bietet eine Reihe von Software- und Hardware-Bausteinen, die mit MCUs der Renesas RA Familie sofort einsatzbereit sind.

== Dokumentation ==

=== Teilenummerbeschreibung ===
Bauteilebezeichnung mit Stellen von Links nach Rechts:

# '''R''' - Renesas
# '''7''' - Mikrocontroller
# '''F''' - Flash
# '''A''' - Advanced Familie
# x - RA Serie
## '''2''' - RA2 Serie
## '''4''' - RA4 Serie
## '''6''' - RA6 Serie
# x - Application
## '''A''' - Analogue
## '''M''' - Mainstream
## '''W''' - Wireless
## '''E''' - Entry
## '''L''' - Low-Power
## '''T''' - Motor Control
# x - RA Gruppe
# x - Merkmale
# x - Größe des Flash-Speichers
# x - Temperaturebereich
## '''2''' - -40°C to 85°C
## '''3''' - -40°C to 105°C
## '''4''' [-40°C to +125°C]
# x - ROM Number
# x - ROM Number
# x - ROM Number
# x - Qualitätsgrad
## '''C''' - Q2A Industiral
## '''D''' - Q2B Consumer
# x - Gehäuse
# x - Gehäuse

10. Größe des Glash-Speichers:
{| class="wikitable mw-collapsible"
|3
|16 kB
|6
|48 kB
|9
|128 kB
|C
|384 kB
|F
|1 MB
|-
|4
|24 kB
|7
|64 kB
|A
|192 kB
|D
|512 kB
|G
|1.5MB
|-
|5
|32 kB
|8
|96 kB
|B
|256 kB
|E
|768 kB
|H
|2MB
|}
15 + 16. Gehäuse
{| class="wikitable sortable mw-collapsible"
|
|Gehäuseform
|Anzahl der Pins
|Größe in mm
|Abstand der Pins in mm
|-
|FP
|LQFP
|100
|14x14
|0.5
|-
|FF
|LQFP
|80
|14x14
|0.65
|-
|FN
|LQFP
|80
|12x12
|0.5
|-
|FK
|LQFP
|64
|14x14
|0.8
|-
|FM
|LQFP
|64
|10x10
|0.5
|-
|BU
|BGA
|64
|4x4
|0.4
|-
|FL
|LQFP
|48
|7x7
|0.5
|-
|LM
|LGA
|36
|4x4
|0.5
|-
|FJ
|LQFP
|32
|7x7
|0.8
|-
|NH
|VQFN
|32
|5x5
|0.5
|-
|NK
|HWQFN
|24
|4x4
|0.5
|-
|NJ
|HWQFN
|20
|4x4
|0.5
|-
|BY
|WLCSP
|16
|1.84x1.87
|0.4
|}

== Weitere Links ==
<nowiki>https://www.electronicsweekly.com/news/design/better-security-machine-learning-renesas-ra-mcu-support-software-2020-04/</nowiki>

<nowiki>https://www.eejournal.com/article/renesas-goes-mainstream/</nowiki>

=== White Papers auf Englisch ===
'''Securing your IP and Protecting Sensitive Data''' (<nowiki>https://www.renesas.com/doc/whitepapers/iot-security/whitepaper-security-data-at-rest.pdf</nowiki>)

'''How to Solve the 6 Top Security Challenges of Embedded IoT Design''' (<nowiki>https://www.renesas.com/doc/whitepapers/iot-security/iot-security-whitepaper.pdf</nowiki>)

'''Security for the Connected World''' (<nowiki>https://www.renesas.com/doc/whitepapers/iot-security/security-for-the-connected-world.pdf</nowiki>)

'''Secure Internet Communication for IoT Applications''' (<nowiki>https://www.renesas.com/doc/whitepapers/iot-security/secure-internet-communication-iot-applications.pdf</nowiki>)

Renesas ra

2021-11-04T15:36:15Z

Steeefan:

'''Renesas Advanced (RA)'''<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://www.renesas.com/eu/en/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m-mcus |titel=Renesas Advanced |werk=Renesas |hrsg=Renesas Electronics Corp |datum=2020-06-29 |abruf=2020-06-29 |sprache=English}}</ref> sind 32-bit [[Mikrocontroller|Microcontroller]] basierend auf [[ARM_Cortex_Mikrocontroller|Arm]] Cortex-M33, -M23 und -M4 [[Prozessor]]-Kernen.

RA integriert Secure Element Funktionalität mit PSA-Zertifizierung<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://www.psacertified.org/certified-products/?_company=renesas |titel=Renesas PSA Certified Products |werk=2020 Arm Limited |hrsg=2020 Arm Limited |datum=2020-06-29 |abruf=2020-06-29 |sprache=english}}</ref> für sichere Internet-of-Things Geräte für unterschiedliche Anwendungen, unter anderem für Geräte der Industrie 4.0.

== Geschichte ==

=== Hardware (Mikrocontroller) ===

* Erste Hardware steht seit Oktober 2019 zur Verfügung. Dabei handelt es sich um die RA2A1, RA4M1, RA6M1, RA6M2, RA6M3 Mikrocontroller-Gruppen.<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://www.renesas.com/eu/en/about/press-center/news/2019/news20191008.html |titel=Renesas Electronics Unveils RA Family of 32-Bit Arm Cortex-M Microcontrollers with Superior Performance and Advanced Security for Intelligent IoT Applications |werk= |hrsg=Renesas Electronics Corp |datum=2020-06-29 |abruf=2020-06-29 |sprache=english}}</ref>
* Im Mai 2020 wurde ein Device mit Bluetooth Low Energy BLE 5.0 veröffentlicht. Es handelt sich um die RA4W1 Gruppe.<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://www.renesas.com/eu/en/about/press-center/news/2020/news20200507.html |titel=Renesas Extends Bluetooth 5.0 Connectivity to RA Family of 32-Bit MCUs with Arm Cortex-M Core |werk= |hrsg=Renesas Electronics Corp |datum=2020-06-29 |abruf=2020-06-29 |sprache=english}}</ref>
* Im Oktober 2020 wurde ein Device mit Cortex-M33 Core<ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-center/news/2020/news20201006.html</ref> und Arm TrustZone veröffentlicht und ein applikationsspezifisches Device mit Cortex-M4 für Motor Control veröffentlicht<ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-extends-ra-mcu-family-ra6t1-mcu-group-motor-control-and-ai-based-endpoint-predictive</ref>
* Im Dezember 2020 wurde ein Ultra-Low-Power Baustein mit Cortex-M23 und ein Baustein der Mainstream Serie mit Cortex-M33 Core veröffentlicht.<ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-ra-family-adds-ultra-low-power-ra2l1-mcu-group-advanced-capacitive-touch-sensing-cost</ref><ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-extends-arm-cortex-based-mcu-family-ra4m3-mcu-group-industrial-and-iot-applications</ref>
* Im Januar 2021 wurde ein der Entry-Line Baustein RA2E1 veröffentlicht.<ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-ra-family-adds-ultra-low-power-ra2l1-mcu-group-advanced-capacitive-touch-sensing-cost</ref>
* Im März 2021 wurde mit dem RA6M5 ein neues Flagship Device vorgestellt.<ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/new-ra6m5-group-renesas-completes-mainstream-line-ra6-series-arm-cortex-m33-based-mcus</ref>
* Im September 2021 wurden mit dem RA4E1 <ref>{{Internetquelle |url=https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-expands-ra-mcu-family-new-ra4-entry-line-group-offering-optimal-value-balanced-low-power |titel=Renesas Expands RA MCU Family with New RA4 Entry-Line Group Offering Optimal Value with Balanced Low Power Performance and Feature Integration |datum=22.09.2021 |abruf=}}</ref> und dem RA6E1<ref>{{Internetquelle |url=https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-introduces-industry-s-highest-performance-entry-line-mcus |titel=https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-introduces-industry-s-highest-performance-entry-line-mcus |datum=30.09.2021 |abruf=}}</ref> die ersten hoch peformanten Entry-Line Bausteine der RA Familie eingeführt.
* Im Oktober 2021 wurde mit dem RA2E2 die RA2-Serie um einen weiteren Entry-Line Baustein erweitert.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-new-ra-mcu-group-delivers-ultra-low-power-innovative-peripheral-functions-tiny-package |titel=Renesas’ New RA MCU Group Delivers Ultra-Low Power, Innovative Peripheral Functions In Tiny Package |datum=13.10.2021 |abruf=}}</ref>

=== Software (Software Paket)<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://github.com/renesas/fsp/releases |titel=FSP releases |werk= |hrsg= |datum=2020-06-29 |abruf=2020-06-29 |sprache=english}}</ref> ===

* v0.8.0 wurde im Oktober 2019 auf [https://github.com/renesas/fsp/releases Github] released.
* v1.0.0 wurde im März 2020 released.
* v2.0.0 wurde Zeitgleich mit dem RA6M4 im Oktober 2020 auf Github released
* V2.2. wurde im Dezember 2020 auf Github veröffentlicht und unterstützt folgende Devices[12]: RA2A1, RA2L1, RA4M1, RA4M3, RA4W1, RA6M1, RA6M2, RA6M3, RA6M4, RA6T1
* V2.3. wurde im Januar 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA2E1, RA4M2
* V2.3. wurde im März 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA6M5
* V3.3.0 wurde im September 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA4E1 und RA6E1
* V3.4.0 wurde im Oktober 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA2E2

== Die Mikrocontroller Serien ==
Die RA Familie besteht aus den drei Mikrocontroller-Serien RA2, RA4 und RA6
{| class="wikitable sortable mw-collapsible"
|Serie
|Taktrate
|Speicherdichte
|Merkmale
|-
|RA6
|Bis zu 240 MHz
|Große Speicherdichte: Bis zu 2 MB on-chip [[Speicher#Flash-ROM|Flash]], bis zu 640 kB integriertes [[Speicher#RAM|SRAM]]
|Für Anwendungen mit hoher Rechenleistung
|-
|RA4
|Bis zu 100 MHz
|Mittlerer Speicherdichte: Bis zu 1 MB on-chip Flash, bis zu 128 kB integriertes SRAM
|Für Anwendungen mit niedriger Leistungsaufnahme und hoher Rechenleistung
|-
|RA2
|Bis zu 48 MHz
|Optimierte Speicherdichte: Bis zu 256 kB on-chip Flash, bis zu 32 kB integriertes SRAM
|Für Anwendungen mit niedriger Leistungsaufnahme
|}

=== RA2 Serien ===
Die RA2 Mikrocontroller Serie ist auf niedrige Leistungsaufnahme optimiert und bietet eine CPU-Leistung von bis zu 48 MHz mit einem Arm Cortex-M23-Kern mit bis zu 256 kB integriertem Flash-Speicher und einer einzelnen [[Spannungsquelle|Spannungsversorgung]] im Bereich von 1,6 V bis 5,5 V. Mit Peripheriegeräten wie [[Touchscreen|kapazitivem Touch]] eignet sich die RA2-Serie ideal für Systemsteuerungs- oder Benutzeroberflächenanwendungen wie Gesundheitsgeräte, Haushaltsgeräte, Bürogeräte und Messgeräte.
{| class="wikitable sortable"
|'''Gruppe'''
|'''Flash (kB)'''
|'''SRAM (kB)'''
|'''Anzahl Pins'''
|'''Betriebsspannung (V)'''
|'''Maximale Betriebsfrequenz (MHz)'''
|'''Merkmale'''
|-
|
==== RA2A1 ====
|256
|32
|32-64
|1.6-5.5
|48
|Fünf Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48-MHz, 32-64-Pin-Gehäusen, 256 KB Flash-Speicher und 32 KB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, [[Universal Serial Bus|USB]] Full-Speed, 24-Bit-[[Analog-Digital-Umsetzer|A/D-Umsetzer]], 16-Bit-A/D Umsetzer, [[Security]] und [[Safety Integrated|Safety]] Merkmale
|-
|
==== RA2L1 ====
|32-128
|16
|25-64
|1.6-5.5
|48
|48 Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48 MHz, 25-64-Pin-Gehäusen, 128 KB Flash-Speicher und 16 KB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, Security und Safety Merkmale. Diese MCU Familie addressiert Kosten- und Platzsensitive Applikationen.
|-
|
==== RA2E1 ====
|256
|32
|32-64
|1.6-5.5
|48
|Fünf Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48-MHz, 32-64-Pin-Gehäusen, 256 KB Flash-Speicher und 32 KB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, [[Universal Serial Bus|USB]] Full-Speed, 24-Bit-[[Analog-Digital-Umsetzer|A/D-Umsetzer]], 16-Bit-A/D Umsetzer, [[Security]] und [[Safety Integrated|Safety]] Merkmale
|-
|
==== RA2E2 ====
|16-64
|8
|16-24
|1.6-5.5
|48
|27 Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48MHz, 16-24-Pin-Gehäusen, 64 KB Flash-Speicher und 8 kB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, [[Security]] und [[Safety Integrated|Safety]] Merkmale. Diese MCU Familie addressiert Anwendungen mit sehr niedriger Leistungsaufnahme von 81uA/MHz im aktiven und 200nA im Standby-Modus. Des weiteren werden maximale Umgebungstemperaturen von 125°C unterstützt.
|}

=== RA4 Serien ===
Die RA4 Serie verbindet den Bedarf an geringem Stromverbrauch mit dem Bedarf an Konnektivität und Rechenleistung. Diese Mikrocontroller bieten eine CPU-Leistung von bis zu 48 MHz mithilfe eines Arm Cortex-M4-Kerns mit bis zu 256 KB integriertem Flash-Speicher. Die Serie bietet eine breite Palette an Peripherien, darunter USB, CAN, ADC, kapazitivem Touch, einen Segment-LCD-Controller und zusätzliche IP-Sicherheitsintegration. Damit eignet sie sich für Industrieanlagen, Haushaltsgeräte, Bürogeräte, Gesundheitsprodukte und Messgeräte.
{| class="wikitable sortable mw-collapsible"
|'''Gruppe'''
|'''Flash (kB)'''
|'''SRAM (kB)'''
|'''Anzahl Pins'''
|'''Betriebsspannung (V)'''
|'''Maximale Betriebsfrequenz (MHz)'''
|'''Merkmale'''
|-
|
==== RA4M1 ====
|256
|32
|40-100
|1.6-5.5
|48
|Sieben Varianten von 48-MHz- Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern, 40-100-Pin-Gehäusen, 256 KB Flash-Speicher und 32 KB SRAM, einschließlich [[Flüssigkristallanzeige|Segment-LCD]]-Controller, kapazitivem Touch, USB Full-Speed, 14-Bit-A/D-Umsetzer, Security und Safety Merkmale
|-
|
==== RA4E1 ====
|256-512
|128
|48-64
|2.7-3.6
|100
|Vier Varianten von 100 MHz Entry-Line Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 48-64-Pin-Gehäusen, bis zu 512kB Flash-Speicher und 128 kB SRAM.
|-
|
==== RA4M2 ====
|256-512
|128
|48-100
|2.7-3.6
|100
|12 Varianten von 100 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 48-100-Pin-Gehäusen, bis zu 512kB Flash-Speicher und 128 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, CAN, USB Full-Speed, Security- , Safety- und Analogfunktionalität. Dieser Baustein erreicht eine Stromaufnahme von 80uA/MHz während der CoreMark Algorithmus aus dem Flash ausgeführt wird.
|-
|
==== RA4M3 ====
|512-1024
|128
|64-144
|2.7-3.6
|100
|Sieben Varianten von 100 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 64-144-Pin-Gehäusen, bis zu 1MB Flash-Speicher und 128 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, CAN, USB Full-Speed, Security- , Safety- und Analogfunktionalität
|-
|
==== RA4W1 ====
|512
|96
|56
|1.8-3.6
|48
|Bluetooth Low Energy 5.0-Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern bei 48-MHz mit 56-poligen QFN-Gehäuse, 512 kB Flash-Speicher und 96 kB SRAM, einschließlich Segment-LCD-Controller, kapazitivem Touch, USB Full-Speed, 14-Bit A/D-Umsetzer, Security und Safety Merkmale
|}

=== RA6 Serien ===
Die RA6 Serie bietet die umfassendste Integration von Kommunikationsschnittstellen sowie das höchste Leistungsniveau. Diese Mikrocontroller beinhalten einen Arm Cortex-M4-Kern, einen Speicherbereich von 512 kB bis 2 MB Flash und eine CPU-Leistung von bis zu 120 MHz. Die Serie bietet die Integration von [[Ethernet]]-, USB Full-Speed- und USB High Speed-, QSPI-, [[CAN in Automation|CAN]]- und [[TFT-Display|TFT]]-Bildschirmtreibern. Die RA6 Serie ist für Anwendungen wie IoT-Endpunkte, weiße Ware, Zähler und andere Industrie- und Verbraucheranwendungen geeignet.
{| class="wikitable sortable mw-collapsible"
|'''Gruppe'''
|'''Flash (kB)'''
|'''SRAM (kB)'''
|'''Anzahl Pins'''
|'''Betriebsspannung (V)'''
|'''Maximale Betriebsfrequenz (MHz)'''
|'''Merkmale'''
|-
|
==== RA6M1 ====
|512
|256
|64-100
|2.7-3.6
|120
|Vier Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern, 64-100-Pin-Gehäusen, 512 kB Flash-Speicher und 256 kB SRAM sowie kapazitivem Touch, CAN, USB Full-Speed, Sicherheitsfunktionen und analog Funktionalität
|-
|
==== RA6M2 ====
|512-1024
|384
|100-145
|2.7-3.6
|120
|Sechs Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern, 100-145-Pin-Gehäusen, bis zu 1 MB Flash-Speicher und 384 kB SRAM sowie kapazitivem Touch, Ethernet-, CAN-, USB Full-Speed, Security- ,Safety- und Analogfunktionalität
|-
|
==== RA6M3 ====
|1024-2048
|640
|100-176
|2.7-3.6
|120
|10 Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern mit 100-176-Pin-Gehäusen, bis zu 2 MB Flash-Speicher und 640 kB SRAM sowie TFT-LCD-Controller, 2D-Grafik-Engine und kapazitivem Touch, Ethernet, CAN, USB, Security- ,Safety- und Analogfunktionalität
|-
|
==== RA6E1 ====
|512-1024
|256
|48-100
|2.7-3.6
|200
|Sechs Varianten von 200 MHz Entry-Line Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 48-100-Pin-Gehäusen, bis zu 1MB Flash-Speicher und 256kB SRAM.
|-
|
==== RA6M4 ====
|512-1024
|256
|64-144
|2.7-3.6
|200
|Neun Varianten von 200 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 64-144-Pin-Gehäusen, bis zu 1MB Flash-Speicher und 256 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, Ethernet, CAN, USB Full-Speed, OctaSPI, Security- , Safety- und Analogfunktionalität
|-
|
==== RA6M5 ====
|1024-2048
|512
|100-176
|2.7-3.6
|200
|20 Varianten von 200 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 100-176-Pin-Gehäusen, bis zu 2MB Flash-Speicher und 512 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, Ethernet, CAN FD, USB High-Speed und Full-Speed, OctaSPI, Security- , Safety- und Analogfunktionalität. Die RA6M5 Gruppe komplimentiert die Renesas RA Mainstream Serie und ist das neue Flagship Device.
|-
|
==== RA6T1 ====
|256-512
|64
|64-100
|2.7-3.6
|120
|Vier Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern mit 64-100-Pin-Gehäusen, bis zu 512 KB Flash-Speicher und 64 KB SRAM sowie applikationsspezifische Funktionalität für Motor Control
|}

== Software ==

=== Flexible software package ===
Das RA Flexible Software Package (FSP) beinhaltet Treiber für alle Peripherieelemente der RA Mikrocontroller, das [[FreeRTOS]] [[Echtzeitbetriebssystem]], [[Middleware]]-Stacks, und definierte [[Programmierschnittstelle|API]]<nowiki/>s um das gesamte Arm-Ökosystem zu nutzen.

===== Download [https://github.com/renesas/fsp/releases auf Github] =====

===== Mekmale =====

* HAL-Treiber

* Konfigurator und Codegenerator

* Statische und dynamische Analyse mit branchenüblichen Tools
* Anwendungsunterstützung in RTOS- und Nicht-RTOS-Umgebungen
* FreeRTOS-Unterstützung
* Tool um RTOS-Ressourcen zu konfigurieren(Threads, Mutexe usw.)
* TCP / IP- und andere Konnektivitätsprotokollstacks
* Einfache Konnektivitätsoptionen zu wichtigen Cloud-Anbietern
* USB-Middleware-Unterstützung für CDC- und Massenspeicherklassen
* Sichere Verbindungen über Mbed TLS
* Aktivieren Sie kryptografische PSA-APIs und Unterstützung für integrierte Hardwarebeschleunigung
* Grafikschnittstellentools mit Segger emWin und TES Dave2D
* Sichere Debugging-Funktionen
* Tool-Support von Renesas und Lösungen von Drittanbietern
* Vollständiger Quellcode über GitHub verfügbar

===== Komponenten =====

* [[CMIS|CMSIS]]-kompatible Paketdateien für die integrierte Entwicklungsumgebung Renesas e2 studio
* Board Support Package (BSP) für RA-Mikrocontroller und Evaluierungsboards
* HAL-Treiber für Peripherien
* Middleware-Stacks und -Protokolle
* Modulkonfiguratoren und Codegeneratoren
* Quelldateien zur Integration in Entwicklungsumgebungen und Tools von Drittanbietern

===== Tool-chain =====
Das RA FSP unterstützt folgende Entwicklungsumgebungen mit entsprechenden [[Compiler]]

* e2 studio Integrated Development Environment (IDE)
** GCC Compiler for Arm
* Arm Keil MDK
** Arm Compiler v6
* IAR Embedded Workbench

===== Debugger =====

* SEGGER J-Link
* Renesas E2 & E2 Lite

=== Ecosystem ===
Neben der Renesas e2 Studio-IDE unterstützt das FSP auch Tools und IDEs von Drittanbietern. Diese Unterstützung wird durch die RA Smart Configurators (RASC) Anwendung bereitgestellt. Der Renesas RA Smart Configurator ist eine Desktop-Anwendung, mit der das Softwaresystem (BSP, Treiber, RTOS und Middleware) für einen RA-Mikrocontroller konfigurieren werden kann, wenn eine IDE und die Toolchain eines Drittanbieters verwendenm wird. Der RA Smart Configurator kann derzeit mit IAR Embedded Workbench, Keil MDK und den Arm Compiler 6-Toolchains verwendet werden.

== Evaluierungsboards ==
=== Evaluierungsboards RA6 Serie ===

==== EK-RA6M4 ====
Evaluierungsboard für die RA6M4 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA6M5 ====
Evaluierungsboard für die RA6M5 Mikrocontroller Gruppe

==== FPB-RA6E1 ====
Flexible Prototyping Board für die RA6E1 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA6M3G ====
Evaluierungsboard für die RA6M3 Mikrocontroller Gruppe mit optionalem Graphic-Aufsteckboard

==== EK-RA6M3 ====
Evaluierungsboard für die RA6M3 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA6M2 ====
Evaluierungsboard für die RA6M2 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA6M1 ====
Evaluierungsboard für die RA6M1 Mikrocontroller Gruppe

=== Evaluierungsboards RA4 Serie ===

==== EK-RA4M1 ====
Evaluierungsboard für die RA4M1 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA4W1 ====
Evaluierungsboard für die RA4W1 Mikrocontroller Gruppe

==== FPB-RA4E1 ====
Flexible Prototyping Board für die RA4E1 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA4M2 ====
Evaluierungsboard für die RA4M2 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA4M3 ====
Evaluierungsboard für die RA4M3 Mikrocontroller Gruppe

=== Evaluierungsboards RA2 Serie ===

==== EK-RA2A1 ====
Evaluierungsboard für die RA2A1 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA2L1 ====
Evaluierungsboard für die RA2L1 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA2E1 ====
Evaluierungsboard für die RA2E1 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA2E2 ====
Evaluierungsboard für die RA2E2 Mikrocontroller Gruppe

== Tools ==

=== [[Compiler]] ===

* GCC Compiler for Arm
* Arm Keil MDK (Arm Compiler v6)
* IAR Embedded Workbench

=== [[Debugger]] ===
Mit der ARM CoreSight-Debugger-IP wird eine Vielzahl von On-Chip-Debuggern unterstützt. Die Segger J-Link-Familie und die Renesas E2 / E2 Lite-Debugger unterstützen SWD- und JTAG-Verbindungen sowie ETM- und ETB-Trace-Daten vollständig.

* Segger J-Link
* Renesas E2 and E2 lite

== Partner ==
Das RA Partner Ecosystem bietet eine Reihe von Software- und Hardware-Bausteinen, die mit MCUs der Renesas RA Familie sofort einsatzbereit sind.

== Dokumentation ==

=== Teilenummerbeschreibung ===
Bauteilebezeichnung mit Stellen von Links nach Rechts:

# '''R''' - Renesas
# '''7''' - Mikrocontroller
# '''F''' - Flash
# '''A''' - Advanced Familie
# x - RA Serie
## '''2''' - RA2 Serie
## '''4''' - RA4 Serie
## '''6''' - RA6 Serie
# x - Application
## '''A''' - Analogue
## '''M''' - Mainstream
## '''W''' - Wireless
## '''E''' - Entry
## '''L''' - Low-Power
## '''T''' - Motor Control
# x - RA Gruppe
# x - Merkmale
# x - Größe des Flash-Speichers
# x - Temperaturebereich
## '''2''' - -40°C to 85°C
## '''3''' - -40°C to 105°C
## '''4''' [-40°C to +125°C]
# x - ROM Number
# x - ROM Number
# x - ROM Number
# x - Qualitätsgrad
## '''C''' - Q2A Industiral
## '''D''' - Q2B Consumer
# x - Gehäuse
# x - Gehäuse

10. Größe des Glash-Speichers:
{| class="wikitable mw-collapsible"
|3
|16 kB
|6
|48 kB
|9
|128 kB
|C
|384 kB
|F
|1 MB
|-
|4
|24 kB
|7
|64 kB
|A
|192 kB
|D
|512 kB
|G
|1.5MB
|-
|5
|32 kB
|8
|96 kB
|B
|256 kB
|E
|768 kB
|H
|2MB
|}
15 + 16. Gehäuse
{| class="wikitable sortable mw-collapsible"
|
|Gehäuseform
|Anzahl der Pins
|Größe in mm
|Abstand der Pins in mm
|-
|FP
|LQFP
|100
|14x14
|0.5
|-
|FF
|LQFP
|80
|14x14
|0.65
|-
|FN
|LQFP
|80
|12x12
|0.5
|-
|FK
|LQFP
|64
|14x14
|0.8
|-
|FM
|LQFP
|64
|10x10
|0.5
|-
|BU
|BGA
|64
|4x4
|0.4
|-
|FL
|LQFP
|48
|7x7
|0.5
|-
|LM
|LGA
|36
|4x4
|0.5
|-
|FJ
|LQFP
|32
|7x7
|0.8
|-
|NH
|VQFN
|32
|5x5
|0.5
|-
|NK
|HWQFN
|24
|4x4
|0.5
|-
|NJ
|HWQFN
|20
|4x4
|0.5
|-
|BY
|WLCSP
|16
|1.84x1.87
|0.4
|}

== Weitere Links ==
<nowiki>https://www.electronicsweekly.com/news/design/better-security-machine-learning-renesas-ra-mcu-support-software-2020-04/</nowiki>

<nowiki>https://www.eejournal.com/article/renesas-goes-mainstream/</nowiki>

=== White Papers auf Englisch ===
'''Securing your IP and Protecting Sensitive Data''' (<nowiki>https://www.renesas.com/doc/whitepapers/iot-security/whitepaper-security-data-at-rest.pdf</nowiki>)

'''How to Solve the 6 Top Security Challenges of Embedded IoT Design''' (<nowiki>https://www.renesas.com/doc/whitepapers/iot-security/iot-security-whitepaper.pdf</nowiki>)

'''Security for the Connected World''' (<nowiki>https://www.renesas.com/doc/whitepapers/iot-security/security-for-the-connected-world.pdf</nowiki>)

'''Secure Internet Communication for IoT Applications''' (<nowiki>https://www.renesas.com/doc/whitepapers/iot-security/secure-internet-communication-iot-applications.pdf</nowiki>)

Renesas ra

2021-11-04T15:13:22Z

Steeefan: Neue MCU Gruppen RA2E2, RA4E1 und RA6E1 hinzugefügt

'''Renesas Advanced (RA)'''<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://www.renesas.com/eu/en/products/microcontrollers-microprocessors/ra.html |titel=Renesas Advanced |werk=Renesas |hrsg=Renesas Electronics Corp |datum=2020-06-29 |abruf=2020-06-29 |sprache=English}}</ref> sind 32-bit [[Mikrocontroller|Microcontroller]] basierend auf [[ARM-Architektur|Arm]] Cortex-M33, -M23 und -M4 [[Prozessor]]-Kernen.

RA integriert Secure Element Funktionalität mit PSA-Zertifizierung<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://www.psacertified.org/certified-products/?_company=renesas |titel=Renesas PSA Certified Products |werk=2020 Arm Limited |hrsg=2020 Arm Limited |datum=2020-06-29 |abruf=2020-06-29 |sprache=english}}</ref> für sichere [[Internet der Dinge|Internet-of-Things]] Geräte für unterschiedliche Anwendungen, unter anderem für Geräte der [[Industrie 4.0]].

== Geschichte ==

=== Hardware (Mikrocontroller) ===

* Erste Hardware steht seit Oktober 2019 zur Verfügung. Dabei handelt es sich um die RA2A1, RA4M1, RA6M1, RA6M2, RA6M3 Mikrocontroller-Gruppen.<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://www.renesas.com/eu/en/about/press-center/news/2019/news20191008.html |titel=Renesas Electronics Unveils RA Family of 32-Bit Arm Cortex-M Microcontrollers with Superior Performance and Advanced Security for Intelligent IoT Applications |werk= |hrsg=Renesas Electronics Corp |datum=2020-06-29 |abruf=2020-06-29 |sprache=english}}</ref>
* Im Mai 2020 wurde ein Device mit [[Bluetooth Low Energy|BLE5.0]] veröffentlicht. Es handelt sich um die RA4W1 Gruppe.<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://www.renesas.com/eu/en/about/press-center/news/2020/news20200507.html |titel=Renesas Extends Bluetooth 5.0 Connectivity to RA Family of 32-Bit MCUs with Arm Cortex-M Core |werk= |hrsg=Renesas Electronics Corp |datum=2020-06-29 |abruf=2020-06-29 |sprache=english}}</ref>
* Im Oktober 2020 wurde ein Device mit Cortex-M33 Core<ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-center/news/2020/news20201006.html</ref> und Arm TrustZone veröffentlicht und ein applikationsspezifisches Device mit Cortex-M4 für Motor Control veröffentlicht<ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-extends-ra-mcu-family-ra6t1-mcu-group-motor-control-and-ai-based-endpoint-predictive</ref>
* Im Dezember 2020 wurde ein Ultra-Low-Power Baustein mit Cortex-M23 und ein Baustein der Mainstream Serie mit Cortex-M33 Core veröffentlicht.<ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-ra-family-adds-ultra-low-power-ra2l1-mcu-group-advanced-capacitive-touch-sensing-cost</ref><ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-extends-arm-cortex-based-mcu-family-ra4m3-mcu-group-industrial-and-iot-applications</ref>
* Im Januar 2021 wurde ein der Entry-Line Baustein RA2E1 veröffentlicht.<ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-ra-family-adds-ultra-low-power-ra2l1-mcu-group-advanced-capacitive-touch-sensing-cost</ref>
* Im März 2021 wurde mit dem RA6M5 ein neues Flagship Device vorgestellt.<ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/new-ra6m5-group-renesas-completes-mainstream-line-ra6-series-arm-cortex-m33-based-mcus</ref>
* Im September 2021 wurden mit dem RA4E1 <ref>{{Internetquelle |url=https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-expands-ra-mcu-family-new-ra4-entry-line-group-offering-optimal-value-balanced-low-power |titel=Renesas Expands RA MCU Family with New RA4 Entry-Line Group Offering Optimal Value with Balanced Low Power Performance and Feature Integration |datum=22.09.2021 |abruf=}}</ref> und dem RA6E1<ref>{{Internetquelle |url=https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-introduces-industry-s-highest-performance-entry-line-mcus |titel=https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-introduces-industry-s-highest-performance-entry-line-mcus |datum=30.09.2021 |abruf=}}</ref> die ersten hoch peformanten Entry-Line Bausteine der RA Familie eingeführt.
* Im Oktober 2021 wurde mit dem RA2E2 die RA2-Serie um einen weiteren Entry-Line Baustein erweitert.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-new-ra-mcu-group-delivers-ultra-low-power-innovative-peripheral-functions-tiny-package |titel=Renesas’ New RA MCU Group Delivers Ultra-Low Power, Innovative Peripheral Functions In Tiny Package |datum=13.10.2021 |abruf=}}</ref>

=== Software (Software Paket)<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://github.com/renesas/fsp/releases |titel=FSP releases |werk= |hrsg= |datum=2020-06-29 |abruf=2020-06-29 |sprache=english}}</ref> ===

* v0.8.0 wurde im Oktober 2019 auf [https://github.com/renesas/fsp/releases Github] released.
* v1.0.0 wurde im März 2020 released.
* v2.0.0 wurde Zeitgleich mit dem RA6M4 im Oktober 2020 auf Github released
* V2.2. wurde im Dezember 2020 auf Github veröffentlicht und unterstützt folgende Devices[12]: RA2A1, RA2L1, RA4M1, RA4M3, RA4W1, RA6M1, RA6M2, RA6M3, RA6M4, RA6T1
* V2.3. wurde im Januar 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA2E1, RA4M2
* V2.3. wurde im März 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA6M5
* V3.3.0 wurde im September 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA4E1 und RA6E1
* V3.4.0 wurde im Oktober 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA2E2

== Die Mikrocontroller Serien ==
Die RA Familie besteht aus den drei Mikrocontroller-Serien RA2, RA4 und RA6
{| class="wikitable sortable mw-collapsible"
|Serie
|Taktrate
|Speicherdichte
|Merkmale
|-
|RA6
|Bis zu 240 MHz
|Große Speicherdichte: Bis zu 2 MB on-chip [[Flash-Speicher|Flash]], bis zu 640 kB integriertes [[SRAM]]
|Für Anwendungen mit hoher Rechenleistung
|-
|RA4
|Bis zu 100 MHz
|Mittlerer Speicherdichte:

Bis zu 1 MB on-chip Flash, bis zu 128 kB integriertes SRAM
 
|Für Anwendungen mit niedriger Leistungsaufnahme und hoher Rechenleistung
|-
|RA2
|Bis zu 48 MHz
|Optimierte Speicherdichte: Bis zu 256 kB on-chip Flash, bis zu 32 kB integriertes SRAM
|Für Anwendungen mit niedriger Leistungsaufnahme
|}

=== RA2 Serien ===
Die RA2 Mikrocontroller Serie ist auf niedrige Leistungsaufnahme optimiert und bietet eine CPU-Leistung von bis zu 48 MHz mit einem Arm Cortex-M23-Kern mit bis zu 256 kB integriertem Flash-Speicher und einer einzelnen [[Spannungsquelle|Spannungsversorgung]] im Bereich von 1,6 V bis 5,5 V. Mit Peripheriegeräten wie [[Touchscreen|kapazitivem Touch]] eignet sich die RA2-Serie ideal für Systemsteuerungs- oder Benutzeroberflächenanwendungen wie Gesundheitsgeräte, Haushaltsgeräte, Bürogeräte und Messgeräte.
{| class="wikitable sortable"
|'''Gruppe'''
|'''Flash (kB)'''
|'''SRAM (kB)'''
|'''Anzahl Pins'''
|'''Betriebsspannung (V)'''
|'''Maximale Betriebsfrequenz (MHz)'''
|'''Merkmale'''
|-
|
==== RA2A1 ====
|256
|32
|32-64
|1.6-5.5
|48
|Fünf Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48-MHz, 32-64-Pin-Gehäusen, 256 KB Flash-Speicher und 32 KB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, [[Universal Serial Bus|USB]] Full-Speed, 24-Bit-[[Analog-Digital-Umsetzer|A/D-Umsetzer]], 16-Bit-A/D Umsetzer, [[Security]] und [[Safety Integrated|Safety]] Merkmale
|-
|
==== RA2L1 ====
|32-128
|16
|25-64
|1.6-5.5
|48
|48 Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48 MHz, 25-64-Pin-Gehäusen, 128 KB Flash-Speicher und 16 KB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, Security und Safety Merkmale. Diese MCU Familie addressiert Kosten- und Platzsensitive Applikationen.
|-
|
==== RA2E1 ====
|256
|32
|32-64
|1.6-5.5
|48
|Fünf Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48-MHz, 32-64-Pin-Gehäusen, 256 KB Flash-Speicher und 32 KB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, [[Universal Serial Bus|USB]] Full-Speed, 24-Bit-[[Analog-Digital-Umsetzer|A/D-Umsetzer]], 16-Bit-A/D Umsetzer, [[Security]] und [[Safety Integrated|Safety]] Merkmale
|-
|
==== RA2E2 ====
|16-64
|8
|16-24
|1.6-5.5
|48
|27 Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48MHz, 16-24-Pin-Gehäusen, 64 KB Flash-Speicher und 8 kB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, [[Security]] und [[Safety Integrated|Safety]] Merkmale. Diese MCU Familie addressiert Anwendungen mit sehr niedriger Leistungsaufnahme von 81uA/MHz im aktiven und 200nA im Standby-Modus. Des weiteren werden maximale Umgebungstemperaturen von 125°C unterstützt.
|}

=== RA4 Serien ===
Die RA4 Serie verbindet den Bedarf an geringem Stromverbrauch mit dem Bedarf an Konnektivität und Rechenleistung. Diese Mikrocontroller bieten eine CPU-Leistung von bis zu 48 MHz mithilfe eines Arm Cortex-M4-Kerns mit bis zu 256 KB integriertem Flash-Speicher. Die Serie bietet eine breite Palette an Peripherien, darunter USB, CAN, ADC, kapazitivem Touch, einen Segment-LCD-Controller und zusätzliche IP-Sicherheitsintegration. Damit eignet sie sich für Industrieanlagen, Haushaltsgeräte, Bürogeräte, Gesundheitsprodukte und Messgeräte.
{| class="wikitable sortable mw-collapsible"
|'''Gruppe'''
|'''Flash (kB)'''
|'''SRAM (kB)'''
|'''Anzahl Pins'''
|'''Betriebsspannung (V)'''
|'''Maximale Betriebsfrequenz (MHz)'''
|'''Merkmale'''
|-
|
==== RA4M1 ====
|256
|32
|40-100
|1.6-5.5
|48
|Sieben Varianten von 48-MHz- Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern, 40-100-Pin-Gehäusen, 256 KB Flash-Speicher und 32 KB SRAM, einschließlich [[Flüssigkristallanzeige|Segment-LCD]]-Controller, kapazitivem Touch, USB Full-Speed, 14-Bit-A/D-Umsetzer, Security und Safety Merkmale
|-
|
==== RA4E1 ====
|256-512
|128
|48-64
|2.7-3.6
|100
|Vier Varianten von 100 MHz Entry-Line Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 48-64-Pin-Gehäusen, bis zu 512kB Flash-Speicher und 128 kB SRAM.
|-
|
==== RA4M2 ====
|256-512
|128
|48-100
|2.7-3.6
|100
|12 Varianten von 100 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 48-100-Pin-Gehäusen, bis zu 512kB Flash-Speicher und 128 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, CAN, USB Full-Speed, Security- , Safety- und Analogfunktionalität. Dieser Baustein erreicht eine Stromaufnahme von 80uA/MHz während der CoreMark Algorithmus aus dem Flash ausgeführt wird.
|-
|
==== RA4M3 ====
|512-1024
|128
|64-144
|2.7-3.6
|100
|Sieben Varianten von 100 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 64-144-Pin-Gehäusen, bis zu 1MB Flash-Speicher und 128 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, CAN, USB Full-Speed, Security- , Safety- und Analogfunktionalität
|-
|
==== RA4W1 ====
|512
|96
|56
|1.8-3.6
|48
|Bluetooth Low Energy 5.0-Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern bei 48-MHz mit 56-poligen QFN-Gehäuse, 512 kB Flash-Speicher und 96 kB SRAM, einschließlich Segment-LCD-Controller, kapazitivem Touch, USB Full-Speed, 14-Bit A/D-Umsetzer, Security und Safety Merkmale
|}

=== RA6 Serien ===
Die RA6 Serie bietet die umfassendste Integration von Kommunikationsschnittstellen sowie das höchste Leistungsniveau. Diese Mikrocontroller beinhalten einen Arm Cortex-M4-Kern, einen Speicherbereich von 512 kB bis 2 MB Flash und eine CPU-Leistung von bis zu 120 MHz. Die Serie bietet die Integration von [[Ethernet]]-, USB Full-Speed- und USB High Speed-, QSPI-, [[CAN in Automation|CAN]]- und [[TFT-Display|TFT]]-Bildschirmtreibern. Die RA6 Serie ist für Anwendungen wie IoT-Endpunkte, weiße Ware, Zähler und andere Industrie- und Verbraucheranwendungen geeignet.
{| class="wikitable sortable mw-collapsible"
|'''Gruppe'''
|'''Flash (kB)'''
|'''SRAM (kB)'''
|'''Anzahl Pins'''
|'''Betriebsspannung (V)'''
|'''Maximale Betriebsfrequenz (MHz)'''
|'''Merkmale'''
|-
|
==== RA6M1 ====
|512
|256
|64-100
|2.7-3.6
|120
|Vier Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern, 64-100-Pin-Gehäusen, 512 kB Flash-Speicher und 256 kB SRAM sowie kapazitivem Touch, CAN, USB Full-Speed, Sicherheitsfunktionen und analog Funktionalität
|-
|
==== RA6M2 ====
|512-1024
|384
|100-145
|2.7-3.6
|120
|Sechs Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern, 100-145-Pin-Gehäusen, bis zu 1 MB Flash-Speicher und 384 kB SRAM sowie kapazitivem Touch, Ethernet-, CAN-, USB Full-Speed, Security- ,Safety- und Analogfunktionalität
|-
|
==== RA6M3 ====
|1024-2048
|640
|100-176
|2.7-3.6
|120
|10 Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern mit 100-176-Pin-Gehäusen, bis zu 2 MB Flash-Speicher und 640 kB SRAM sowie TFT-LCD-Controller, 2D-Grafik-Engine und kapazitivem Touch, Ethernet, CAN, USB, Security- ,Safety- und Analogfunktionalität
|-
|
==== RA6E1 ====
|512-1024
|256
|48-100
|2.7-3.6
|200
|Sechs Varianten von 200 MHz Entry-Line Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 48-100-Pin-Gehäusen, bis zu 1MB Flash-Speicher und 256kB SRAM.
|-
|
==== RA6M4 ====
|512-1024
|256
|64-144
|2.7-3.6
|200
|Neun Varianten von 200 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 64-144-Pin-Gehäusen, bis zu 1MB Flash-Speicher und 256 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, Ethernet, CAN, USB Full-Speed, OctaSPI, Security- , Safety- und Analogfunktionalität
|-
|
==== RA6M5 ====
|1024-2048
|512
|100-176
|2.7-3.6
|200
|20 Varianten von 200 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 100-176-Pin-Gehäusen, bis zu 2MB Flash-Speicher und 512 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, Ethernet, CAN FD, USB High-Speed und Full-Speed, OctaSPI, Security- , Safety- und Analogfunktionalität. Die RA6M5 Gruppe komplimentiert die Renesas RA Mainstream Serie und ist das neue Flagship Device.
|-
|
==== RA6T1 ====
|256-512
|64
|64-100
|2.7-3.6
|120
|Vier Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern mit 64-100-Pin-Gehäusen, bis zu 512 KB Flash-Speicher und 64 KB SRAM sowie applikationsspezifische Funktionalität für Motor Control
|}

== Software ==

=== Flexible software package ===
Das RA Flexible Software Package (FSP) beinhaltet Treiber für alle Peripherieelemente der RA Mikrocontroller, das [[FreeRTOS]] [[Echtzeitbetriebssystem]], [[Middleware]]-Stacks, und definierte [[Programmierschnittstelle|API]]<nowiki/>s um das gesamte Arm-Ökosystem zu nutzen.

===== Download [https://github.com/renesas/fsp/releases auf Github] =====

===== Mekmale =====

* HAL-Treiber

* Konfigurator und Codegenerator

* Statische und dynamische Analyse mit branchenüblichen Tools
* Anwendungsunterstützung in RTOS- und Nicht-RTOS-Umgebungen
* FreeRTOS-Unterstützung
* Tool um RTOS-Ressourcen zu konfigurieren(Threads, Mutexe usw.)
* TCP / IP- und andere Konnektivitätsprotokollstacks
* Einfache Konnektivitätsoptionen zu wichtigen Cloud-Anbietern
* USB-Middleware-Unterstützung für CDC- und Massenspeicherklassen
* Sichere Verbindungen über Mbed TLS
* Aktivieren Sie kryptografische PSA-APIs und Unterstützung für integrierte Hardwarebeschleunigung
* Grafikschnittstellentools mit Segger emWin und TES Dave2D
* Sichere Debugging-Funktionen
* Tool-Support von Renesas und Lösungen von Drittanbietern
* Vollständiger Quellcode über GitHub verfügbar

===== Komponenten =====

* [[CMIS|CMSIS]]-kompatible Paketdateien für die integrierte Entwicklungsumgebung Renesas e2 studio
* Board Support Package (BSP) für RA-Mikrocontroller und Evaluierungsboards
* HAL-Treiber für Peripherien
* Middleware-Stacks und -Protokolle
* Modulkonfiguratoren und Codegeneratoren
* Quelldateien zur Integration in Entwicklungsumgebungen und Tools von Drittanbietern

===== Tool-chain =====
Das RA FSP unterstützt folgende Entwicklungsumgebungen mit entsprechenden [[Compiler]]

* e2 studio Integrated Development Environment (IDE)
** GCC Compiler for Arm
* Arm Keil MDK
** Arm Compiler v6
* IAR Embedded Workbench

===== Debugger =====

* SEGGER J-Link
* Renesas E2 & E2 Lite

=== Ecosystem ===
Neben der Renesas e2 Studio-IDE unterstützt das FSP auch Tools und IDEs von Drittanbietern. Diese Unterstützung wird durch die RA Smart Configurators (RASC) Anwendung bereitgestellt. Der Renesas RA Smart Configurator ist eine Desktop-Anwendung, mit der das Softwaresystem (BSP, Treiber, RTOS und Middleware) für einen RA-Mikrocontroller konfigurieren werden kann, wenn eine IDE und die Toolchain eines Drittanbieters verwendenm wird. Der RA Smart Configurator kann derzeit mit IAR Embedded Workbench, Keil MDK und den Arm Compiler 6-Toolchains verwendet werden.

== Evaluierungsboards ==
=== Evaluierungsboards RA6 Serie ===

==== EK-RA6M4 ====
Evaluierungsboard für die RA6M4 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA6M5 ====
Evaluierungsboard für die RA6M5 Mikrocontroller Gruppe

==== FPB-RA6E1 ====
Flexible Prototyping Board für die RA6E1 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA6M3G ====
Evaluierungsboard für die RA6M3 Mikrocontroller Gruppe mit optionalem Graphic-Aufsteckboard

==== EK-RA6M3 ====
Evaluierungsboard für die RA6M3 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA6M2 ====
Evaluierungsboard für die RA6M2 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA6M1 ====
Evaluierungsboard für die RA6M1 Mikrocontroller Gruppe

=== Evaluierungsboards RA4 Serie ===

==== EK-RA4M1 ====
Evaluierungsboard für die RA4M1 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA4W1 ====
Evaluierungsboard für die RA4W1 Mikrocontroller Gruppe

==== FPB-RA4E1 ====
Flexible Prototyping Board für die RA4E1 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA4M2 ====
Evaluierungsboard für die RA4M2 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA4M3 ====
Evaluierungsboard für die RA4M3 Mikrocontroller Gruppe

=== Evaluierungsboards RA2 Serie ===

==== EK-RA2A1 ====
Evaluierungsboard für die RA2A1 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA2L1 ====
Evaluierungsboard für die RA2L1 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA2E1 ====
Evaluierungsboard für die RA2E1 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA2E2 ====
Evaluierungsboard für die RA2E2 Mikrocontroller Gruppe

== Tools ==

=== [[Compiler]] ===

* GCC Compiler for Arm
* Arm Keil MDK (Arm Compiler v6)
* IAR Embedded Workbench

=== [[Debugger]] ===
Mit der ARM CoreSight-Debugger-IP wird eine Vielzahl von On-Chip-Debuggern unterstützt. Die Segger J-Link-Familie und die Renesas E2 / E2 Lite-Debugger unterstützen SWD- und JTAG-Verbindungen sowie ETM- und ETB-Trace-Daten vollständig.

* Segger J-Link
* Renesas E2 and E2 lite

== Partner ==
Das RA Partner Ecosystem bietet eine Reihe von Software- und Hardware-Bausteinen, die mit MCUs der Renesas RA Familie sofort einsatzbereit sind.

== Dokumentation ==

=== Teilenummerbeschreibung ===
Bauteilebezeichnung mit Stellen von Links nach Rechts:

# '''R''' - Renesas
# '''7''' - Mikrocontroller
# '''F''' - Flash
# '''A''' - Advanced Familie
# x - RA Serie
## '''2''' - RA2 Serie
## '''4''' - RA4 Serie
## '''6''' - RA6 Serie
# x - Application
## '''A''' - Analogue
## '''M''' - Mainstream
## '''W''' - Wireless
## '''E''' - Entry
## '''L''' - Low-Power
## '''T''' - Motor Control
# x - RA Gruppe
# x - Merkmale
# x - Größe des Flash-Speichers
# x - Temperaturebereich
## '''2''' - -40°C to 85°C
## '''3''' - -40°C to 105°C
## '''4''' [-40°C to +125°C]
# x - ROM Number
# x - ROM Number
# x - ROM Number
# x - Qualitätsgrad
## '''C''' - Q2A Industiral
## '''D''' - Q2B Consumer
# x - Gehäuse
# x - Gehäuse

10. Größe des Glash-Speichers:
{| class="wikitable mw-collapsible"
|3
|16 kB
|6
|48 kB
|9
|128 kB
|C
|384 kB
|F
|1 MB
|-
|4
|24 kB
|7
|64 kB
|A
|192 kB
|D
|512 kB
|G
|1.5MB
|-
|5
|32 kB
|8
|96 kB
|B
|256 kB
|E
|768 kB
|H
|2MB
|}
15 + 16. Gehäuse
{| class="wikitable sortable mw-collapsible"
|
|Gehäuseform
|Anzahl der Pins
|Größe in mm
|Abstand der Pins in mm
|-
|FP
|LQFP
|100
|14x14
|0.5
|-
|FF
|LQFP
|80
|14x14
|0.65
|-
|FN
|LQFP
|80
|12x12
|0.5
|-
|FK
|LQFP
|64
|14x14
|0.8
|-
|FM
|LQFP
|64
|10x10
|0.5
|-
|BU
|BGA
|64
|4x4
|0.4
|-
|FL
|LQFP
|48
|7x7
|0.5
|-
|LM
|LGA
|36
|4x4
|0.5
|-
|FJ
|LQFP
|32
|7x7
|0.8
|-
|NH
|VQFN
|32
|5x5
|0.5
|NK
|HWQFN
|24
|4x4
|0.5
|-
|NJ
|HWQFN
|20
|4x4
|0.5
|-
|BY
|WLCSP
|16
|1.84x1.87
|0.4
|}

== Weitere Links ==
<nowiki>https://www.electronicsweekly.com/news/design/better-security-machine-learning-renesas-ra-mcu-support-software-2020-04/</nowiki>

<nowiki>https://www.eejournal.com/article/renesas-goes-mainstream/</nowiki>

=== White Papers auf Englisch ===
'''Securing your IP and Protecting Sensitive Data''' (<nowiki>https://www.renesas.com/doc/whitepapers/iot-security/whitepaper-security-data-at-rest.pdf</nowiki>)

'''How to Solve the 6 Top Security Challenges of Embedded IoT Design''' (<nowiki>https://www.renesas.com/doc/whitepapers/iot-security/iot-security-whitepaper.pdf</nowiki>)

'''Security for the Connected World''' (<nowiki>https://www.renesas.com/doc/whitepapers/iot-security/security-for-the-connected-world.pdf</nowiki>)

'''Secure Internet Communication for IoT Applications''' (<nowiki>https://www.renesas.com/doc/whitepapers/iot-security/secure-internet-communication-iot-applications.pdf</nowiki>)

Renesas ra

2021-04-21T14:44:13Z

Steeefan:

'''Renesas Advanced (RA)'''<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://www.renesas.com/eu/en/products/microcontrollers-microprocessors/ra.html |titel=Renesas Advanced |werk=Renesas |hrsg=Renesas Electronics Corp |datum=2020-06-29 |abruf=2020-06-29 |sprache=English}}</ref> sind 32-bit [[Mikrocontroller|Microcontroller]] basierend auf [[ARM-Architektur|Arm]] Cortex-M33, -M23 und -M4 [[Prozessor]]-Kernen.

RA integriert Secure Element Funktionalität mit PSA-Zertifizierung<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://www.psacertified.org/certified-products/?_company=renesas |titel=Renesas PSA Certified Products |werk=2020 Arm Limited |hrsg=2020 Arm Limited |datum=2020-06-29 |abruf=2020-06-29 |sprache=english}}</ref> für sichere [[Internet der Dinge|Internet-of-Things]] Geräte für unterschiedliche Anwendungen, unter anderem für Geräte der [[Industrie 4.0]].

== Geschichte ==

=== Hardware (Mikrocontroller) ===

* Erste Hardware steht seit Oktober 2019 zur Verfügung. Dabei handelt es sich um die RA2A1, RA4M1, RA6M1, RA6M2, RA6M3 Mikrocontroller-Gruppen.<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://www.renesas.com/eu/en/about/press-center/news/2019/news20191008.html |titel=Renesas Electronics Unveils RA Family of 32-Bit Arm Cortex-M Microcontrollers with Superior Performance and Advanced Security for Intelligent IoT Applications |werk= |hrsg=Renesas Electronics Corp |datum=2020-06-29 |abruf=2020-06-29 |sprache=english}}</ref>
* Im Mai 2020 wurde ein Device mit [[Bluetooth Low Energy|BLE5.0]] veröffentlicht. Es handelt sich um die RA4W1 Gruppe.<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://www.renesas.com/eu/en/about/press-center/news/2020/news20200507.html |titel=Renesas Extends Bluetooth 5.0 Connectivity to RA Family of 32-Bit MCUs with Arm Cortex-M Core |werk= |hrsg=Renesas Electronics Corp |datum=2020-06-29 |abruf=2020-06-29 |sprache=english}}</ref>
* Im Oktober 2020 wurde ein Device mit Cortex-M33 Core<ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-center/news/2020/news20201006.html</ref> und Arm TrustZone veröffentlicht und ein applikationsspezifisches Device mit Cortex-M4 für Motor Control veröffentlicht<ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-extends-ra-mcu-family-ra6t1-mcu-group-motor-control-and-ai-based-endpoint-predictive</ref>
* Im Dezember 2020 wurde ein Ultra-Low-Power Baustein mit Cortex-M23 und ein Baustein der Mainstream Serie mit Cortex-M33 Core veröffentlicht.<ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-ra-family-adds-ultra-low-power-ra2l1-mcu-group-advanced-capacitive-touch-sensing-cost</ref><ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-extends-arm-cortex-based-mcu-family-ra4m3-mcu-group-industrial-and-iot-applications</ref>
* Im Januar 2021 wurde ein der Entry-Line Baustein RA2E1 veröffentlicht.<ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/renesas-ra-family-adds-ultra-low-power-ra2l1-mcu-group-advanced-capacitive-touch-sensing-cost</ref>
* Im März 2021 wurde mit dem RA6M5 ein neues Flagship Device vorgestellt.<ref>https://www.renesas.com/eu/en/about/press-room/new-ra6m5-group-renesas-completes-mainstream-line-ra6-series-arm-cortex-m33-based-mcus</ref>

=== Software (Software Paket)<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://github.com/renesas/fsp/releases |titel=FSP releases |werk= |hrsg= |datum=2020-06-29 |abruf=2020-06-29 |sprache=english}}</ref> ===

* v0.8.0 wurde im Oktober 2019 auf [https://github.com/renesas/fsp/releases Github] released.
* v1.0.0 wurde im März 2020 released.
* v2.0.0 wurde Zeitgleich mit dem RA6M4 im Oktober 2020 auf Github released
* V2.2. wurde im Dezember 2020 auf Github veröffentlicht und unterstützt folgende Devices[12]: RA2A1, RA2L1, RA4M1, RA4M3, RA4W1, RA6M1, RA6M2, RA6M3, RA6M4, RA6T1
* V2.3. wurde im Januar 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA2E1, RA4M2
* V2.3. wurde im März 2021 auf Github veröffentlicht und unterstützt zusätzlich folgende Devices: RA6M5

== Die Mikrocontroller Serien ==
Die RA Familie besteht aus den drei Mikrocontroller-Serien RA2, RA4 und RA6
{| class="wikitable sortable mw-collapsible"
|Serie
|Taktrate
|Speicherdichte
|Merkmale
|-
|RA6
|Bis zu 200 MHz
|Große Speicherdichte: Bis zu 2 MB on-chip [[Flash-Speicher|Flash]], bis zu 640 kB integriertes [[SRAM]]
|Für Anwendungen mit hoher Rechenleistung
|-
|RA4
|Bis zu 100 MHz
|Mittlerer Speicherdichte:

Bis zu 1 MB on-chip Flash, bis zu 128 kB integriertes SRAM
 
|Für Anwendungen mit niedriger Leistungsaufnahme und hoher Rechenleistung
|-
|RA2
|Bis zu 48 MHz
|Optimierte Speicherdichte: Bis zu 256 kB on-chip Flash, bis zu 32 kB integriertes SRAM
|Für Anwendungen mit niedriger Leistungsaufnahme
|}

=== RA2 Serien ===
Die RA2 Mikrocontroller Serie ist auf niedrige Leistungsaufnahme optimiert und bietet eine CPU-Leistung von bis zu 48 MHz mit einem Arm Cortex-M23-Kern mit bis zu 256 kB integriertem Flash-Speicher und einer einzelnen [[Spannungsquelle|Spannungsversorgung]] im Bereich von 1,6 V bis 5,5 V. Mit Peripheriegeräten wie [[Touchscreen|kapazitivem Touch]] eignet sich die RA2-Serie ideal für Systemsteuerungs- oder Benutzeroberflächenanwendungen wie Gesundheitsgeräte, Haushaltsgeräte, Bürogeräte und Messgeräte.
{| class="wikitable sortable"
|'''Gruppe'''
|'''Flash (kB)'''
|'''SRAM (kB)'''
|'''Anzahl Pins'''
|'''Betriebsspannung (V)'''
|'''Maximale Betriebsfrequenz (MHz)'''
|'''Merkmale'''
|-
|
==== RA2A1 ====
|256
|32
|32-64
|1.6-5.5
|48
|Fünf Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48-MHz, 32-64-Pin-Gehäusen, 256 KB Flash-Speicher und 32 KB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, [[Universal Serial Bus|USB]] Full-Speed, 24-Bit-[[Analog-Digital-Umsetzer|A/D-Umsetzer]], 16-Bit-A/D Umsetzer, [[Security]] und [[Safety Integrated|Safety]] Merkmale
|-
|
==== RA2L1 ====
|32-128
|16
|25-64
|1.6-5.5
|48
|48 Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48 MHz, 25-64-Pin-Gehäusen, 128 KB Flash-Speicher und 16 KB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, Security und Safety Merkmale. Diese MCU Familie addressiert Kosten- und Platzsensitive Applikationen.
|-
|
==== RA2E1 ====
|256
|32
|32-64
|1.6-5.5
|48
|Fünf Varianten mit Arm Cortex-M23-Kern mit 48-MHz, 32-64-Pin-Gehäusen, 256 KB Flash-Speicher und 32 KB SRAM, einschließlich kapazitivem Touch, [[Universal Serial Bus|USB]] Full-Speed, 24-Bit-[[Analog-Digital-Umsetzer|A/D-Umsetzer]], 16-Bit-A/D Umsetzer, [[Security]] und [[Safety Integrated|Safety]] Merkmale
|}

=== RA4 Serien ===
Die RA4 Serie verbindet den Bedarf an geringem Stromverbrauch mit dem Bedarf an Konnektivität und Rechenleistung. Diese Mikrocontroller bieten eine CPU-Leistung von bis zu 48 MHz mithilfe eines Arm Cortex-M4-Kerns mit bis zu 256 KB integriertem Flash-Speicher. Die Serie bietet eine breite Palette an Peripherien, darunter USB, CAN, ADC, kapazitivem Touch, einen Segment-LCD-Controller und zusätzliche IP-Sicherheitsintegration. Damit eignet sie sich für Industrieanlagen, Haushaltsgeräte, Bürogeräte, Gesundheitsprodukte und Messgeräte.
{| class="wikitable sortable mw-collapsible"
|'''Gruppe'''
|'''Flash (kB)'''
|'''SRAM (kB)'''
|'''Anzahl Pins'''
|'''Betriebsspannung (V)'''
|'''Maximale Betriebsfrequenz (MHz)'''
|'''Merkmale'''
|-
|
==== RA4M1 ====
|256
|32
|40-100
|1.6-5.5
|48
|Sieben Varianten von 48-MHz- Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern, 40-100-Pin-Gehäusen, 256 KB Flash-Speicher und 32 KB SRAM, einschließlich [[Flüssigkristallanzeige|Segment-LCD]]-Controller, kapazitivem Touch, USB Full-Speed, 14-Bit-A/D-Umsetzer, Security und Safety Merkmale
|-
|
==== RA4M2 ====
|256-512
|128
|48-100
|2.7-3.6
|100
|12 Varianten von 100 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 48-100-Pin-Gehäusen, bis zu 512kB Flash-Speicher und 128 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, CAN, USB Full-Speed, Security- , Safety- und Analogfunktionalität. Dieser Baustein erreicht eine Stromaufnahme von 80uA/MHz während der CoreMark Algorithmus aus dem Flash ausgeführt wird.
|-
|
==== RA4M3 ====
|512-1024
|128
|64-144
|2.7-3.6
|100
|Sieben Varianten von 100 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 64-144-Pin-Gehäusen, bis zu 1MB Flash-Speicher und 128 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, CAN, USB Full-Speed, Security- , Safety- und Analogfunktionalität
|-
|
==== RA4W1 ====
|512
|96
|56
|1.8-3.6
|48
|Bluetooth Low Energy 5.0-Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern bei 48-MHz mit 56-poligen QFN-Gehäuse, 512 kB Flash-Speicher und 96 kB SRAM, einschließlich Segment-LCD-Controller, kapazitivem Touch, USB Full-Speed, 14-Bit A/D-Umsetzer, Security und Safety Merkmale
|}

=== RA6 Serien ===
Die RA6 Serie bietet die umfassendste Integration von Kommunikationsschnittstellen sowie das höchste Leistungsniveau. Diese Mikrocontroller beinhalten einen Arm Cortex-M4-Kern, einen Speicherbereich von 512 kB bis 2 MB Flash und eine CPU-Leistung von bis zu 120 MHz. Die Serie bietet die Integration von [[Ethernet]]-, USB Full-Speed- und USB High Speed-, QSPI-, [[CAN in Automation|CAN]]- und [[TFT-Display|TFT]]-Bildschirmtreibern. Die RA6 Serie ist für Anwendungen wie IoT-Endpunkte, weiße Ware, Zähler und andere Industrie- und Verbraucheranwendungen geeignet.
{| class="wikitable sortable mw-collapsible"
|'''Gruppe'''
|'''Flash (kB)'''
|'''SRAM (kB)'''
|'''Anzahl Pins'''
|'''Betriebsspannung (V)'''
|'''Maximale Betriebsfrequenz (MHz)'''
|'''Merkmale'''
|-
|
==== RA6M1 ====
|512
|256
|64-100
|2.7-3.6
|120
|Vier Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern, 64-100-Pin-Gehäusen, 512 kB Flash-Speicher und 256 kB SRAM sowie kapazitivem Touch, CAN, USB Full-Speed, Sicherheitsfunktionen und analog Funktionalität
|-
|
==== RA6M2 ====
|512-1024
|384
|100-145
|2.7-3.6
|120
|Sechs Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern, 100-145-Pin-Gehäusen, bis zu 1 MB Flash-Speicher und 384 kB SRAM sowie kapazitivem Touch, Ethernet-, CAN-, USB Full-Speed, Security- ,Safety- und Analogfunktionalität
|-
|
==== RA6M3 ====
|1024-2048
|640
|100-176
|2.7-3.6
|120
|10 Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern mit 100-176-Pin-Gehäusen, bis zu 2 MB Flash-Speicher und 640 kB SRAM sowie TFT-LCD-Controller, 2D-Grafik-Engine und kapazitivem Touch, Ethernet, CAN, USB, Security- ,Safety- und Analogfunktionalität
|-
|
==== RA6M4 ====
|512-1024
|256
|64-144
|2.7-3.6
|200
|Neun Varianten von 200 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 64-144-Pin-Gehäusen, bis zu 1MB Flash-Speicher und 256 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, Ethernet, CAN, USB Full-Speed, OctaSPI, Security- , Safety- und Analogfunktionalität
|-
|
==== RA6M5 ====
|1024-2048
|512
|100-176
|2.7-3.6
|200
|20 Varianten von 200 MHz Mikrocontrollern mit Arm Cortex-M33-Kern mit 100-176-Pin-Gehäusen, bis zu 2MB Flash-Speicher und 512 kB SRAM, sowie kapazitivem Touch, Ethernet, CAN FD, USB High-Speed und Full-Speed, OctaSPI, Security- , Safety- und Analogfunktionalität. Die RA6M5 Gruppe komplimentiert die Renesas RA Mainstream Serie und ist das neue Flagship Device.
|-
|
==== RA6T1 ====
|256-512
|64
|64-100
|2.7-3.6
|120
|Vier Varianten von 120 MHz Mikrocontroller mit Arm Cortex-M4-Kern mit 64-100-Pin-Gehäusen, bis zu 512 KB Flash-Speicher und 64 KB SRAM sowie applikationsspezifische Funktionalität für Motor Control
|}

== Software ==

=== Flexible software package ===
Das RA Flexible Software Package (FSP) beinhaltet Treiber für alle Peripherieelemente der RA Mikrocontroller, das [[FreeRTOS]] [[Echtzeitbetriebssystem]], [[Middleware]]-Stacks, und definierte [[Programmierschnittstelle|API]]<nowiki/>s um das gesamte Arm-Ökosystem zu nutzen.

===== Download [https://github.com/renesas/fsp/releases auf Github] =====

===== Mekmale =====

* HAL-Treiber

* Konfigurator und Codegenerator

* Statische und dynamische Analyse mit branchenüblichen Tools
* Anwendungsunterstützung in RTOS- und Nicht-RTOS-Umgebungen
* FreeRTOS-Unterstützung
* Tool um RTOS-Ressourcen zu konfigurieren(Threads, Mutexe usw.)
* TCP / IP- und andere Konnektivitätsprotokollstacks
* Einfache Konnektivitätsoptionen zu wichtigen Cloud-Anbietern
* USB-Middleware-Unterstützung für CDC- und Massenspeicherklassen
* Sichere Verbindungen über Mbed TLS
* Aktivieren Sie kryptografische PSA-APIs und Unterstützung für integrierte Hardwarebeschleunigung
* Grafikschnittstellentools mit Segger emWin und TES Dave2D
* Sichere Debugging-Funktionen
* Tool-Support von Renesas und Lösungen von Drittanbietern
* Vollständiger Quellcode über GitHub verfügbar

===== Komponenten =====

* [[CMIS|CMSIS]]-kompatible Paketdateien für die integrierte Entwicklungsumgebung Renesas e2 studio
* Board Support Package (BSP) für RA-Mikrocontroller und Evaluierungsboards
* HAL-Treiber für Peripherien
* Middleware-Stacks und -Protokolle
* Modulkonfiguratoren und Codegeneratoren
* Quelldateien zur Integration in Entwicklungsumgebungen und Tools von Drittanbietern

===== Tool-chain =====
Das RA FSP unterstützt folgende Entwicklungsumgebungen mit entsprechenden [[Compiler]]

* e2 studio Integrated Development Environment (IDE)
** GCC Compiler for Arm
* Arm Keil MDK
** Arm Compiler v6
* IAR Embedded Workbench

===== Debugger =====

* SEGGER J-Link
* Renesas E2 & E2 Lite

=== Ecosystem ===
Neben der Renesas e2 Studio-IDE unterstützt das FSP auch Tools und IDEs von Drittanbietern. Diese Unterstützung wird durch die RA Smart Configurators (RASC) Anwendung bereitgestellt. Der Renesas RA Smart Configurator ist eine Desktop-Anwendung, mit der das Softwaresystem (BSP, Treiber, RTOS und Middleware) für einen RA-Mikrocontroller konfigurieren werden kann, wenn eine IDE und die Toolchain eines Drittanbieters verwendenm wird. Der RA Smart Configurator kann derzeit mit IAR Embedded Workbench, Keil MDK und den Arm Compiler 6-Toolchains verwendet werden.

== Evaluierungsboards ==
=== Evaluierungsboards RA6 Serie ===

==== EK-RA6M3G ====
Evaluierungsboard für die RA6M3 Mikrocontroller Gruppe mit optionalem Graphic-Aufsteckboard

==== EK-RA6M3 ====
Evaluierungsboard für die RA6M3 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA6M2 ====
Evaluierungsboard für die RA6M2 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA6M1 ====
Evaluierungsboard für die RA6M1 Mikrocontroller Gruppe

=== Evaluierungsboards RA4 Serie ===

==== EK-RA4M1 ====
Evaluierungsboard für die RA4M1 Mikrocontroller Gruppe

==== EK-RA4W1 ====
Evaluierungsboard für die RA4W1 Mikrocontroller Gruppe

=== Evaluierungsboards RA2 Serie ===

==== EK-RA2A1 ====
Evaluierungsboard für die RA2A1 Mikrocontroller Gruppe

== Tools ==

=== [[Compiler]] ===

* GCC Compiler for Arm
* Arm Keil MDK (Arm Compiler v6)
* IAR Embedded Workbench

=== [[Debugger]] ===
Mit der ARM CoreSight-Debugger-IP wird eine Vielzahl von On-Chip-Debuggern unterstützt. Die Segger J-Link-Familie und die Renesas E2 / E2 Lite-Debugger unterstützen SWD- und JTAG-Verbindungen sowie ETM- und ETB-Trace-Daten vollständig.

* Segger J-Link
* Renesas E2 and E2 lite

== Partner ==
Das RA Partner Ecosystem bietet eine Reihe von Software- und Hardware-Bausteinen, die mit MCUs der Renesas RA Familie sofort einsatzbereit sind.

== Dokumentation ==

=== Teilenummerbeschreibung ===
Bauteilebezeichnung mit Stellen von Links nach Rechts:

# '''R''' - Renesas
# '''7''' - Mikrocontroller
# '''F''' - Flash
# '''A''' - Advanced Familie
# x - RA Serie
## '''2''' - RA2 Serie
## '''4''' - RA4 Serie
## '''6''' - RA6 Serie
# x - Application
## '''A''' - Analogue
## '''M''' - Mainstream
## '''W''' - Wireless
## '''E''' - Entry
## '''L''' - Low-Power
# x - RA Gruppe
# x - Merkmale
# x - Größe des Flash-Speichers
# x - Temperaturebereich
## '''2''' - -40°C to 85°C
## '''3''' - -40°C to 105°C
# x - ROM Number
# x - ROM Number
# x - ROM Number
# x - Qualitätsgrad
## '''C''' - Q2A Industiral
## '''D''' - Q2B Consumer
# x - Gehäuse
# x - Gehäuse

10. Größe des Glash-Speichers:
{| class="wikitable mw-collapsible"
|3
|16 kB
|6
|48 kB
|9
|128 kB
|C
|384 kB
|F
|1 MB
|-
|4
|24 kB
|7
|64 kB
|A
|192 kB
|D
|512 kB
|G
|1.5MB
|-
|5
|32 kB
|8
|96 kB
|B
|256 kB
|E
|768 kB
|H
|2MB
|}
15 + 16. Gehäuse
{| class="wikitable sortable mw-collapsible"
|
|Gehäuseform
|Anzahl der Pins
|Größe in mm
|Abstand der Pins in mm
|-
|FP
|LQFP
|100
|14x14
|0.5
|-
|FF
|LQFP
|80
|14x14
|0.65
|-
|FN
|LQFP
|80
|12x12
|0.5
|-
|FK
|LQFP
|64
|14x14
|0.8
|-
|FM
|LQFP
|64
|10x10
|0.5
|-
|BU
|BGA
|64
|4x4
|0.4
|-
|FL
|LQFP
|48
|7x7
|0.5
|-
|LM
|LGA
|36
|4x4
|0.5
|-
|FJ
|LQFP
|32
|7x7
|0.8
|-
|NH
|VQFN
|32
|5x5
|0.5
|}

== Weitere Links ==
<nowiki>https://www.electronicsweekly.com/news/design/better-security-machine-learning-renesas-ra-mcu-support-software-2020-04/</nowiki>

<nowiki>https://www.eejournal.com/article/renesas-goes-mainstream/</nowiki>

=== White Papers auf Englisch ===
'''Securing your IP and Protecting Sensitive Data''' (<nowiki>https://www.renesas.com/doc/whitepapers/iot-security/whitepaper-security-data-at-rest.pdf</nowiki>)

'''How to Solve the 6 Top Security Challenges of Embedded IoT Design''' (<nowiki>https://www.renesas.com/doc/whitepapers/iot-security/iot-security-whitepaper.pdf</nowiki>)

'''Security for the Connected World''' (<nowiki>https://www.renesas.com/doc/whitepapers/iot-security/security-for-the-connected-world.pdf</nowiki>)

'''Secure Internet Communication for IoT Applications''' (<nowiki>https://www.renesas.com/doc/whitepapers/iot-security/secure-internet-communication-iot-applications.pdf</nowiki>)

ARM Cortex Mikrocontroller

2020-06-29T14:02:30Z

Steeefan: /* Hersteller */

Die Firma [[ARM]] stellt selbst keine Prozessoren/Controller her, sondern entwickelt nur sogenannte "IP-Cores", die von Herstellern wie Atmel, Infineon, ST, NXP, TI und vielen anderen lizenziert werden. Diese Hersteller ergänzen den Core um Speicher und Peripherie. Der Vorteil dieses Modells ist, dass dadurch sehr viele Prozessoren mit unterschiedlichster Ausstattung verfügbar sind, die alle mit dem selben Befehlssatz (und damit dem selben Compiler) programmierbar sind.

Allen ARM-Cores gemeinsam ist die 32 Bit RISC-Architektur. Um Speicherplatz zu sparen hat ARM zusätzlich zum ARM-Befehlssatz (32bit-Instruktion) den Thumb-Befehlssatz entwickelt, der bis auf einige Ausnahmen alle Befehle in 16bit codiert[http://www.arm.com/files/pdf/ARM_Microcontroller_Code_Size_%28full%29.pdf]. Den Vorteil des gesparten Speichers erkauft sich das Instruction-Set allerdings durch eine etwas langsame Ausführungsgeschwindigkeit. Die Cortex-M Controller können ausschließlich Thumb-Instruktionen ausführen. Die Vorgänger der Cortex-Serie sind die ARM7-Mikrocontroller, die entweder nur den ARM-Befehlssatz kennen oder beide. Thumb-fähige Controller sind erkennbar am '''T''' in der Bezeichnung, z.B. ARM7'''T'''DMI.

Die ARM-Cortex-Mikrocontroller sind aufgrund der vergleichbar einfachen Beschaltung und niedrigem Stromverbrauch eine echte Alternative zu 8-Bit-Controllern wie dem [[AVR]], die auch noch eine höhere Leistungsfähigkeit besitzen.

'''In diesem Artikel geht es primär um die ARM Cortex-M Mikrocontroller, weniger um ARM [[Cortex-A]] Prozessoren, welche in Smartphones, [[Raspberry Pi]] u.ä. eingesetzt werden.'''

Es gibt folgende Varianten des Cortex-M Mikrocontroller-Kerns, aufgeführt vom energieeffizientesten zum leistungsfähigsten (Liste nicht unbedingt aktuell! Am besten immer die Herstellerseiten bemühen).

== Übersicht ==
ARM hat zur Zeit diese Cores im Programm:
{| class="wikitable"
|-
! style="width: 15% | Core !! Beschreibung
|-
| Cortex-M0 || Als günstigste und Energie-effizienteste Variante gibt es den Cortex-M0 Core mit deutlich kleinerem Befehlssatz als z.B. Cortex-M3. Dieser ist der kleinster Prozessor der Serie und tritt in Konkurrenz zu 8-Bit-Controllern
|-
| Cortex-M0+ || Der M0+ ist die optimierte Variante des Cortex-M0 und vollständig kompatibel zu diesem, erweitert ihn aber zum Beispiel mit einem Single-Cycle-I/O-Port und optionalen Features des Cortex-M3, z.B. einer [[MPU]]
|-
| Cortex-M23 || Dieser Core ist der zuletzt erschienene mit ARMv8-M-Befehlssatz und der Trustzone-Erweiterung (z.B. für IoT) und ist vergleichbar mit dem Cortex-M3
|-
| Cortex-M3 || Der erste Cortex-Mikrocontroller und der Allrounder unter den Cortex-Ms. Die Leistung ist etwa mit der seiner Vorgänger, den ARM7TDMI, vergleichbar
|-
| Cortex-M33 || Der Controller ist Vergleichbar mit dem Cortex-M4, hat allerdings den neueren ARMv8-M-Befehlssatz und die Trustzone-Erweiterung (z.B. für IoT) und ist vergleichbar mit dem Cortex-M4
|-
| Cortex-M4 || Ein hochperformanter Cortex-M3 mit [[DSP]]-Erweiterungen und einer optionalen single-precision [[FPU]]
|-
| Cortex-M7 || Der leistungsfähigste Controller der Serie, der viele Features besitzt, die früher nur Anwendungs-Prozessoren hatten, unter anderem eine double-precision-[[FPU]], Instruktions- und Daten-Caches und einer 6-stufigen Pipeline mit Sprung-Vorhersage
|-
|}
Die Liste ist nach Leistungsfähigkeit sortiert. Programme sind binär-kompatibel zu "größeren" Cores, ein für einen Cortex-M0 kompiliertes Programm kann also auch von einem Cortex-M7 ausgeführt werden.

== Hersteller ==

=== ARM Cortex M0 ===
* [http://www.st.com/en/microcontrollers/stm32f0-series.html STM32F0] von [http://www.st.com STMicro], siehe [[STM32|STM32 hier im Wiki]]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc1100-cortex-m0-plus-m0 LCP1100] und [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc1200-cortex-m0 LPC1200] von [http://www.nxp.com NXP], siehe [[LPC-Mikrocontroller|LPC-Mikrocontroller hier im Wiki]]. Für diese Controller gibt es bereits eine [[Codebase für LPC1xxx|Codebase hier im Wiki]].
* [http://www.infineon.com/XMC1000 XMC1000] von [http://www.infineon.com Infineon], siehe [[XMCxxxx|XMCxxxx hier im Wiki]]
* [http://www.nuvoton.com/NuvotonMOSS/Community/ProductInfo.aspx?tp_GUID=5dbf7d7a-b6df-4fe1-91c9-063449500ce7 NuMicro-Controller] von Nuvoton (ex Winbond), laut Datenblatt mit 2.5-5.5V Betriebsspannung!
* [http://www.cypress.com/PSOC4 PSOC4 Familie] von [http://www.cypress.com Cypress]

=== ARM Cortex M0+ ===
* [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-zero-gecko/pages/efm32-zero-gecko.aspx EFM32 Zero Gecko] und [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-happy-gecko/pages/efm32-happy-gecko.aspx EFM32 Happy Gecko] von [http://www.silabs.com Silicon Labs], siehe [[EFM32|EFM32 hier im Wiki]]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc800-series-cortex-m0-plus-mcus LPC800] von [http://www.nxp.com NXP]. Für diese Controller gibt es bereits eine [[Codebase für LPC1xxx|Codebase hier im Wiki]].
* [http://www.freescale.com/webapp/sps/site/taxonomy.jsp?code=KINETIS_L_SERIES Kinetis L-Serie] und [http://www.freescale.com/webapp/sps/site/taxonomy.jsp?code=KINETIS_M_SERIES Kinetis M-Serie] von [http://www.freescale.com/ Freescale]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/kinetis-cortex-m-mcus/e-series-5v-robust-m0-plus-m4:KINETIS_E_SERIES Kinetis E-Serie] (5V Versorgungsspannung) von [http://www.nxp.com/ NXP (Freescale)]
* [http://www.fujitsu-fm-family.com/products/fm0.html angekündigte FM0+ Familie] von [http://www.fujitsu.com/emea/services/microelectronics Fujitsu]
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1817?icmp=ss1817_pron_pr_feb2014 angekündigte M0+ Familie] von [http://st.com STMicroelectronics]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-C.aspx SAM C Familie] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel] (5V Versorgungsspannung, nicht nur 5V-tolerant)
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-D.aspx SAM D Familie] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.cypress.com/PSOC4 PSOC4 Familie] von [http://www.cypress.com Cypress]

=== ARM Cortex M23 ===
* [https://www.renesas.com/eu/en/products/microcontrollers-microprocessors/ra.html RA2A1] von [https://www.renesas.com Renesas], siehe Renesas Advanced [https://www.mikrocontroller.net/articles/Renesas_ra hier im Wiki]

=== ARM Cortex M3 ===
* [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-tiny-gecko/pages/efm32-tiny-gecko.aspx EFM32 Tiny Gecko], [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-gecko/pages/efm32-gecko.aspx EFM32 Gecko], [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-leopard-gecko/pages/efm32-leopard-gecko.aspx EFM32 Leopard Gecko] sowie [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-giant-gecko/pages/efm32-giant-gecko.aspx EFM32 Giant Gecko] von [http://www.silabs.com Silicon Labs] , siehe [[EFM32|EFM32 hier im Wiki]]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus:LPC-ARM-CORTEX-M-MCUS LPC13xx/LPC15xx/LPC17xx/LPC18xx] von NXP oder die inzwischen schon sehr ausführliche, siehe [[LPC1xxx|LPC1xxx hier im Wiki]]. Für diese Controller gibt es bereits eine [[Codebase für LPC1xxx|Codebase]].
* [http://www.ti.com/lsds/ti/microcontroller/tiva_arm_cortex/c_series/tm4c_arm_cortex-m4/overview.page TIVA] von [http://www.ti.com Texas Instruments] (vormals Stellaris, vormals Luminary Micro)
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/default.aspx SAM3N, SAM3S,SAM3U, SAM3A und SAM3X Serien] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.st.com/internet/mcu/family/141.jsp STM32] Baureihen [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1169.jsp F1]/[http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1520.jsp F2]/[http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1376.jsp L1]/[http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1377.jsp W] von STMicroelectronics , siehe [[STM32|STM32 hier im Wiki]]
* [http://www.toshiba-components.com/microcontroller/TMPM330.html TMPM330] von Toshiba
* [http://www.spansion.com/Products/microcontrollers/32-bit-ARM-Core/fm3/Pages/FM3-family.aspx FM3] von [http://www.spansion.com Spansion] (vormals Fujitsu)
* [http://www.holtek.com.tw/english/products/32bit_flashmcu.htm HT32] von Holtek Semiconductor
* [http://www.cypress.com/PSOC5 PSOC5] von Cypress

=== ARM Cortex M4 ===
* [https://www.renesas.com/eu/en/products/microcontrollers-microprocessors/ra.html RA] von [https://www.renesas.com Renesas], siehe Renesas Advanced [https://www.mikrocontroller.net/articles/Renesas_ra hier im Wiki]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/kinetis-cortex-m-mcus:KINETIS Kinetis Series] von Freescale (jetzt NXP)
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc-cortex-m4/lpc4300-cortex-m4-m0:MC_1403790133078 LPC43xx] von [http://www.nxp.com/ NXP] (Dual Core: M4F + bis zu 2 Cortex-M0)
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc-cortex-m4/lpc54000-low-power-cortex-m4:MC_1414576688124 LPC54xxx] von [http://www.nxp.com/ NXP] (Dual Core: M4F + bis zu einem Cortex-M0+)
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc-cortex-m4/lpc4000-cortex-m4:MC_1403790399405 LPC4xxx] von [http://www.nxp.com/ NXP]
* [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-wonder-gecko/pages/efm32-wonder-gecko.aspx EFM32-Wonder Gecko] von [http://www.silabs.com Silicon Labs], siehe [[EFM32|EFM32 hier im Wiki]]
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1605.jsp STM32F3] von [http://www.st.com STMicro], siehe [[STM32|STM32 hier im Wiki]]
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* [http://www.ti.com/lsds/ti/microcontroller/tiva_arm_cortex/c_series/tm4c_arm_cortex-m4/overview.page Tiva C Series, TM4C] von [http://www.ti.com Texas Instruments]. Früher nannte Texas Instruments diese Controller ''Stellaris LM4F Series''. 2013 begann TI mit einer große Umbenennung, bei der sogar neue Typenbezeichnung vergeben wurden. So wurde zum Beispiel aus dem LM4F230H5QR der TM4C123GH6PM. Gleichzeitig begann TI die Bezeichnung ''Stellaris'' aus Datenblättern, Software-Bibliotheken und Ähnlichem zu entfernen und durch ''Tiva'' zu ersetzen. Siehe auch [http://www.ti.com/lit/an/spma050a/spma050a.pdf].
* [http://www.infineon.com/XMC4000 XMC4000] von [http://www.infineon.com Infineon], siehe [[XMCxxxx|XMCxxxx hier im Wiki]], [[XMC4500|Artikel zum XMC4500]]
* [http://www.spansion.com/Products/microcontrollers/32-bit-ARM-Core/fm4/Pages/default.aspx FM4] von [http://www.spansion.com Spansion] (vormals Fujitsu)
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/sam4l.aspx SAML], [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/sam4e.aspx SAME], [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/sam4n.aspx SAMN] und [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/sam4s.aspx SAMS] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]

=== ARM Cortex M7 ===
Die neueste Variante der Cortex M-Reihe ist der M7, bei dem gegenüber dem M4 zahlreiche Features hinzukommen die die Brücke zu Anwendungsprozessoren schlagen: eine double precision-FPU, Code- und Daten-Cache, eine 6-stufige Pipeline mit Sprungvorhersage, und unterm Strich eine deutlich höhere Rechenleistung. Controller basierend auf dem Cortex M7 sind u.a. von Atmel, NXP und ST erhältlich.

* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-E.aspx SAME] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-S.aspx SAMS] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-V.aspx SAMV] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/sam7s_se.aspx SAM7S/SE] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/sam7x_xc.aspx SAM7X/XC] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/SC1169/SS1858 Produktseite der STM32F7-Serie von ST]

=== ARM7TDMI ===
Der Vorgänger der Cortex-M-Cores ist der '''ARM7'''TDMI. Controllerfamilien dieser Klasse sind immer noch weit verbreitet:
* [[LPC2000]] von NXP
* [[AT91SAM]] von Atmel
* [[ADuC7xxx]] von Analog Devices
* [http://focus.ti.com/mcu/docs/mcuprodoverview.tsp?sectionId=95&tabId=203&familyId=454 Texas Instruments TMS470]
* S3C24x0 [http://www.samsung.com/global/business/semiconductor/productInfo.do?fmly_id=229&partnum=S3C2410] von SAMSUNG
* STR7xx von ST Microelectronics [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-str7.html]
* und viele weitere

Mehr Informationen zur ARM-Architektur finden sich in der [http://de.wikipedia.org/wiki/ARM-Architektur Wikipedia], weiterführende Links in der [[Linksammlung#ARM|Linksammlung]].

== Compiler & Software ==
=== [[ARM_GCC|GCC]] ===
Einer der beliebtesten Compiler für ARM-Prozessoren ist der GCC. Er kann sowohl ARM- als auch Thumb-Code erzeugen. Mehr dazu unter [[ARM GCC]].

=== C/C++ IDEs ===
Kostenlose Entwicklungsumgebungen (überwiegend GCC-basiert):
* [http://www.coocox.org/software.html CooCox IDE] (Eclipse basierend)
* [https://gnuarmeclipse.github.io GNU ARM Eclipse] (Eclipse Plugin)
* [http://www.emblocks.org/web/ EmBlocks IDE] (Basiert auf Code::Blocks)
** Compiler: GNU ARM-GCC (in der Installation enthalten), RealView und IAR
** Hardware: STlink (mit "Live data"), openOCD, Jlink.
** Project Import: CoIDE, uVision, Atmel studio, MplabX, Mplab 8
** OS aware debugging
***FreeRTOS
***ChibiOS/RT
** Unterstützt sehr viele Controller(-Hersteller):
***Atmel-ARM
***NXP-ARM
***STMicro-ARM
***EnergyMicro-ARM
**Keine Beschränkungen
**Hier gehts zum ''[http://www.emblocks.org/web/downloads-main Download]'''
* [http://www.emide.org/ emIDE] Windows, komplette Visual Studio artige Entwicklungsumgebung (basierend auf Code::Blocks) mit GCC und Debugger (Unterstützung für Adapter von Segger) 
* [https://mbed.org mbed]: eine kostenlose Online-Entwicklungsumgebung basierend auf dem ARM Realview-Compiler, mit einer umfangreichen C++-Bibliothek für die Controllerfunktionen, integrierter Versionsverwaltung, und vielen Beispielprogrammen. Projekte lassen sich für Keil/IAR/GCC exportieren und offline weiterbearbeiten; die Bibliotheksfunktionen sind Open Source und auch kommerziell einsetzbar.
* [http://www.isystem.com/products/software/winidea-open winIDEAOpen]Die Fa. iSystem stellt mit der winIDEAOpen nun eine kostenlose Entwicklungsumgebung für alle Cortex-M Bauteile zur Verfügung. Als Compiler wird der GNU GCC verwendet und auch gleich mitinstalliert. Die IDE ist recht intuitiv und mit einer umfangreichen Hilfe ausgestattet. Das Ganze funktioniert mit dem GCC ohne Codesize Limit und auch ein Testwerkzeug (testIDEA) ist mit integriert. Hardwareseitig werden neben dem iSystem iTag50 [http://www.isystem.com/products/hardware/cortex-debugger/itag] auch die Segger J-Link Debug Probes sowie der ST-Link von ST unterstützt. Auf der Webseite von iSystem sind auch einige schöne Beispielprojekte für diverse Boards zu finden [http://www.isystem.com/download/winideaopen]. Demnächst soll noch die Unterstützung für die ARM und IAR Compiler hinzuzkommen. Hier gehts zum ''[http://www.isystem.com/download/winideaopen Download]'''
* '''Infineon''' bietet für seine '''XMC''' Prozessorfamilien auch eine kostenlose, professionell gepflegte C/C++ Entwicklungsumgebung an, ohne Einschränkungen auf bestimmte Typen oder Speichergrößen - alle erhältlichen XMC 1000er und 4000er Prozessoren werden unterstützt. Wenn man sich dazu noch eines der günstigen XMC Evaluierungsboards besorgt (XMC 1100 Bootkit, XMC 4500 Relax (lite) Kit o.ä.), hat man ein erstes Entwicklungssystem inklusive wiederverwendbaren HW-Debugger zur Verfügung. Die Entwicklungsumgebung basiert auf Eclipse, besitzt aber zahlreiche Erweiterungen samt Codegenerierung (sogenannte Apps), die gerade am Anfang viele Dinge abnehmen kann, da man die Peripherals damit einfach grafisch konfigurieren kann. Das ist bei Prozessoren, dessen User Manual einige hundert Seiten ausmacht (oder auch für Umsteiger von 8bitter oder anderen 32bittern), nicht unwichtig. Der generierte Code ist template-basiert, gut lesbar und kann später - wenn man mehr Erfahrung hat, für eigene Entwicklungen weiter nutzen und optimieren. Damit verliert man dann allerdings die Möglichkeit, Updates der generierten Codes aus den Apps zu bekommen, die Infineon ebenfalls kostenfrei zur Verfügung stellt. Die Software nennt sich ''Digital Application Virtual Engineer'' ([http://www.infineon.com/dave DAVE]) und kann nach Registrierung kostenlos für Windows heruntergeladen werden. Innerhalb von Dave kann man dann Apps und viele Beispiele (ohne weitere Anmeldung und Kosten) komplett oder selektiv (für bestimmte Prozessoren) herunterladen. Die aktuell stabile Version ist v3. Es ist eine neue DAVE Umgebung v4 in Arbeit, eine Betaversion kann heruntergeladen werden. Diese neue v4 Variante wird auch ein separates SDK besitzen, um Apps für Dave selbst schreiben zu können (z.B. Bauteilhersteller, die die Anbindung an den XMC für Kunden vereinfachen wollen). Einsteiger sollten aber mit v3 beginnen, um nicht über Bugs der Beta v4 zu stolpern (siehe auch im [http://www.infineonforums.com/forums/8-XMC-Forum XMC-Forum]).
* '''NXP''' bietet für seine '''LPC''' Prozessorfamilien eine kostenlose C/C++ Entwicklungsumgebung an. Die auf Eclipse basierende Entwicklungsumgebung ([http://www.lpcware.com/lpcxpresso LPCXpresso]) ist nach der Installation bis 8kB freigeschaltet und nach einer einfachen und kostenlosen Registrierung für 256kB. [http://www.lpcware.com/lpcxpresso LPCXpresso] steht für Windows, Linux und Mac zur Verfügung.
* '''ST''' bietet für seine '''STM32''' Prozessorfamilie eine kostenlose C/C++ Entwicklungsumgebung an. Die auf Eclipse basierende Entwicklungsumgebung kann nach Registrierung auf der Homepage heruntergeladen werden. [http://www.openstm32.org/]

Kommerzielle Entwicklungsumgebungen (zum Teil kostenlos mit Einschränkungen) für ARM-basierte Mikrocontroller sind z. B.:
* [http://timor.atollic.com/truestudio/ Atollic TrueStudio] (Windows), Eclipse-basierend inkl. Compiler und Linker für fast alle ARMs, jetzt auch kostenlos mit vielen Beispielen und ohne Codesize-Limitierung, dafür mit anderen Einschränkungen
* [http://www.cosmicsoftware.com/download_cortex_64k.php Cosmic Software] (Windows), bis 64kB kostenlos
* [http://rowley.co.uk/arm/index.htm Crossworks ARM] (inkl. Toolchains basierend auf GCC und Clang, für Windows, Mac OS und Linux)
* [http://www.iar.com/ewarm/ IAR Embedded Workbench for ARM] (Windows)
* [http://www.keil.com/arm/ MDK-ARM von Keil/ARM] (Windows), Lite-Version bis 32kB kostenlos,
* [http://www2.keil.com/stmicroelectronics-stm32/mdk MDK-STM32 von KEIL] Speziell für STM32x0 kostenlos ohne Beschränkung
* [http://www.sisy.de/ SiSy MC++] (Windows), Demo-Version, keine Code-Begrenzung

=== Compiler für sonstige Programmiersprachen ===
* Basic: http://www.mikroe.com/mikrobasic/arm/
* Pascal: http://www.mikroe.com/mikropascal/arm/
* Rust: https://rust-embedded.github.io/book/

=== Interpreter ===
* Forth: https://github.com/ekoeppen/CoreForth
* JavaScript: http://www.espruino.com/
* Lua: http://www.eluaproject.net/
* Python: http://micropython.org/

=== ARM/XSCALE/CORTEX Instruction Set Simulator ===
Die Firma Lauterbach bietet unter der Artikelnummer LA-8809 einen Instruction Set Simulator für ARM Cores an. Die Demoversion ist zur Evaluierung kostenlos. Einschränkungen bestehen in der Anzahl der zu ladenden Debugsymbole. Der Simulator unterstützt alle gängigen ARM Derivate und lädt alle üblichen Debugformate, wie die des RealView, IAR und TI Compilers, oder der freien GCC Tools. Zum Simulator gibt es entsprechende zugehörige Debugtools, die allerdings käuflich zu erwerben sind.

* [http://www.lauterbach.com/frames.html?dwnload.html Download ARM/XSCALE/CORTEX Simulator]

== Debug- und Programmierschnittstellen (JTAG/SWD) ==

Alle ARM-basierten Prozessoren verwenden ein einheitliches [[JTAG]]-Interface, über das Debugging und Speicherzugriff erfolgen kann. Nicht standardisiert sind allerdings die Verfahren zum Beschreiben des Flash-ROMs. Deshalb muss man beachten, ob die verwendete JTAG-Software Programmierroutinen für den jeweiligen Controller besitzt.

SWD (Serial Wire Debug) ist eine neue mit den Cortex-Mikrocontrollern eingeführte Debug- und Programmierschnittstelle, die weniger Pins benötigt als JTAG. Hier wird Debug-Bandbreite bzw. Speed gegen mehr verfügbare Pins für in-circuit Debugging "getauscht". Die meisten Controller der Cortex-M0 & M3 Serie können sowohl mittels JTAG als auch mittels SWD programmiert werden, es gibt allerdings auch Exemplare (z.B. [[EFM32]] von [https://www.silabs.com Silicon Labs], XMC1100 von [http://www.infineon.com/xmc Infineon]) welche nur SWD unterstützen.

Eine Übersicht über die empfohlenen Steckerbelegungen für JTAG und SWD gibt ein [http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.faqs/attached/13634/cortex_debug_connectors.pdf Dokument von ARM].

Darüber hinaus gibt es noch herstellerspezifische Schnittstellen wie SPD (Single Pin Debug) von Infineon, oder vorinstallierte serielle Bootloader, z.B. beim [[STM32]] oder auch bei den [[Infineon XMC]], die dann z.B. über ein eigenes [http://www.infineon.com/cms/de/product/microcontroller/development-tools-software-and-kits/c166/xc166-development-tools-software-and-kits/software-downloads/channel.html?channel=ff80808112ab681d0112ab6b50fe07c9 Tool] ohne weitere Hardware - abgesehen von einem handelsüblichen seriellen Schnittstellenadapter - programmiert werden können.

Viele Entwicklungsboards enthalten auch einen On-Board-Debugadapter zum direkten Anschluss an USB, so dass kein externer SWD- oder JTAG-Adapter notwendig ist. Manche erlauben auch, diesen Adapter abzubrechen und für eigene Entwicklungen weiterzuverwenden, somit ist nach dem Kauf eines Eval-Kits nicht nötig, einen weiteren Adapter später nachzukaufen.

=== Günstige Beispiele zum Einstieg ===
Früher bildeten einfache JTAG-Adapter für den Parallelport die einfachste Variante für den Einstieg. Diese waren kompatibel zum "Wiggler", und man konnte sie auch einfach selbst bauen. Als Software kommt [http://openocd.berlios.de/ OpenOCD] (zusammen mit [[GDB]]) oder [http://rowley.co.uk Crossworks ARM] zum Einsatz.
Mit dem Verschwinden des Parallelports an üblichen Computern hat die Attraktivität dieser Variante deutlich abgenommen.

Für USB gibt es ebenfalls OpenOCD-kompatible JTAG-Adapter, beispielsweise basierend auf den FTDI-Chips und deren eingebauten Möglichkeiten, effizient "Bitbang"-Protokolle zu implementieren (MPSSE - Multiprotocol Synchronous Serial Engine). Weiterhin kann OpenOCD auch die meisten anderen hier genannten Programmiergeräte ansteuern.

Von NXP sind preiswerte Entwicklungskits (ca. 25€ für Evaluation-Board incl. USB-JTAG-/-SWD-Programer und Debugger) erhältlich z.B. '''[http://www.watterott.com/index.php?page=search&keywords=LPCXpresso&cat=&mnf=&x=0&y=0 Watterott]'''. Siehe dazu auch die Dokumentation von NXP zu den '''[http://www.nxp.com/documents/leaflet/75016842.pdf LPCXpresso-Entwicklungskits]''' (PDF), oder diese '''[http://www.mikrocontroller.net/wikisoftware/index.php?title=LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso Beschreibung]'''.

Von ST gibt es günstige MBED/Arduino kompatible Nucleo Entwicklungskits (ca. 12€) z.B. '''[http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/LN1847/PF260320?s_searchtype=partnumber]'''. Der integrierte ST-Link Debugger kann mittels SWD und OpenOCD als Software auch andere Chip programmieren. Die etwas teuereren Discoveryboards, z.B. '''[http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/LN1848/PF260946?s_searchtype=partnumber]''', haben mehr externe Bauteile on-board, während die Nucleo Board über Shields erweiterbar sind. Nur bei Nucleo Boards ist eine UART Schnittstelle als Standard über USB zu erreichen, bei Discovery Boards mit ST-Link V2-1 müssen Lötbrücken gesetzt werden.

Auch Infineon bietet Arduino-kompatible Boards+Shields mit dem XMC1100 Prozessor und angeflanschtem Debugger an (ab ca. 16€). Weiters gibt es günstige XMC4500 Kits, die auch Ethernet, SPI-Flash und SDCard-Slot Optionen bieten. Am unteren Ende gibt es ein XMC1100 Kit samt Debugger ab ca. 5€, dieses Board für den Schlüsselbund sozusagen nennt sich treffend "XMC 2 Go". Die Preise können je nach Distributor stark variieren.
Siehe auch hier '''[http://www.infineon.com/cms/de/product/microcontroller/32-bit-industrial-microcontroller-based-on-arm-registered-cortex-registered-m/xmc-development-tools-kits-and-boards/channel.html?channel=db3a30433580b3710135a07902883872 XMC-Starter-Kits]'''.
Des weiteren werden auch schon Kits in Verbindung mit Sensoren zum Evaluieren angeboten, wie das "3D 2 Go" Board mit einem XMC1100 Prozessor und dem neuen 3D-Magnetfeldsensor von Infineon, um ein Beispiel zu nennen: '''[http://www.infineon.com/cms/en/product/sensor-ics/magnetic-sensors/3d-magnetic-sensor/channel.html?channel=5546d4624c9e0f0e014c9e105a8a001c 3D-Sensorkit]'''.

Von Silicon Labs gibt es [https://www.silabs.com/products/mcu/Pages/32-bit-microcontroller-tools.aspx Starter Kits] mit integriertem J-Link (Debugger) ab ca. 25 € z.B. das [https://www.silabs.com/products/mcu/lowpower/Pages/efm32tg-stk3300.aspx EFM32 Tiny Gecko Starter Kit] bei [http://www.mouser.de/ProductDetail/Silicon-Laboratories/EFM32TG-STK3300/?qs=%2fha2pyFadujBGJvO8YBq9JikBLXQGi%2fjwmF17imXuts5383tWpQKFA%3d%3d Mouser]

Der [http://www.segger.com/cms/jlink.html J-Link]-"Emulator" von Segger wird von vielen Softwarepaketen unterstützt und ist für den "nicht-kommerziellen" Einsatz von Studenten, Funkamateuren und Hobby-Bastler für ca. €50.- erhältlich (J-Link-Edu). Sein Umfang ist auf das Flashen des Speichers und das Debuggen beschränkt. Bonus: Neben den im Prozessor limitiert vorhandenen Hardware-Breakpoints (Anzahl ist MCU abhängig) sind zusätzliche Flash-Breakpoints möglich (müssen aber von der verwendeten Debug-IDE unterstüzt werden). Die sehr gut geplegte Debugger-Software unterstützt nahezu alle ARM Prozessoren. Die Trace-Option wie sie bei der PRO-Variante zur Verfügung steht, ist nicht vorhanden. Für den Preis bekommt man jedoch ein ausgewachsenes Werkzeug mit breiter Unterstützung und der Möglichkeit sowohl SWD als auch JTAG in einem Gerät vereint zu haben. Wenn man aber plant, ein oben genanntes Kit von ST, NXP, Infineon oder ähnlich zu kaufen kann man für ähnliche Kosten auch gleich ein CPU-Board dazubekommen - daher ist es sinnvoll, sich die Dokumentationen der Evalkits voher genau durchzusehen.

Der ULINK2 von Keil/ARM ist ebenfalls ein wirklich gutes Gerät. Leider ist er nicht ganz so günstig und seine Zusammenarbeit beschränkt sich auf die Arm/Keil IDE µVision. Er benötigt jedoch keine speziellen USB-Treiber sondern nutzt geschickt die Funktionalität der HID-Treiber des Betriebssystems. Das macht ihn sofort auf jedem Windows-Betriebssystem einsatzbereit.

Als Alternative zum Beschreiben des Flashs über JTAG ist oft ein serieller [[Bootloader]] im Controller enthalten. Bei ST werden sie über einen speziellen Pin der MPU aktiviert und sind dank Kompression und das intelligente Entfernen redundanter Information bei der Übertragung genauso schnell wie JTAG-/SWD-Adapter.

== CMSIS - ARM Cortex Software Libraries ==
Der ARM Cortex Microcontroller Software Interface Standard (CMSIS) ist ein herstellerunabhängiger Hardware Abstraction Layer für die Cortex-M-Prozessor -Serie. Dieser ermöglicht konsistente und einfache Software-Schnittstellen für den Prozessor und die Peripherie, und vereinfacht damit die Software-Wiederverwendung.

CMSIS besteht aus folgenden Komponenten:

* CMSIS-CORE: Bietet eine Schnittstelle zum Cortex-M0, Cortex-M3, Cortex-M4, SC000 und SC300-Prozessorkern und Peripherie-Registern.
* CMSIS-DSP: DSP-Bibliothek mit über 60 Funktionen in Festkomma-(fractional q7, q15, q31) und single precision floating-point (32-bit)-Implementierung
* CMSIS-RTOS API: Standardisierte Programmierschnittstelle für Echtzeit-Betriebssysteme für Thread-Steuerung, Ressourcen-und Zeitmanagement. Implementierungen gibt es z.B. von Keil ([http://www.keil.com/pack/doc/cmsis_rtx/index.html RTX])
* CMSIS-SVD: System View Beschreibung - XML-Dateien, die die Programmiereransicht des kompletten Mikrocontroller-Systems einschließlich Peripheriegeräte enthalten

Der Standard ist für Cortex-M-Mikrocontroller skalierbar: Von der kleinsten 4 KB MCU bis zu MCUs mit anspruchsvoller Kommunikations-Peripherie wie Ethernet oder USB. Die "Core Peripheral Funktionen" benötigt beispielsweise weniger als 1 KB-Code und weniger als 10 Bytes RAM.

Beispiele:
* Software Beispiele von [http://www.energymicro.com/downloads/application-notes Energy Micro] basierend auf CMSIS

Mehr Informationen auf der [http://www.arm.com/products/processors/cortex-m/cortex-microcontroller-software-interface-standard.php ARM CMSIS Webseite].

== Siehe auch ==
* [[Linksammlung#ARM|Linksammlung (Abschnitt ARM)]]
* [[LPC1xxx]]
* [[LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso]]
* [[Installationsanleitung_C-Entwicklungsumgebung_f%C3%BCr_LPC1xxx_von_Code_Red]]
* [[Codebase_f%C3%BCr_LPC1xxx]]
* [[ARM-elf-GCC-Tutorial]]
* [[AVR32]]
* [[Blackfin]]
* [[AT91SAM9260]]
* [[STM32]]
* [[JTAG]]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/EFM32 EFM32]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32_-_Einstieg_mit_Em::Blocks STM32 - Einstieg mit Em::Blocks Tutorial]

== Weblinks ==
* [http://www.mySTM32.de Online Tutorial für den STM32]
* [http://www.myXMC.de Online Tutorial für den XMC von Infineon]
* [http://www.myUGL.de Online Tutorial für freie Grafikbibliothek, STM32, STM32F429, TFT, Touch]
* [http://embdev.net/forum/arm-gcc ARM-GCC Forum] im englischsprachigen "Ableger" von mikrocontroller.net embdev.net u.a. für WinARM, Yagarto, CS Codebench
* [http://www.arm.com/products/processors/cortex-m/index.php Cortex-M Produktseite von ARM]
* [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp Infocenter von ARM Ltd.]
* [http://www.open-research.org.uk/ARMuC/ ARMuC ARM microcontroller Wiki]
* [http://chaosradio.ccc.de/cre151.html Chaosradio Express - Die ARM-Architektur]

== Literatur ==
* ARM Systems Developer's Guide (2004) ISBN 1558608745 [http://books.google.de/books?id=HKKUkDQE17QC&output=html Im Buch blättern] [http://booksite.elsevier.com/9781558608740/ Programmbeispiele aus dem Buch, u.a. FFT, FIR/IIR-Filter, Division, Wurzel]
* ARM Assembly Language - an Introduction (2007) ISBN 1847536964 [http://books.google.de/books?id=8KJX5R8mMvsC&output=html Im Buch blättern] [http://www.lulu.com/content/1172076 Verlagsseite "Book on demand"]
* ARM Rechnerarchitekturen für System-on-Chip-Design (2002) ISBN 3826608542
* Co-Verification of Hardware and Software for Arm Soc Design (2004) ISBN 0750677309
* ARM System-on-Chip Architecture (2000) ISBN 0201675196 [http://books.google.de/books?id=J_Fu_YTVD9gC&printsec=frontcover&output=html&source=gbs_summary_r&cad=0 Im Buch blättern]
* ARM Architecture Reference Manual ISBN 0201737191 [http://books.google.de/books?id=O5G-6WX1xWsC&printsec=frontcover&output=html&source=gbs_summary_r&cad=0 Im Buch blättern]
* Messen, Steuern und Regeln mit ARM-Mikrocontrollern ISBN 3772340172 [http://books.google.de/books?id=TKs4kN-zNYQC&output=html im Buch blättern]
* Programming Arm Microcontrollers: Using C and the Lpc2100 Family (2005? /ab 1. Dezember 2008) ISBN 0321263359
* Arm Assembly: Fundamentals and Techniques (ab 1. März 2009) ISBN 1439806101
* Reliable Embedded Systems: Using 8051 and ARM Microcontrollers (2007) ISBN 0321252918 600 Seiten mit CD [http://vig.pearsoned.co.uk/catalog/academic/product/0,1144,0321252918-TOC,00.html Inhaltsverzeichnis]
* C und C++ für Embedded Systems (u.a. ARM Cortex-M3) mitp-Verlag 2008 ISBN 382665949X
* The Definitive Guide to the Arm Cortex-M0 (Joseph Yiu) Newnes Verlag ISBN 0123854776
* The Definitive Guide to the Arm Cortex-M3 (Joseph Yiu) Newnes Verlag ISBN 185617963X

[[Category:ARM| ]]

ARM Cortex Mikrocontroller

2020-06-29T14:01:38Z

Steeefan: /* Hersteller */

Die Firma [[ARM]] stellt selbst keine Prozessoren/Controller her, sondern entwickelt nur sogenannte "IP-Cores", die von Herstellern wie Atmel, Infineon, ST, NXP, TI und vielen anderen lizenziert werden. Diese Hersteller ergänzen den Core um Speicher und Peripherie. Der Vorteil dieses Modells ist, dass dadurch sehr viele Prozessoren mit unterschiedlichster Ausstattung verfügbar sind, die alle mit dem selben Befehlssatz (und damit dem selben Compiler) programmierbar sind.

Allen ARM-Cores gemeinsam ist die 32 Bit RISC-Architektur. Um Speicherplatz zu sparen hat ARM zusätzlich zum ARM-Befehlssatz (32bit-Instruktion) den Thumb-Befehlssatz entwickelt, der bis auf einige Ausnahmen alle Befehle in 16bit codiert[http://www.arm.com/files/pdf/ARM_Microcontroller_Code_Size_%28full%29.pdf]. Den Vorteil des gesparten Speichers erkauft sich das Instruction-Set allerdings durch eine etwas langsame Ausführungsgeschwindigkeit. Die Cortex-M Controller können ausschließlich Thumb-Instruktionen ausführen. Die Vorgänger der Cortex-Serie sind die ARM7-Mikrocontroller, die entweder nur den ARM-Befehlssatz kennen oder beide. Thumb-fähige Controller sind erkennbar am '''T''' in der Bezeichnung, z.B. ARM7'''T'''DMI.

Die ARM-Cortex-Mikrocontroller sind aufgrund der vergleichbar einfachen Beschaltung und niedrigem Stromverbrauch eine echte Alternative zu 8-Bit-Controllern wie dem [[AVR]], die auch noch eine höhere Leistungsfähigkeit besitzen.

'''In diesem Artikel geht es primär um die ARM Cortex-M Mikrocontroller, weniger um ARM [[Cortex-A]] Prozessoren, welche in Smartphones, [[Raspberry Pi]] u.ä. eingesetzt werden.'''

Es gibt folgende Varianten des Cortex-M Mikrocontroller-Kerns, aufgeführt vom energieeffizientesten zum leistungsfähigsten (Liste nicht unbedingt aktuell! Am besten immer die Herstellerseiten bemühen).

== Übersicht ==
ARM hat zur Zeit diese Cores im Programm:
{| class="wikitable"
|-
! style="width: 15% | Core !! Beschreibung
|-
| Cortex-M0 || Als günstigste und Energie-effizienteste Variante gibt es den Cortex-M0 Core mit deutlich kleinerem Befehlssatz als z.B. Cortex-M3. Dieser ist der kleinster Prozessor der Serie und tritt in Konkurrenz zu 8-Bit-Controllern
|-
| Cortex-M0+ || Der M0+ ist die optimierte Variante des Cortex-M0 und vollständig kompatibel zu diesem, erweitert ihn aber zum Beispiel mit einem Single-Cycle-I/O-Port und optionalen Features des Cortex-M3, z.B. einer [[MPU]]
|-
| Cortex-M23 || Dieser Core ist der zuletzt erschienene mit ARMv8-M-Befehlssatz und der Trustzone-Erweiterung (z.B. für IoT) und ist vergleichbar mit dem Cortex-M3
|-
| Cortex-M3 || Der erste Cortex-Mikrocontroller und der Allrounder unter den Cortex-Ms. Die Leistung ist etwa mit der seiner Vorgänger, den ARM7TDMI, vergleichbar
|-
| Cortex-M33 || Der Controller ist Vergleichbar mit dem Cortex-M4, hat allerdings den neueren ARMv8-M-Befehlssatz und die Trustzone-Erweiterung (z.B. für IoT) und ist vergleichbar mit dem Cortex-M4
|-
| Cortex-M4 || Ein hochperformanter Cortex-M3 mit [[DSP]]-Erweiterungen und einer optionalen single-precision [[FPU]]
|-
| Cortex-M7 || Der leistungsfähigste Controller der Serie, der viele Features besitzt, die früher nur Anwendungs-Prozessoren hatten, unter anderem eine double-precision-[[FPU]], Instruktions- und Daten-Caches und einer 6-stufigen Pipeline mit Sprung-Vorhersage
|-
|}
Die Liste ist nach Leistungsfähigkeit sortiert. Programme sind binär-kompatibel zu "größeren" Cores, ein für einen Cortex-M0 kompiliertes Programm kann also auch von einem Cortex-M7 ausgeführt werden.

== Hersteller ==
=== ARM Cortex M23 ===
* [https://www.renesas.com/eu/en/products/microcontrollers-microprocessors/ra.html RA2A1] von [https://www.renesas.com Renesas], siehe Renesas Advanced [https://www.mikrocontroller.net/articles/Renesas_ra hier im Wiki]
=== ARM Cortex M0 ===
* [http://www.st.com/en/microcontrollers/stm32f0-series.html STM32F0] von [http://www.st.com STMicro], siehe [[STM32|STM32 hier im Wiki]]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc1100-cortex-m0-plus-m0 LCP1100] und [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc1200-cortex-m0 LPC1200] von [http://www.nxp.com NXP], siehe [[LPC-Mikrocontroller|LPC-Mikrocontroller hier im Wiki]]. Für diese Controller gibt es bereits eine [[Codebase für LPC1xxx|Codebase hier im Wiki]].
* [http://www.infineon.com/XMC1000 XMC1000] von [http://www.infineon.com Infineon], siehe [[XMCxxxx|XMCxxxx hier im Wiki]]
* [http://www.nuvoton.com/NuvotonMOSS/Community/ProductInfo.aspx?tp_GUID=5dbf7d7a-b6df-4fe1-91c9-063449500ce7 NuMicro-Controller] von Nuvoton (ex Winbond), laut Datenblatt mit 2.5-5.5V Betriebsspannung!
* [http://www.cypress.com/PSOC4 PSOC4 Familie] von [http://www.cypress.com Cypress]

=== ARM Cortex M0+ ===
* [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-zero-gecko/pages/efm32-zero-gecko.aspx EFM32 Zero Gecko] und [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-happy-gecko/pages/efm32-happy-gecko.aspx EFM32 Happy Gecko] von [http://www.silabs.com Silicon Labs], siehe [[EFM32|EFM32 hier im Wiki]]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc800-series-cortex-m0-plus-mcus LPC800] von [http://www.nxp.com NXP]. Für diese Controller gibt es bereits eine [[Codebase für LPC1xxx|Codebase hier im Wiki]].
* [http://www.freescale.com/webapp/sps/site/taxonomy.jsp?code=KINETIS_L_SERIES Kinetis L-Serie] und [http://www.freescale.com/webapp/sps/site/taxonomy.jsp?code=KINETIS_M_SERIES Kinetis M-Serie] von [http://www.freescale.com/ Freescale]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/kinetis-cortex-m-mcus/e-series-5v-robust-m0-plus-m4:KINETIS_E_SERIES Kinetis E-Serie] (5V Versorgungsspannung) von [http://www.nxp.com/ NXP (Freescale)]
* [http://www.fujitsu-fm-family.com/products/fm0.html angekündigte FM0+ Familie] von [http://www.fujitsu.com/emea/services/microelectronics Fujitsu]
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1817?icmp=ss1817_pron_pr_feb2014 angekündigte M0+ Familie] von [http://st.com STMicroelectronics]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-C.aspx SAM C Familie] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel] (5V Versorgungsspannung, nicht nur 5V-tolerant)
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-D.aspx SAM D Familie] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.cypress.com/PSOC4 PSOC4 Familie] von [http://www.cypress.com Cypress]

=== ARM Cortex M3 ===
* [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-tiny-gecko/pages/efm32-tiny-gecko.aspx EFM32 Tiny Gecko], [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-gecko/pages/efm32-gecko.aspx EFM32 Gecko], [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-leopard-gecko/pages/efm32-leopard-gecko.aspx EFM32 Leopard Gecko] sowie [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-giant-gecko/pages/efm32-giant-gecko.aspx EFM32 Giant Gecko] von [http://www.silabs.com Silicon Labs] , siehe [[EFM32|EFM32 hier im Wiki]]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus:LPC-ARM-CORTEX-M-MCUS LPC13xx/LPC15xx/LPC17xx/LPC18xx] von NXP oder die inzwischen schon sehr ausführliche, siehe [[LPC1xxx|LPC1xxx hier im Wiki]]. Für diese Controller gibt es bereits eine [[Codebase für LPC1xxx|Codebase]].
* [http://www.ti.com/lsds/ti/microcontroller/tiva_arm_cortex/c_series/tm4c_arm_cortex-m4/overview.page TIVA] von [http://www.ti.com Texas Instruments] (vormals Stellaris, vormals Luminary Micro)
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/default.aspx SAM3N, SAM3S,SAM3U, SAM3A und SAM3X Serien] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.st.com/internet/mcu/family/141.jsp STM32] Baureihen [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1169.jsp F1]/[http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1520.jsp F2]/[http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1376.jsp L1]/[http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1377.jsp W] von STMicroelectronics , siehe [[STM32|STM32 hier im Wiki]]
* [http://www.toshiba-components.com/microcontroller/TMPM330.html TMPM330] von Toshiba
* [http://www.spansion.com/Products/microcontrollers/32-bit-ARM-Core/fm3/Pages/FM3-family.aspx FM3] von [http://www.spansion.com Spansion] (vormals Fujitsu)
* [http://www.holtek.com.tw/english/products/32bit_flashmcu.htm HT32] von Holtek Semiconductor
* [http://www.cypress.com/PSOC5 PSOC5] von Cypress

=== ARM Cortex M4 ===
* [https://www.renesas.com/eu/en/products/microcontrollers-microprocessors/ra.html RA] von [https://www.renesas.com Renesas], siehe Renesas Advanced [https://www.mikrocontroller.net/articles/Renesas_ra hier im Wiki]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/kinetis-cortex-m-mcus:KINETIS Kinetis Series] von Freescale (jetzt NXP)
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc-cortex-m4/lpc4300-cortex-m4-m0:MC_1403790133078 LPC43xx] von [http://www.nxp.com/ NXP] (Dual Core: M4F + bis zu 2 Cortex-M0)
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc-cortex-m4/lpc54000-low-power-cortex-m4:MC_1414576688124 LPC54xxx] von [http://www.nxp.com/ NXP] (Dual Core: M4F + bis zu einem Cortex-M0+)
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc-cortex-m4/lpc4000-cortex-m4:MC_1403790399405 LPC4xxx] von [http://www.nxp.com/ NXP]
* [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-wonder-gecko/pages/efm32-wonder-gecko.aspx EFM32-Wonder Gecko] von [http://www.silabs.com Silicon Labs], siehe [[EFM32|EFM32 hier im Wiki]]
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1605.jsp STM32F3] von [http://www.st.com STMicro], siehe [[STM32|STM32 hier im Wiki]]
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1521.jsp?WT.ac=p2_bn_jun12_stm32f4series STM32F4] von [http://www.st.com STMicro], siehe [[STM32|STM32 hier im Wiki]]
* [http://www.ti.com/lsds/ti/microcontroller/tiva_arm_cortex/c_series/tm4c_arm_cortex-m4/overview.page Tiva C Series, TM4C] von [http://www.ti.com Texas Instruments]. Früher nannte Texas Instruments diese Controller ''Stellaris LM4F Series''. 2013 begann TI mit einer große Umbenennung, bei der sogar neue Typenbezeichnung vergeben wurden. So wurde zum Beispiel aus dem LM4F230H5QR der TM4C123GH6PM. Gleichzeitig begann TI die Bezeichnung ''Stellaris'' aus Datenblättern, Software-Bibliotheken und Ähnlichem zu entfernen und durch ''Tiva'' zu ersetzen. Siehe auch [http://www.ti.com/lit/an/spma050a/spma050a.pdf].
* [http://www.infineon.com/XMC4000 XMC4000] von [http://www.infineon.com Infineon], siehe [[XMCxxxx|XMCxxxx hier im Wiki]], [[XMC4500|Artikel zum XMC4500]]
* [http://www.spansion.com/Products/microcontrollers/32-bit-ARM-Core/fm4/Pages/default.aspx FM4] von [http://www.spansion.com Spansion] (vormals Fujitsu)
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/sam4l.aspx SAML], [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/sam4e.aspx SAME], [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/sam4n.aspx SAMN] und [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/sam4s.aspx SAMS] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]

=== ARM Cortex M7 ===
Die neueste Variante der Cortex M-Reihe ist der M7, bei dem gegenüber dem M4 zahlreiche Features hinzukommen die die Brücke zu Anwendungsprozessoren schlagen: eine double precision-FPU, Code- und Daten-Cache, eine 6-stufige Pipeline mit Sprungvorhersage, und unterm Strich eine deutlich höhere Rechenleistung. Controller basierend auf dem Cortex M7 sind u.a. von Atmel, NXP und ST erhältlich.

* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-E.aspx SAME] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-S.aspx SAMS] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-V.aspx SAMV] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/sam7s_se.aspx SAM7S/SE] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/sam7x_xc.aspx SAM7X/XC] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/SC1169/SS1858 Produktseite der STM32F7-Serie von ST]

=== ARM7TDMI ===
Der Vorgänger der Cortex-M-Cores ist der '''ARM7'''TDMI. Controllerfamilien dieser Klasse sind immer noch weit verbreitet:
* [[LPC2000]] von NXP
* [[AT91SAM]] von Atmel
* [[ADuC7xxx]] von Analog Devices
* [http://focus.ti.com/mcu/docs/mcuprodoverview.tsp?sectionId=95&tabId=203&familyId=454 Texas Instruments TMS470]
* S3C24x0 [http://www.samsung.com/global/business/semiconductor/productInfo.do?fmly_id=229&partnum=S3C2410] von SAMSUNG
* STR7xx von ST Microelectronics [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-str7.html]
* und viele weitere

Mehr Informationen zur ARM-Architektur finden sich in der [http://de.wikipedia.org/wiki/ARM-Architektur Wikipedia], weiterführende Links in der [[Linksammlung#ARM|Linksammlung]].

== Compiler & Software ==
=== [[ARM_GCC|GCC]] ===
Einer der beliebtesten Compiler für ARM-Prozessoren ist der GCC. Er kann sowohl ARM- als auch Thumb-Code erzeugen. Mehr dazu unter [[ARM GCC]].

=== C/C++ IDEs ===
Kostenlose Entwicklungsumgebungen (überwiegend GCC-basiert):
* [http://www.coocox.org/software.html CooCox IDE] (Eclipse basierend)
* [https://gnuarmeclipse.github.io GNU ARM Eclipse] (Eclipse Plugin)
* [http://www.emblocks.org/web/ EmBlocks IDE] (Basiert auf Code::Blocks)
** Compiler: GNU ARM-GCC (in der Installation enthalten), RealView und IAR
** Hardware: STlink (mit "Live data"), openOCD, Jlink.
** Project Import: CoIDE, uVision, Atmel studio, MplabX, Mplab 8
** OS aware debugging
***FreeRTOS
***ChibiOS/RT
** Unterstützt sehr viele Controller(-Hersteller):
***Atmel-ARM
***NXP-ARM
***STMicro-ARM
***EnergyMicro-ARM
**Keine Beschränkungen
**Hier gehts zum ''[http://www.emblocks.org/web/downloads-main Download]'''
* [http://www.emide.org/ emIDE] Windows, komplette Visual Studio artige Entwicklungsumgebung (basierend auf Code::Blocks) mit GCC und Debugger (Unterstützung für Adapter von Segger) 
* [https://mbed.org mbed]: eine kostenlose Online-Entwicklungsumgebung basierend auf dem ARM Realview-Compiler, mit einer umfangreichen C++-Bibliothek für die Controllerfunktionen, integrierter Versionsverwaltung, und vielen Beispielprogrammen. Projekte lassen sich für Keil/IAR/GCC exportieren und offline weiterbearbeiten; die Bibliotheksfunktionen sind Open Source und auch kommerziell einsetzbar.
* [http://www.isystem.com/products/software/winidea-open winIDEAOpen]Die Fa. iSystem stellt mit der winIDEAOpen nun eine kostenlose Entwicklungsumgebung für alle Cortex-M Bauteile zur Verfügung. Als Compiler wird der GNU GCC verwendet und auch gleich mitinstalliert. Die IDE ist recht intuitiv und mit einer umfangreichen Hilfe ausgestattet. Das Ganze funktioniert mit dem GCC ohne Codesize Limit und auch ein Testwerkzeug (testIDEA) ist mit integriert. Hardwareseitig werden neben dem iSystem iTag50 [http://www.isystem.com/products/hardware/cortex-debugger/itag] auch die Segger J-Link Debug Probes sowie der ST-Link von ST unterstützt. Auf der Webseite von iSystem sind auch einige schöne Beispielprojekte für diverse Boards zu finden [http://www.isystem.com/download/winideaopen]. Demnächst soll noch die Unterstützung für die ARM und IAR Compiler hinzuzkommen. Hier gehts zum ''[http://www.isystem.com/download/winideaopen Download]'''
* '''Infineon''' bietet für seine '''XMC''' Prozessorfamilien auch eine kostenlose, professionell gepflegte C/C++ Entwicklungsumgebung an, ohne Einschränkungen auf bestimmte Typen oder Speichergrößen - alle erhältlichen XMC 1000er und 4000er Prozessoren werden unterstützt. Wenn man sich dazu noch eines der günstigen XMC Evaluierungsboards besorgt (XMC 1100 Bootkit, XMC 4500 Relax (lite) Kit o.ä.), hat man ein erstes Entwicklungssystem inklusive wiederverwendbaren HW-Debugger zur Verfügung. Die Entwicklungsumgebung basiert auf Eclipse, besitzt aber zahlreiche Erweiterungen samt Codegenerierung (sogenannte Apps), die gerade am Anfang viele Dinge abnehmen kann, da man die Peripherals damit einfach grafisch konfigurieren kann. Das ist bei Prozessoren, dessen User Manual einige hundert Seiten ausmacht (oder auch für Umsteiger von 8bitter oder anderen 32bittern), nicht unwichtig. Der generierte Code ist template-basiert, gut lesbar und kann später - wenn man mehr Erfahrung hat, für eigene Entwicklungen weiter nutzen und optimieren. Damit verliert man dann allerdings die Möglichkeit, Updates der generierten Codes aus den Apps zu bekommen, die Infineon ebenfalls kostenfrei zur Verfügung stellt. Die Software nennt sich ''Digital Application Virtual Engineer'' ([http://www.infineon.com/dave DAVE]) und kann nach Registrierung kostenlos für Windows heruntergeladen werden. Innerhalb von Dave kann man dann Apps und viele Beispiele (ohne weitere Anmeldung und Kosten) komplett oder selektiv (für bestimmte Prozessoren) herunterladen. Die aktuell stabile Version ist v3. Es ist eine neue DAVE Umgebung v4 in Arbeit, eine Betaversion kann heruntergeladen werden. Diese neue v4 Variante wird auch ein separates SDK besitzen, um Apps für Dave selbst schreiben zu können (z.B. Bauteilhersteller, die die Anbindung an den XMC für Kunden vereinfachen wollen). Einsteiger sollten aber mit v3 beginnen, um nicht über Bugs der Beta v4 zu stolpern (siehe auch im [http://www.infineonforums.com/forums/8-XMC-Forum XMC-Forum]).
* '''NXP''' bietet für seine '''LPC''' Prozessorfamilien eine kostenlose C/C++ Entwicklungsumgebung an. Die auf Eclipse basierende Entwicklungsumgebung ([http://www.lpcware.com/lpcxpresso LPCXpresso]) ist nach der Installation bis 8kB freigeschaltet und nach einer einfachen und kostenlosen Registrierung für 256kB. [http://www.lpcware.com/lpcxpresso LPCXpresso] steht für Windows, Linux und Mac zur Verfügung.
* '''ST''' bietet für seine '''STM32''' Prozessorfamilie eine kostenlose C/C++ Entwicklungsumgebung an. Die auf Eclipse basierende Entwicklungsumgebung kann nach Registrierung auf der Homepage heruntergeladen werden. [http://www.openstm32.org/]

Kommerzielle Entwicklungsumgebungen (zum Teil kostenlos mit Einschränkungen) für ARM-basierte Mikrocontroller sind z. B.:
* [http://timor.atollic.com/truestudio/ Atollic TrueStudio] (Windows), Eclipse-basierend inkl. Compiler und Linker für fast alle ARMs, jetzt auch kostenlos mit vielen Beispielen und ohne Codesize-Limitierung, dafür mit anderen Einschränkungen
* [http://www.cosmicsoftware.com/download_cortex_64k.php Cosmic Software] (Windows), bis 64kB kostenlos
* [http://rowley.co.uk/arm/index.htm Crossworks ARM] (inkl. Toolchains basierend auf GCC und Clang, für Windows, Mac OS und Linux)
* [http://www.iar.com/ewarm/ IAR Embedded Workbench for ARM] (Windows)
* [http://www.keil.com/arm/ MDK-ARM von Keil/ARM] (Windows), Lite-Version bis 32kB kostenlos,
* [http://www2.keil.com/stmicroelectronics-stm32/mdk MDK-STM32 von KEIL] Speziell für STM32x0 kostenlos ohne Beschränkung
* [http://www.sisy.de/ SiSy MC++] (Windows), Demo-Version, keine Code-Begrenzung

=== Compiler für sonstige Programmiersprachen ===
* Basic: http://www.mikroe.com/mikrobasic/arm/
* Pascal: http://www.mikroe.com/mikropascal/arm/
* Rust: https://rust-embedded.github.io/book/

=== Interpreter ===
* Forth: https://github.com/ekoeppen/CoreForth
* JavaScript: http://www.espruino.com/
* Lua: http://www.eluaproject.net/
* Python: http://micropython.org/

=== ARM/XSCALE/CORTEX Instruction Set Simulator ===
Die Firma Lauterbach bietet unter der Artikelnummer LA-8809 einen Instruction Set Simulator für ARM Cores an. Die Demoversion ist zur Evaluierung kostenlos. Einschränkungen bestehen in der Anzahl der zu ladenden Debugsymbole. Der Simulator unterstützt alle gängigen ARM Derivate und lädt alle üblichen Debugformate, wie die des RealView, IAR und TI Compilers, oder der freien GCC Tools. Zum Simulator gibt es entsprechende zugehörige Debugtools, die allerdings käuflich zu erwerben sind.

* [http://www.lauterbach.com/frames.html?dwnload.html Download ARM/XSCALE/CORTEX Simulator]

== Debug- und Programmierschnittstellen (JTAG/SWD) ==

Alle ARM-basierten Prozessoren verwenden ein einheitliches [[JTAG]]-Interface, über das Debugging und Speicherzugriff erfolgen kann. Nicht standardisiert sind allerdings die Verfahren zum Beschreiben des Flash-ROMs. Deshalb muss man beachten, ob die verwendete JTAG-Software Programmierroutinen für den jeweiligen Controller besitzt.

SWD (Serial Wire Debug) ist eine neue mit den Cortex-Mikrocontrollern eingeführte Debug- und Programmierschnittstelle, die weniger Pins benötigt als JTAG. Hier wird Debug-Bandbreite bzw. Speed gegen mehr verfügbare Pins für in-circuit Debugging "getauscht". Die meisten Controller der Cortex-M0 & M3 Serie können sowohl mittels JTAG als auch mittels SWD programmiert werden, es gibt allerdings auch Exemplare (z.B. [[EFM32]] von [https://www.silabs.com Silicon Labs], XMC1100 von [http://www.infineon.com/xmc Infineon]) welche nur SWD unterstützen.

Eine Übersicht über die empfohlenen Steckerbelegungen für JTAG und SWD gibt ein [http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.faqs/attached/13634/cortex_debug_connectors.pdf Dokument von ARM].

Darüber hinaus gibt es noch herstellerspezifische Schnittstellen wie SPD (Single Pin Debug) von Infineon, oder vorinstallierte serielle Bootloader, z.B. beim [[STM32]] oder auch bei den [[Infineon XMC]], die dann z.B. über ein eigenes [http://www.infineon.com/cms/de/product/microcontroller/development-tools-software-and-kits/c166/xc166-development-tools-software-and-kits/software-downloads/channel.html?channel=ff80808112ab681d0112ab6b50fe07c9 Tool] ohne weitere Hardware - abgesehen von einem handelsüblichen seriellen Schnittstellenadapter - programmiert werden können.

Viele Entwicklungsboards enthalten auch einen On-Board-Debugadapter zum direkten Anschluss an USB, so dass kein externer SWD- oder JTAG-Adapter notwendig ist. Manche erlauben auch, diesen Adapter abzubrechen und für eigene Entwicklungen weiterzuverwenden, somit ist nach dem Kauf eines Eval-Kits nicht nötig, einen weiteren Adapter später nachzukaufen.

=== Günstige Beispiele zum Einstieg ===
Früher bildeten einfache JTAG-Adapter für den Parallelport die einfachste Variante für den Einstieg. Diese waren kompatibel zum "Wiggler", und man konnte sie auch einfach selbst bauen. Als Software kommt [http://openocd.berlios.de/ OpenOCD] (zusammen mit [[GDB]]) oder [http://rowley.co.uk Crossworks ARM] zum Einsatz.
Mit dem Verschwinden des Parallelports an üblichen Computern hat die Attraktivität dieser Variante deutlich abgenommen.

Für USB gibt es ebenfalls OpenOCD-kompatible JTAG-Adapter, beispielsweise basierend auf den FTDI-Chips und deren eingebauten Möglichkeiten, effizient "Bitbang"-Protokolle zu implementieren (MPSSE - Multiprotocol Synchronous Serial Engine). Weiterhin kann OpenOCD auch die meisten anderen hier genannten Programmiergeräte ansteuern.

Von NXP sind preiswerte Entwicklungskits (ca. 25€ für Evaluation-Board incl. USB-JTAG-/-SWD-Programer und Debugger) erhältlich z.B. '''[http://www.watterott.com/index.php?page=search&keywords=LPCXpresso&cat=&mnf=&x=0&y=0 Watterott]'''. Siehe dazu auch die Dokumentation von NXP zu den '''[http://www.nxp.com/documents/leaflet/75016842.pdf LPCXpresso-Entwicklungskits]''' (PDF), oder diese '''[http://www.mikrocontroller.net/wikisoftware/index.php?title=LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso Beschreibung]'''.

Von ST gibt es günstige MBED/Arduino kompatible Nucleo Entwicklungskits (ca. 12€) z.B. '''[http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/LN1847/PF260320?s_searchtype=partnumber]'''. Der integrierte ST-Link Debugger kann mittels SWD und OpenOCD als Software auch andere Chip programmieren. Die etwas teuereren Discoveryboards, z.B. '''[http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/LN1848/PF260946?s_searchtype=partnumber]''', haben mehr externe Bauteile on-board, während die Nucleo Board über Shields erweiterbar sind. Nur bei Nucleo Boards ist eine UART Schnittstelle als Standard über USB zu erreichen, bei Discovery Boards mit ST-Link V2-1 müssen Lötbrücken gesetzt werden.

Auch Infineon bietet Arduino-kompatible Boards+Shields mit dem XMC1100 Prozessor und angeflanschtem Debugger an (ab ca. 16€). Weiters gibt es günstige XMC4500 Kits, die auch Ethernet, SPI-Flash und SDCard-Slot Optionen bieten. Am unteren Ende gibt es ein XMC1100 Kit samt Debugger ab ca. 5€, dieses Board für den Schlüsselbund sozusagen nennt sich treffend "XMC 2 Go". Die Preise können je nach Distributor stark variieren.
Siehe auch hier '''[http://www.infineon.com/cms/de/product/microcontroller/32-bit-industrial-microcontroller-based-on-arm-registered-cortex-registered-m/xmc-development-tools-kits-and-boards/channel.html?channel=db3a30433580b3710135a07902883872 XMC-Starter-Kits]'''.
Des weiteren werden auch schon Kits in Verbindung mit Sensoren zum Evaluieren angeboten, wie das "3D 2 Go" Board mit einem XMC1100 Prozessor und dem neuen 3D-Magnetfeldsensor von Infineon, um ein Beispiel zu nennen: '''[http://www.infineon.com/cms/en/product/sensor-ics/magnetic-sensors/3d-magnetic-sensor/channel.html?channel=5546d4624c9e0f0e014c9e105a8a001c 3D-Sensorkit]'''.

Von Silicon Labs gibt es [https://www.silabs.com/products/mcu/Pages/32-bit-microcontroller-tools.aspx Starter Kits] mit integriertem J-Link (Debugger) ab ca. 25 € z.B. das [https://www.silabs.com/products/mcu/lowpower/Pages/efm32tg-stk3300.aspx EFM32 Tiny Gecko Starter Kit] bei [http://www.mouser.de/ProductDetail/Silicon-Laboratories/EFM32TG-STK3300/?qs=%2fha2pyFadujBGJvO8YBq9JikBLXQGi%2fjwmF17imXuts5383tWpQKFA%3d%3d Mouser]

Der [http://www.segger.com/cms/jlink.html J-Link]-"Emulator" von Segger wird von vielen Softwarepaketen unterstützt und ist für den "nicht-kommerziellen" Einsatz von Studenten, Funkamateuren und Hobby-Bastler für ca. €50.- erhältlich (J-Link-Edu). Sein Umfang ist auf das Flashen des Speichers und das Debuggen beschränkt. Bonus: Neben den im Prozessor limitiert vorhandenen Hardware-Breakpoints (Anzahl ist MCU abhängig) sind zusätzliche Flash-Breakpoints möglich (müssen aber von der verwendeten Debug-IDE unterstüzt werden). Die sehr gut geplegte Debugger-Software unterstützt nahezu alle ARM Prozessoren. Die Trace-Option wie sie bei der PRO-Variante zur Verfügung steht, ist nicht vorhanden. Für den Preis bekommt man jedoch ein ausgewachsenes Werkzeug mit breiter Unterstützung und der Möglichkeit sowohl SWD als auch JTAG in einem Gerät vereint zu haben. Wenn man aber plant, ein oben genanntes Kit von ST, NXP, Infineon oder ähnlich zu kaufen kann man für ähnliche Kosten auch gleich ein CPU-Board dazubekommen - daher ist es sinnvoll, sich die Dokumentationen der Evalkits voher genau durchzusehen.

Der ULINK2 von Keil/ARM ist ebenfalls ein wirklich gutes Gerät. Leider ist er nicht ganz so günstig und seine Zusammenarbeit beschränkt sich auf die Arm/Keil IDE µVision. Er benötigt jedoch keine speziellen USB-Treiber sondern nutzt geschickt die Funktionalität der HID-Treiber des Betriebssystems. Das macht ihn sofort auf jedem Windows-Betriebssystem einsatzbereit.

Als Alternative zum Beschreiben des Flashs über JTAG ist oft ein serieller [[Bootloader]] im Controller enthalten. Bei ST werden sie über einen speziellen Pin der MPU aktiviert und sind dank Kompression und das intelligente Entfernen redundanter Information bei der Übertragung genauso schnell wie JTAG-/SWD-Adapter.

== CMSIS - ARM Cortex Software Libraries ==
Der ARM Cortex Microcontroller Software Interface Standard (CMSIS) ist ein herstellerunabhängiger Hardware Abstraction Layer für die Cortex-M-Prozessor -Serie. Dieser ermöglicht konsistente und einfache Software-Schnittstellen für den Prozessor und die Peripherie, und vereinfacht damit die Software-Wiederverwendung.

CMSIS besteht aus folgenden Komponenten:

* CMSIS-CORE: Bietet eine Schnittstelle zum Cortex-M0, Cortex-M3, Cortex-M4, SC000 und SC300-Prozessorkern und Peripherie-Registern.
* CMSIS-DSP: DSP-Bibliothek mit über 60 Funktionen in Festkomma-(fractional q7, q15, q31) und single precision floating-point (32-bit)-Implementierung
* CMSIS-RTOS API: Standardisierte Programmierschnittstelle für Echtzeit-Betriebssysteme für Thread-Steuerung, Ressourcen-und Zeitmanagement. Implementierungen gibt es z.B. von Keil ([http://www.keil.com/pack/doc/cmsis_rtx/index.html RTX])
* CMSIS-SVD: System View Beschreibung - XML-Dateien, die die Programmiereransicht des kompletten Mikrocontroller-Systems einschließlich Peripheriegeräte enthalten

Der Standard ist für Cortex-M-Mikrocontroller skalierbar: Von der kleinsten 4 KB MCU bis zu MCUs mit anspruchsvoller Kommunikations-Peripherie wie Ethernet oder USB. Die "Core Peripheral Funktionen" benötigt beispielsweise weniger als 1 KB-Code und weniger als 10 Bytes RAM.

Beispiele:
* Software Beispiele von [http://www.energymicro.com/downloads/application-notes Energy Micro] basierend auf CMSIS

Mehr Informationen auf der [http://www.arm.com/products/processors/cortex-m/cortex-microcontroller-software-interface-standard.php ARM CMSIS Webseite].

== Siehe auch ==
* [[Linksammlung#ARM|Linksammlung (Abschnitt ARM)]]
* [[LPC1xxx]]
* [[LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso]]
* [[Installationsanleitung_C-Entwicklungsumgebung_f%C3%BCr_LPC1xxx_von_Code_Red]]
* [[Codebase_f%C3%BCr_LPC1xxx]]
* [[ARM-elf-GCC-Tutorial]]
* [[AVR32]]
* [[Blackfin]]
* [[AT91SAM9260]]
* [[STM32]]
* [[JTAG]]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/EFM32 EFM32]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32_-_Einstieg_mit_Em::Blocks STM32 - Einstieg mit Em::Blocks Tutorial]

== Weblinks ==
* [http://www.mySTM32.de Online Tutorial für den STM32]
* [http://www.myXMC.de Online Tutorial für den XMC von Infineon]
* [http://www.myUGL.de Online Tutorial für freie Grafikbibliothek, STM32, STM32F429, TFT, Touch]
* [http://embdev.net/forum/arm-gcc ARM-GCC Forum] im englischsprachigen "Ableger" von mikrocontroller.net embdev.net u.a. für WinARM, Yagarto, CS Codebench
* [http://www.arm.com/products/processors/cortex-m/index.php Cortex-M Produktseite von ARM]
* [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp Infocenter von ARM Ltd.]
* [http://www.open-research.org.uk/ARMuC/ ARMuC ARM microcontroller Wiki]
* [http://chaosradio.ccc.de/cre151.html Chaosradio Express - Die ARM-Architektur]

== Literatur ==
* ARM Systems Developer's Guide (2004) ISBN 1558608745 [http://books.google.de/books?id=HKKUkDQE17QC&output=html Im Buch blättern] [http://booksite.elsevier.com/9781558608740/ Programmbeispiele aus dem Buch, u.a. FFT, FIR/IIR-Filter, Division, Wurzel]
* ARM Assembly Language - an Introduction (2007) ISBN 1847536964 [http://books.google.de/books?id=8KJX5R8mMvsC&output=html Im Buch blättern] [http://www.lulu.com/content/1172076 Verlagsseite "Book on demand"]
* ARM Rechnerarchitekturen für System-on-Chip-Design (2002) ISBN 3826608542
* Co-Verification of Hardware and Software for Arm Soc Design (2004) ISBN 0750677309
* ARM System-on-Chip Architecture (2000) ISBN 0201675196 [http://books.google.de/books?id=J_Fu_YTVD9gC&printsec=frontcover&output=html&source=gbs_summary_r&cad=0 Im Buch blättern]
* ARM Architecture Reference Manual ISBN 0201737191 [http://books.google.de/books?id=O5G-6WX1xWsC&printsec=frontcover&output=html&source=gbs_summary_r&cad=0 Im Buch blättern]
* Messen, Steuern und Regeln mit ARM-Mikrocontrollern ISBN 3772340172 [http://books.google.de/books?id=TKs4kN-zNYQC&output=html im Buch blättern]
* Programming Arm Microcontrollers: Using C and the Lpc2100 Family (2005? /ab 1. Dezember 2008) ISBN 0321263359
* Arm Assembly: Fundamentals and Techniques (ab 1. März 2009) ISBN 1439806101
* Reliable Embedded Systems: Using 8051 and ARM Microcontrollers (2007) ISBN 0321252918 600 Seiten mit CD [http://vig.pearsoned.co.uk/catalog/academic/product/0,1144,0321252918-TOC,00.html Inhaltsverzeichnis]
* C und C++ für Embedded Systems (u.a. ARM Cortex-M3) mitp-Verlag 2008 ISBN 382665949X
* The Definitive Guide to the Arm Cortex-M0 (Joseph Yiu) Newnes Verlag ISBN 0123854776
* The Definitive Guide to the Arm Cortex-M3 (Joseph Yiu) Newnes Verlag ISBN 185617963X

[[Category:ARM| ]]

ARM Cortex Mikrocontroller

2020-06-29T13:59:26Z

Steeefan: /* ARM Cortex M4 */

Die Firma [[ARM]] stellt selbst keine Prozessoren/Controller her, sondern entwickelt nur sogenannte "IP-Cores", die von Herstellern wie Atmel, Infineon, ST, NXP, TI und vielen anderen lizenziert werden. Diese Hersteller ergänzen den Core um Speicher und Peripherie. Der Vorteil dieses Modells ist, dass dadurch sehr viele Prozessoren mit unterschiedlichster Ausstattung verfügbar sind, die alle mit dem selben Befehlssatz (und damit dem selben Compiler) programmierbar sind.

Allen ARM-Cores gemeinsam ist die 32 Bit RISC-Architektur. Um Speicherplatz zu sparen hat ARM zusätzlich zum ARM-Befehlssatz (32bit-Instruktion) den Thumb-Befehlssatz entwickelt, der bis auf einige Ausnahmen alle Befehle in 16bit codiert[http://www.arm.com/files/pdf/ARM_Microcontroller_Code_Size_%28full%29.pdf]. Den Vorteil des gesparten Speichers erkauft sich das Instruction-Set allerdings durch eine etwas langsame Ausführungsgeschwindigkeit. Die Cortex-M Controller können ausschließlich Thumb-Instruktionen ausführen. Die Vorgänger der Cortex-Serie sind die ARM7-Mikrocontroller, die entweder nur den ARM-Befehlssatz kennen oder beide. Thumb-fähige Controller sind erkennbar am '''T''' in der Bezeichnung, z.B. ARM7'''T'''DMI.

Die ARM-Cortex-Mikrocontroller sind aufgrund der vergleichbar einfachen Beschaltung und niedrigem Stromverbrauch eine echte Alternative zu 8-Bit-Controllern wie dem [[AVR]], die auch noch eine höhere Leistungsfähigkeit besitzen.

'''In diesem Artikel geht es primär um die ARM Cortex-M Mikrocontroller, weniger um ARM [[Cortex-A]] Prozessoren, welche in Smartphones, [[Raspberry Pi]] u.ä. eingesetzt werden.'''

Es gibt folgende Varianten des Cortex-M Mikrocontroller-Kerns, aufgeführt vom energieeffizientesten zum leistungsfähigsten (Liste nicht unbedingt aktuell! Am besten immer die Herstellerseiten bemühen).

== Übersicht ==
ARM hat zur Zeit diese Cores im Programm:
{| class="wikitable"
|-
! style="width: 15% | Core !! Beschreibung
|-
| Cortex-M0 || Als günstigste und Energie-effizienteste Variante gibt es den Cortex-M0 Core mit deutlich kleinerem Befehlssatz als z.B. Cortex-M3. Dieser ist der kleinster Prozessor der Serie und tritt in Konkurrenz zu 8-Bit-Controllern
|-
| Cortex-M0+ || Der M0+ ist die optimierte Variante des Cortex-M0 und vollständig kompatibel zu diesem, erweitert ihn aber zum Beispiel mit einem Single-Cycle-I/O-Port und optionalen Features des Cortex-M3, z.B. einer [[MPU]]
|-
| Cortex-M23 || Dieser Core ist der zuletzt erschienene mit ARMv8-M-Befehlssatz und der Trustzone-Erweiterung (z.B. für IoT) und ist vergleichbar mit dem Cortex-M3
|-
| Cortex-M3 || Der erste Cortex-Mikrocontroller und der Allrounder unter den Cortex-Ms. Die Leistung ist etwa mit der seiner Vorgänger, den ARM7TDMI, vergleichbar
|-
| Cortex-M33 || Der Controller ist Vergleichbar mit dem Cortex-M4, hat allerdings den neueren ARMv8-M-Befehlssatz und die Trustzone-Erweiterung (z.B. für IoT) und ist vergleichbar mit dem Cortex-M4
|-
| Cortex-M4 || Ein hochperformanter Cortex-M3 mit [[DSP]]-Erweiterungen und einer optionalen single-precision [[FPU]]
|-
| Cortex-M7 || Der leistungsfähigste Controller der Serie, der viele Features besitzt, die früher nur Anwendungs-Prozessoren hatten, unter anderem eine double-precision-[[FPU]], Instruktions- und Daten-Caches und einer 6-stufigen Pipeline mit Sprung-Vorhersage
|-
|}
Die Liste ist nach Leistungsfähigkeit sortiert. Programme sind binär-kompatibel zu "größeren" Cores, ein für einen Cortex-M0 kompiliertes Programm kann also auch von einem Cortex-M7 ausgeführt werden.

== Hersteller ==
=== ARM Cortex M0 ===
* [http://www.st.com/en/microcontrollers/stm32f0-series.html STM32F0] von [http://www.st.com STMicro], siehe [[STM32|STM32 hier im Wiki]]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc1100-cortex-m0-plus-m0 LCP1100] und [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc1200-cortex-m0 LPC1200] von [http://www.nxp.com NXP], siehe [[LPC-Mikrocontroller|LPC-Mikrocontroller hier im Wiki]]. Für diese Controller gibt es bereits eine [[Codebase für LPC1xxx|Codebase hier im Wiki]].
* [http://www.infineon.com/XMC1000 XMC1000] von [http://www.infineon.com Infineon], siehe [[XMCxxxx|XMCxxxx hier im Wiki]]
* [http://www.nuvoton.com/NuvotonMOSS/Community/ProductInfo.aspx?tp_GUID=5dbf7d7a-b6df-4fe1-91c9-063449500ce7 NuMicro-Controller] von Nuvoton (ex Winbond), laut Datenblatt mit 2.5-5.5V Betriebsspannung!
* [http://www.cypress.com/PSOC4 PSOC4 Familie] von [http://www.cypress.com Cypress]

=== ARM Cortex M0+ ===
* [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-zero-gecko/pages/efm32-zero-gecko.aspx EFM32 Zero Gecko] und [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-happy-gecko/pages/efm32-happy-gecko.aspx EFM32 Happy Gecko] von [http://www.silabs.com Silicon Labs], siehe [[EFM32|EFM32 hier im Wiki]]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc800-series-cortex-m0-plus-mcus LPC800] von [http://www.nxp.com NXP]. Für diese Controller gibt es bereits eine [[Codebase für LPC1xxx|Codebase hier im Wiki]].
* [http://www.freescale.com/webapp/sps/site/taxonomy.jsp?code=KINETIS_L_SERIES Kinetis L-Serie] und [http://www.freescale.com/webapp/sps/site/taxonomy.jsp?code=KINETIS_M_SERIES Kinetis M-Serie] von [http://www.freescale.com/ Freescale]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/kinetis-cortex-m-mcus/e-series-5v-robust-m0-plus-m4:KINETIS_E_SERIES Kinetis E-Serie] (5V Versorgungsspannung) von [http://www.nxp.com/ NXP (Freescale)]
* [http://www.fujitsu-fm-family.com/products/fm0.html angekündigte FM0+ Familie] von [http://www.fujitsu.com/emea/services/microelectronics Fujitsu]
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1817?icmp=ss1817_pron_pr_feb2014 angekündigte M0+ Familie] von [http://st.com STMicroelectronics]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-C.aspx SAM C Familie] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel] (5V Versorgungsspannung, nicht nur 5V-tolerant)
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-D.aspx SAM D Familie] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.cypress.com/PSOC4 PSOC4 Familie] von [http://www.cypress.com Cypress]

=== ARM Cortex M3 ===
* [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-tiny-gecko/pages/efm32-tiny-gecko.aspx EFM32 Tiny Gecko], [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-gecko/pages/efm32-gecko.aspx EFM32 Gecko], [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-leopard-gecko/pages/efm32-leopard-gecko.aspx EFM32 Leopard Gecko] sowie [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-giant-gecko/pages/efm32-giant-gecko.aspx EFM32 Giant Gecko] von [http://www.silabs.com Silicon Labs] , siehe [[EFM32|EFM32 hier im Wiki]]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus:LPC-ARM-CORTEX-M-MCUS LPC13xx/LPC15xx/LPC17xx/LPC18xx] von NXP oder die inzwischen schon sehr ausführliche, siehe [[LPC1xxx|LPC1xxx hier im Wiki]]. Für diese Controller gibt es bereits eine [[Codebase für LPC1xxx|Codebase]].
* [http://www.ti.com/lsds/ti/microcontroller/tiva_arm_cortex/c_series/tm4c_arm_cortex-m4/overview.page TIVA] von [http://www.ti.com Texas Instruments] (vormals Stellaris, vormals Luminary Micro)
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/default.aspx SAM3N, SAM3S,SAM3U, SAM3A und SAM3X Serien] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.st.com/internet/mcu/family/141.jsp STM32] Baureihen [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1169.jsp F1]/[http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1520.jsp F2]/[http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1376.jsp L1]/[http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1377.jsp W] von STMicroelectronics , siehe [[STM32|STM32 hier im Wiki]]
* [http://www.toshiba-components.com/microcontroller/TMPM330.html TMPM330] von Toshiba
* [http://www.spansion.com/Products/microcontrollers/32-bit-ARM-Core/fm3/Pages/FM3-family.aspx FM3] von [http://www.spansion.com Spansion] (vormals Fujitsu)
* [http://www.holtek.com.tw/english/products/32bit_flashmcu.htm HT32] von Holtek Semiconductor
* [http://www.cypress.com/PSOC5 PSOC5] von Cypress

=== ARM Cortex M4 ===
* [https://www.renesas.com/eu/en/products/microcontrollers-microprocessors/ra.html RA] von [https://www.renesas.com Renesas], siehe Renesas Advanced [https://www.mikrocontroller.net/articles/Renesas_ra hier im Wiki]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/kinetis-cortex-m-mcus:KINETIS Kinetis Series] von Freescale (jetzt NXP)
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc-cortex-m4/lpc4300-cortex-m4-m0:MC_1403790133078 LPC43xx] von [http://www.nxp.com/ NXP] (Dual Core: M4F + bis zu 2 Cortex-M0)
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc-cortex-m4/lpc54000-low-power-cortex-m4:MC_1414576688124 LPC54xxx] von [http://www.nxp.com/ NXP] (Dual Core: M4F + bis zu einem Cortex-M0+)
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc-cortex-m4/lpc4000-cortex-m4:MC_1403790399405 LPC4xxx] von [http://www.nxp.com/ NXP]
* [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-wonder-gecko/pages/efm32-wonder-gecko.aspx EFM32-Wonder Gecko] von [http://www.silabs.com Silicon Labs], siehe [[EFM32|EFM32 hier im Wiki]]
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1605.jsp STM32F3] von [http://www.st.com STMicro], siehe [[STM32|STM32 hier im Wiki]]
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1521.jsp?WT.ac=p2_bn_jun12_stm32f4series STM32F4] von [http://www.st.com STMicro], siehe [[STM32|STM32 hier im Wiki]]
* [http://www.ti.com/lsds/ti/microcontroller/tiva_arm_cortex/c_series/tm4c_arm_cortex-m4/overview.page Tiva C Series, TM4C] von [http://www.ti.com Texas Instruments]. Früher nannte Texas Instruments diese Controller ''Stellaris LM4F Series''. 2013 begann TI mit einer große Umbenennung, bei der sogar neue Typenbezeichnung vergeben wurden. So wurde zum Beispiel aus dem LM4F230H5QR der TM4C123GH6PM. Gleichzeitig begann TI die Bezeichnung ''Stellaris'' aus Datenblättern, Software-Bibliotheken und Ähnlichem zu entfernen und durch ''Tiva'' zu ersetzen. Siehe auch [http://www.ti.com/lit/an/spma050a/spma050a.pdf].
* [http://www.infineon.com/XMC4000 XMC4000] von [http://www.infineon.com Infineon], siehe [[XMCxxxx|XMCxxxx hier im Wiki]], [[XMC4500|Artikel zum XMC4500]]
* [http://www.spansion.com/Products/microcontrollers/32-bit-ARM-Core/fm4/Pages/default.aspx FM4] von [http://www.spansion.com Spansion] (vormals Fujitsu)
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/sam4l.aspx SAML], [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/sam4e.aspx SAME], [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/sam4n.aspx SAMN] und [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/sam4s.aspx SAMS] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]

=== ARM Cortex M7 ===
Die neueste Variante der Cortex M-Reihe ist der M7, bei dem gegenüber dem M4 zahlreiche Features hinzukommen die die Brücke zu Anwendungsprozessoren schlagen: eine double precision-FPU, Code- und Daten-Cache, eine 6-stufige Pipeline mit Sprungvorhersage, und unterm Strich eine deutlich höhere Rechenleistung. Controller basierend auf dem Cortex M7 sind u.a. von Atmel, NXP und ST erhältlich.

* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-E.aspx SAME] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-S.aspx SAMS] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-V.aspx SAMV] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/sam7s_se.aspx SAM7S/SE] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/sam7x_xc.aspx SAM7X/XC] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/SC1169/SS1858 Produktseite der STM32F7-Serie von ST]

=== ARM7TDMI ===
Der Vorgänger der Cortex-M-Cores ist der '''ARM7'''TDMI. Controllerfamilien dieser Klasse sind immer noch weit verbreitet:
* [[LPC2000]] von NXP
* [[AT91SAM]] von Atmel
* [[ADuC7xxx]] von Analog Devices
* [http://focus.ti.com/mcu/docs/mcuprodoverview.tsp?sectionId=95&tabId=203&familyId=454 Texas Instruments TMS470]
* S3C24x0 [http://www.samsung.com/global/business/semiconductor/productInfo.do?fmly_id=229&partnum=S3C2410] von SAMSUNG
* STR7xx von ST Microelectronics [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-str7.html]
* und viele weitere

Mehr Informationen zur ARM-Architektur finden sich in der [http://de.wikipedia.org/wiki/ARM-Architektur Wikipedia], weiterführende Links in der [[Linksammlung#ARM|Linksammlung]].

== Compiler & Software ==
=== [[ARM_GCC|GCC]] ===
Einer der beliebtesten Compiler für ARM-Prozessoren ist der GCC. Er kann sowohl ARM- als auch Thumb-Code erzeugen. Mehr dazu unter [[ARM GCC]].

=== C/C++ IDEs ===
Kostenlose Entwicklungsumgebungen (überwiegend GCC-basiert):
* [http://www.coocox.org/software.html CooCox IDE] (Eclipse basierend)
* [https://gnuarmeclipse.github.io GNU ARM Eclipse] (Eclipse Plugin)
* [http://www.emblocks.org/web/ EmBlocks IDE] (Basiert auf Code::Blocks)
** Compiler: GNU ARM-GCC (in der Installation enthalten), RealView und IAR
** Hardware: STlink (mit "Live data"), openOCD, Jlink.
** Project Import: CoIDE, uVision, Atmel studio, MplabX, Mplab 8
** OS aware debugging
***FreeRTOS
***ChibiOS/RT
** Unterstützt sehr viele Controller(-Hersteller):
***Atmel-ARM
***NXP-ARM
***STMicro-ARM
***EnergyMicro-ARM
**Keine Beschränkungen
**Hier gehts zum ''[http://www.emblocks.org/web/downloads-main Download]'''
* [http://www.emide.org/ emIDE] Windows, komplette Visual Studio artige Entwicklungsumgebung (basierend auf Code::Blocks) mit GCC und Debugger (Unterstützung für Adapter von Segger) 
* [https://mbed.org mbed]: eine kostenlose Online-Entwicklungsumgebung basierend auf dem ARM Realview-Compiler, mit einer umfangreichen C++-Bibliothek für die Controllerfunktionen, integrierter Versionsverwaltung, und vielen Beispielprogrammen. Projekte lassen sich für Keil/IAR/GCC exportieren und offline weiterbearbeiten; die Bibliotheksfunktionen sind Open Source und auch kommerziell einsetzbar.
* [http://www.isystem.com/products/software/winidea-open winIDEAOpen]Die Fa. iSystem stellt mit der winIDEAOpen nun eine kostenlose Entwicklungsumgebung für alle Cortex-M Bauteile zur Verfügung. Als Compiler wird der GNU GCC verwendet und auch gleich mitinstalliert. Die IDE ist recht intuitiv und mit einer umfangreichen Hilfe ausgestattet. Das Ganze funktioniert mit dem GCC ohne Codesize Limit und auch ein Testwerkzeug (testIDEA) ist mit integriert. Hardwareseitig werden neben dem iSystem iTag50 [http://www.isystem.com/products/hardware/cortex-debugger/itag] auch die Segger J-Link Debug Probes sowie der ST-Link von ST unterstützt. Auf der Webseite von iSystem sind auch einige schöne Beispielprojekte für diverse Boards zu finden [http://www.isystem.com/download/winideaopen]. Demnächst soll noch die Unterstützung für die ARM und IAR Compiler hinzuzkommen. Hier gehts zum ''[http://www.isystem.com/download/winideaopen Download]'''
* '''Infineon''' bietet für seine '''XMC''' Prozessorfamilien auch eine kostenlose, professionell gepflegte C/C++ Entwicklungsumgebung an, ohne Einschränkungen auf bestimmte Typen oder Speichergrößen - alle erhältlichen XMC 1000er und 4000er Prozessoren werden unterstützt. Wenn man sich dazu noch eines der günstigen XMC Evaluierungsboards besorgt (XMC 1100 Bootkit, XMC 4500 Relax (lite) Kit o.ä.), hat man ein erstes Entwicklungssystem inklusive wiederverwendbaren HW-Debugger zur Verfügung. Die Entwicklungsumgebung basiert auf Eclipse, besitzt aber zahlreiche Erweiterungen samt Codegenerierung (sogenannte Apps), die gerade am Anfang viele Dinge abnehmen kann, da man die Peripherals damit einfach grafisch konfigurieren kann. Das ist bei Prozessoren, dessen User Manual einige hundert Seiten ausmacht (oder auch für Umsteiger von 8bitter oder anderen 32bittern), nicht unwichtig. Der generierte Code ist template-basiert, gut lesbar und kann später - wenn man mehr Erfahrung hat, für eigene Entwicklungen weiter nutzen und optimieren. Damit verliert man dann allerdings die Möglichkeit, Updates der generierten Codes aus den Apps zu bekommen, die Infineon ebenfalls kostenfrei zur Verfügung stellt. Die Software nennt sich ''Digital Application Virtual Engineer'' ([http://www.infineon.com/dave DAVE]) und kann nach Registrierung kostenlos für Windows heruntergeladen werden. Innerhalb von Dave kann man dann Apps und viele Beispiele (ohne weitere Anmeldung und Kosten) komplett oder selektiv (für bestimmte Prozessoren) herunterladen. Die aktuell stabile Version ist v3. Es ist eine neue DAVE Umgebung v4 in Arbeit, eine Betaversion kann heruntergeladen werden. Diese neue v4 Variante wird auch ein separates SDK besitzen, um Apps für Dave selbst schreiben zu können (z.B. Bauteilhersteller, die die Anbindung an den XMC für Kunden vereinfachen wollen). Einsteiger sollten aber mit v3 beginnen, um nicht über Bugs der Beta v4 zu stolpern (siehe auch im [http://www.infineonforums.com/forums/8-XMC-Forum XMC-Forum]).
* '''NXP''' bietet für seine '''LPC''' Prozessorfamilien eine kostenlose C/C++ Entwicklungsumgebung an. Die auf Eclipse basierende Entwicklungsumgebung ([http://www.lpcware.com/lpcxpresso LPCXpresso]) ist nach der Installation bis 8kB freigeschaltet und nach einer einfachen und kostenlosen Registrierung für 256kB. [http://www.lpcware.com/lpcxpresso LPCXpresso] steht für Windows, Linux und Mac zur Verfügung.
* '''ST''' bietet für seine '''STM32''' Prozessorfamilie eine kostenlose C/C++ Entwicklungsumgebung an. Die auf Eclipse basierende Entwicklungsumgebung kann nach Registrierung auf der Homepage heruntergeladen werden. [http://www.openstm32.org/]

Kommerzielle Entwicklungsumgebungen (zum Teil kostenlos mit Einschränkungen) für ARM-basierte Mikrocontroller sind z. B.:
* [http://timor.atollic.com/truestudio/ Atollic TrueStudio] (Windows), Eclipse-basierend inkl. Compiler und Linker für fast alle ARMs, jetzt auch kostenlos mit vielen Beispielen und ohne Codesize-Limitierung, dafür mit anderen Einschränkungen
* [http://www.cosmicsoftware.com/download_cortex_64k.php Cosmic Software] (Windows), bis 64kB kostenlos
* [http://rowley.co.uk/arm/index.htm Crossworks ARM] (inkl. Toolchains basierend auf GCC und Clang, für Windows, Mac OS und Linux)
* [http://www.iar.com/ewarm/ IAR Embedded Workbench for ARM] (Windows)
* [http://www.keil.com/arm/ MDK-ARM von Keil/ARM] (Windows), Lite-Version bis 32kB kostenlos,
* [http://www2.keil.com/stmicroelectronics-stm32/mdk MDK-STM32 von KEIL] Speziell für STM32x0 kostenlos ohne Beschränkung
* [http://www.sisy.de/ SiSy MC++] (Windows), Demo-Version, keine Code-Begrenzung

=== Compiler für sonstige Programmiersprachen ===
* Basic: http://www.mikroe.com/mikrobasic/arm/
* Pascal: http://www.mikroe.com/mikropascal/arm/
* Rust: https://rust-embedded.github.io/book/

=== Interpreter ===
* Forth: https://github.com/ekoeppen/CoreForth
* JavaScript: http://www.espruino.com/
* Lua: http://www.eluaproject.net/
* Python: http://micropython.org/

=== ARM/XSCALE/CORTEX Instruction Set Simulator ===
Die Firma Lauterbach bietet unter der Artikelnummer LA-8809 einen Instruction Set Simulator für ARM Cores an. Die Demoversion ist zur Evaluierung kostenlos. Einschränkungen bestehen in der Anzahl der zu ladenden Debugsymbole. Der Simulator unterstützt alle gängigen ARM Derivate und lädt alle üblichen Debugformate, wie die des RealView, IAR und TI Compilers, oder der freien GCC Tools. Zum Simulator gibt es entsprechende zugehörige Debugtools, die allerdings käuflich zu erwerben sind.

* [http://www.lauterbach.com/frames.html?dwnload.html Download ARM/XSCALE/CORTEX Simulator]

== Debug- und Programmierschnittstellen (JTAG/SWD) ==

Alle ARM-basierten Prozessoren verwenden ein einheitliches [[JTAG]]-Interface, über das Debugging und Speicherzugriff erfolgen kann. Nicht standardisiert sind allerdings die Verfahren zum Beschreiben des Flash-ROMs. Deshalb muss man beachten, ob die verwendete JTAG-Software Programmierroutinen für den jeweiligen Controller besitzt.

SWD (Serial Wire Debug) ist eine neue mit den Cortex-Mikrocontrollern eingeführte Debug- und Programmierschnittstelle, die weniger Pins benötigt als JTAG. Hier wird Debug-Bandbreite bzw. Speed gegen mehr verfügbare Pins für in-circuit Debugging "getauscht". Die meisten Controller der Cortex-M0 & M3 Serie können sowohl mittels JTAG als auch mittels SWD programmiert werden, es gibt allerdings auch Exemplare (z.B. [[EFM32]] von [https://www.silabs.com Silicon Labs], XMC1100 von [http://www.infineon.com/xmc Infineon]) welche nur SWD unterstützen.

Eine Übersicht über die empfohlenen Steckerbelegungen für JTAG und SWD gibt ein [http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.faqs/attached/13634/cortex_debug_connectors.pdf Dokument von ARM].

Darüber hinaus gibt es noch herstellerspezifische Schnittstellen wie SPD (Single Pin Debug) von Infineon, oder vorinstallierte serielle Bootloader, z.B. beim [[STM32]] oder auch bei den [[Infineon XMC]], die dann z.B. über ein eigenes [http://www.infineon.com/cms/de/product/microcontroller/development-tools-software-and-kits/c166/xc166-development-tools-software-and-kits/software-downloads/channel.html?channel=ff80808112ab681d0112ab6b50fe07c9 Tool] ohne weitere Hardware - abgesehen von einem handelsüblichen seriellen Schnittstellenadapter - programmiert werden können.

Viele Entwicklungsboards enthalten auch einen On-Board-Debugadapter zum direkten Anschluss an USB, so dass kein externer SWD- oder JTAG-Adapter notwendig ist. Manche erlauben auch, diesen Adapter abzubrechen und für eigene Entwicklungen weiterzuverwenden, somit ist nach dem Kauf eines Eval-Kits nicht nötig, einen weiteren Adapter später nachzukaufen.

=== Günstige Beispiele zum Einstieg ===
Früher bildeten einfache JTAG-Adapter für den Parallelport die einfachste Variante für den Einstieg. Diese waren kompatibel zum "Wiggler", und man konnte sie auch einfach selbst bauen. Als Software kommt [http://openocd.berlios.de/ OpenOCD] (zusammen mit [[GDB]]) oder [http://rowley.co.uk Crossworks ARM] zum Einsatz.
Mit dem Verschwinden des Parallelports an üblichen Computern hat die Attraktivität dieser Variante deutlich abgenommen.

Für USB gibt es ebenfalls OpenOCD-kompatible JTAG-Adapter, beispielsweise basierend auf den FTDI-Chips und deren eingebauten Möglichkeiten, effizient "Bitbang"-Protokolle zu implementieren (MPSSE - Multiprotocol Synchronous Serial Engine). Weiterhin kann OpenOCD auch die meisten anderen hier genannten Programmiergeräte ansteuern.

Von NXP sind preiswerte Entwicklungskits (ca. 25€ für Evaluation-Board incl. USB-JTAG-/-SWD-Programer und Debugger) erhältlich z.B. '''[http://www.watterott.com/index.php?page=search&keywords=LPCXpresso&cat=&mnf=&x=0&y=0 Watterott]'''. Siehe dazu auch die Dokumentation von NXP zu den '''[http://www.nxp.com/documents/leaflet/75016842.pdf LPCXpresso-Entwicklungskits]''' (PDF), oder diese '''[http://www.mikrocontroller.net/wikisoftware/index.php?title=LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso Beschreibung]'''.

Von ST gibt es günstige MBED/Arduino kompatible Nucleo Entwicklungskits (ca. 12€) z.B. '''[http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/LN1847/PF260320?s_searchtype=partnumber]'''. Der integrierte ST-Link Debugger kann mittels SWD und OpenOCD als Software auch andere Chip programmieren. Die etwas teuereren Discoveryboards, z.B. '''[http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/LN1848/PF260946?s_searchtype=partnumber]''', haben mehr externe Bauteile on-board, während die Nucleo Board über Shields erweiterbar sind. Nur bei Nucleo Boards ist eine UART Schnittstelle als Standard über USB zu erreichen, bei Discovery Boards mit ST-Link V2-1 müssen Lötbrücken gesetzt werden.

Auch Infineon bietet Arduino-kompatible Boards+Shields mit dem XMC1100 Prozessor und angeflanschtem Debugger an (ab ca. 16€). Weiters gibt es günstige XMC4500 Kits, die auch Ethernet, SPI-Flash und SDCard-Slot Optionen bieten. Am unteren Ende gibt es ein XMC1100 Kit samt Debugger ab ca. 5€, dieses Board für den Schlüsselbund sozusagen nennt sich treffend "XMC 2 Go". Die Preise können je nach Distributor stark variieren.
Siehe auch hier '''[http://www.infineon.com/cms/de/product/microcontroller/32-bit-industrial-microcontroller-based-on-arm-registered-cortex-registered-m/xmc-development-tools-kits-and-boards/channel.html?channel=db3a30433580b3710135a07902883872 XMC-Starter-Kits]'''.
Des weiteren werden auch schon Kits in Verbindung mit Sensoren zum Evaluieren angeboten, wie das "3D 2 Go" Board mit einem XMC1100 Prozessor und dem neuen 3D-Magnetfeldsensor von Infineon, um ein Beispiel zu nennen: '''[http://www.infineon.com/cms/en/product/sensor-ics/magnetic-sensors/3d-magnetic-sensor/channel.html?channel=5546d4624c9e0f0e014c9e105a8a001c 3D-Sensorkit]'''.

Von Silicon Labs gibt es [https://www.silabs.com/products/mcu/Pages/32-bit-microcontroller-tools.aspx Starter Kits] mit integriertem J-Link (Debugger) ab ca. 25 € z.B. das [https://www.silabs.com/products/mcu/lowpower/Pages/efm32tg-stk3300.aspx EFM32 Tiny Gecko Starter Kit] bei [http://www.mouser.de/ProductDetail/Silicon-Laboratories/EFM32TG-STK3300/?qs=%2fha2pyFadujBGJvO8YBq9JikBLXQGi%2fjwmF17imXuts5383tWpQKFA%3d%3d Mouser]

Der [http://www.segger.com/cms/jlink.html J-Link]-"Emulator" von Segger wird von vielen Softwarepaketen unterstützt und ist für den "nicht-kommerziellen" Einsatz von Studenten, Funkamateuren und Hobby-Bastler für ca. €50.- erhältlich (J-Link-Edu). Sein Umfang ist auf das Flashen des Speichers und das Debuggen beschränkt. Bonus: Neben den im Prozessor limitiert vorhandenen Hardware-Breakpoints (Anzahl ist MCU abhängig) sind zusätzliche Flash-Breakpoints möglich (müssen aber von der verwendeten Debug-IDE unterstüzt werden). Die sehr gut geplegte Debugger-Software unterstützt nahezu alle ARM Prozessoren. Die Trace-Option wie sie bei der PRO-Variante zur Verfügung steht, ist nicht vorhanden. Für den Preis bekommt man jedoch ein ausgewachsenes Werkzeug mit breiter Unterstützung und der Möglichkeit sowohl SWD als auch JTAG in einem Gerät vereint zu haben. Wenn man aber plant, ein oben genanntes Kit von ST, NXP, Infineon oder ähnlich zu kaufen kann man für ähnliche Kosten auch gleich ein CPU-Board dazubekommen - daher ist es sinnvoll, sich die Dokumentationen der Evalkits voher genau durchzusehen.

Der ULINK2 von Keil/ARM ist ebenfalls ein wirklich gutes Gerät. Leider ist er nicht ganz so günstig und seine Zusammenarbeit beschränkt sich auf die Arm/Keil IDE µVision. Er benötigt jedoch keine speziellen USB-Treiber sondern nutzt geschickt die Funktionalität der HID-Treiber des Betriebssystems. Das macht ihn sofort auf jedem Windows-Betriebssystem einsatzbereit.

Als Alternative zum Beschreiben des Flashs über JTAG ist oft ein serieller [[Bootloader]] im Controller enthalten. Bei ST werden sie über einen speziellen Pin der MPU aktiviert und sind dank Kompression und das intelligente Entfernen redundanter Information bei der Übertragung genauso schnell wie JTAG-/SWD-Adapter.

== CMSIS - ARM Cortex Software Libraries ==
Der ARM Cortex Microcontroller Software Interface Standard (CMSIS) ist ein herstellerunabhängiger Hardware Abstraction Layer für die Cortex-M-Prozessor -Serie. Dieser ermöglicht konsistente und einfache Software-Schnittstellen für den Prozessor und die Peripherie, und vereinfacht damit die Software-Wiederverwendung.

CMSIS besteht aus folgenden Komponenten:

* CMSIS-CORE: Bietet eine Schnittstelle zum Cortex-M0, Cortex-M3, Cortex-M4, SC000 und SC300-Prozessorkern und Peripherie-Registern.
* CMSIS-DSP: DSP-Bibliothek mit über 60 Funktionen in Festkomma-(fractional q7, q15, q31) und single precision floating-point (32-bit)-Implementierung
* CMSIS-RTOS API: Standardisierte Programmierschnittstelle für Echtzeit-Betriebssysteme für Thread-Steuerung, Ressourcen-und Zeitmanagement. Implementierungen gibt es z.B. von Keil ([http://www.keil.com/pack/doc/cmsis_rtx/index.html RTX])
* CMSIS-SVD: System View Beschreibung - XML-Dateien, die die Programmiereransicht des kompletten Mikrocontroller-Systems einschließlich Peripheriegeräte enthalten

Der Standard ist für Cortex-M-Mikrocontroller skalierbar: Von der kleinsten 4 KB MCU bis zu MCUs mit anspruchsvoller Kommunikations-Peripherie wie Ethernet oder USB. Die "Core Peripheral Funktionen" benötigt beispielsweise weniger als 1 KB-Code und weniger als 10 Bytes RAM.

Beispiele:
* Software Beispiele von [http://www.energymicro.com/downloads/application-notes Energy Micro] basierend auf CMSIS

Mehr Informationen auf der [http://www.arm.com/products/processors/cortex-m/cortex-microcontroller-software-interface-standard.php ARM CMSIS Webseite].

== Siehe auch ==
* [[Linksammlung#ARM|Linksammlung (Abschnitt ARM)]]
* [[LPC1xxx]]
* [[LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso]]
* [[Installationsanleitung_C-Entwicklungsumgebung_f%C3%BCr_LPC1xxx_von_Code_Red]]
* [[Codebase_f%C3%BCr_LPC1xxx]]
* [[ARM-elf-GCC-Tutorial]]
* [[AVR32]]
* [[Blackfin]]
* [[AT91SAM9260]]
* [[STM32]]
* [[JTAG]]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/EFM32 EFM32]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32_-_Einstieg_mit_Em::Blocks STM32 - Einstieg mit Em::Blocks Tutorial]

== Weblinks ==
* [http://www.mySTM32.de Online Tutorial für den STM32]
* [http://www.myXMC.de Online Tutorial für den XMC von Infineon]
* [http://www.myUGL.de Online Tutorial für freie Grafikbibliothek, STM32, STM32F429, TFT, Touch]
* [http://embdev.net/forum/arm-gcc ARM-GCC Forum] im englischsprachigen "Ableger" von mikrocontroller.net embdev.net u.a. für WinARM, Yagarto, CS Codebench
* [http://www.arm.com/products/processors/cortex-m/index.php Cortex-M Produktseite von ARM]
* [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp Infocenter von ARM Ltd.]
* [http://www.open-research.org.uk/ARMuC/ ARMuC ARM microcontroller Wiki]
* [http://chaosradio.ccc.de/cre151.html Chaosradio Express - Die ARM-Architektur]

== Literatur ==
* ARM Systems Developer's Guide (2004) ISBN 1558608745 [http://books.google.de/books?id=HKKUkDQE17QC&output=html Im Buch blättern] [http://booksite.elsevier.com/9781558608740/ Programmbeispiele aus dem Buch, u.a. FFT, FIR/IIR-Filter, Division, Wurzel]
* ARM Assembly Language - an Introduction (2007) ISBN 1847536964 [http://books.google.de/books?id=8KJX5R8mMvsC&output=html Im Buch blättern] [http://www.lulu.com/content/1172076 Verlagsseite "Book on demand"]
* ARM Rechnerarchitekturen für System-on-Chip-Design (2002) ISBN 3826608542
* Co-Verification of Hardware and Software for Arm Soc Design (2004) ISBN 0750677309
* ARM System-on-Chip Architecture (2000) ISBN 0201675196 [http://books.google.de/books?id=J_Fu_YTVD9gC&printsec=frontcover&output=html&source=gbs_summary_r&cad=0 Im Buch blättern]
* ARM Architecture Reference Manual ISBN 0201737191 [http://books.google.de/books?id=O5G-6WX1xWsC&printsec=frontcover&output=html&source=gbs_summary_r&cad=0 Im Buch blättern]
* Messen, Steuern und Regeln mit ARM-Mikrocontrollern ISBN 3772340172 [http://books.google.de/books?id=TKs4kN-zNYQC&output=html im Buch blättern]
* Programming Arm Microcontrollers: Using C and the Lpc2100 Family (2005? /ab 1. Dezember 2008) ISBN 0321263359
* Arm Assembly: Fundamentals and Techniques (ab 1. März 2009) ISBN 1439806101
* Reliable Embedded Systems: Using 8051 and ARM Microcontrollers (2007) ISBN 0321252918 600 Seiten mit CD [http://vig.pearsoned.co.uk/catalog/academic/product/0,1144,0321252918-TOC,00.html Inhaltsverzeichnis]
* C und C++ für Embedded Systems (u.a. ARM Cortex-M3) mitp-Verlag 2008 ISBN 382665949X
* The Definitive Guide to the Arm Cortex-M0 (Joseph Yiu) Newnes Verlag ISBN 0123854776
* The Definitive Guide to the Arm Cortex-M3 (Joseph Yiu) Newnes Verlag ISBN 185617963X

[[Category:ARM| ]]

ARM Cortex Mikrocontroller

2020-06-29T13:57:07Z

Steeefan: /* ARM Cortex M4 */

Die Firma [[ARM]] stellt selbst keine Prozessoren/Controller her, sondern entwickelt nur sogenannte "IP-Cores", die von Herstellern wie Atmel, Infineon, ST, NXP, TI und vielen anderen lizenziert werden. Diese Hersteller ergänzen den Core um Speicher und Peripherie. Der Vorteil dieses Modells ist, dass dadurch sehr viele Prozessoren mit unterschiedlichster Ausstattung verfügbar sind, die alle mit dem selben Befehlssatz (und damit dem selben Compiler) programmierbar sind.

Allen ARM-Cores gemeinsam ist die 32 Bit RISC-Architektur. Um Speicherplatz zu sparen hat ARM zusätzlich zum ARM-Befehlssatz (32bit-Instruktion) den Thumb-Befehlssatz entwickelt, der bis auf einige Ausnahmen alle Befehle in 16bit codiert[http://www.arm.com/files/pdf/ARM_Microcontroller_Code_Size_%28full%29.pdf]. Den Vorteil des gesparten Speichers erkauft sich das Instruction-Set allerdings durch eine etwas langsame Ausführungsgeschwindigkeit. Die Cortex-M Controller können ausschließlich Thumb-Instruktionen ausführen. Die Vorgänger der Cortex-Serie sind die ARM7-Mikrocontroller, die entweder nur den ARM-Befehlssatz kennen oder beide. Thumb-fähige Controller sind erkennbar am '''T''' in der Bezeichnung, z.B. ARM7'''T'''DMI.

Die ARM-Cortex-Mikrocontroller sind aufgrund der vergleichbar einfachen Beschaltung und niedrigem Stromverbrauch eine echte Alternative zu 8-Bit-Controllern wie dem [[AVR]], die auch noch eine höhere Leistungsfähigkeit besitzen.

'''In diesem Artikel geht es primär um die ARM Cortex-M Mikrocontroller, weniger um ARM [[Cortex-A]] Prozessoren, welche in Smartphones, [[Raspberry Pi]] u.ä. eingesetzt werden.'''

Es gibt folgende Varianten des Cortex-M Mikrocontroller-Kerns, aufgeführt vom energieeffizientesten zum leistungsfähigsten (Liste nicht unbedingt aktuell! Am besten immer die Herstellerseiten bemühen).

== Übersicht ==
ARM hat zur Zeit diese Cores im Programm:
{| class="wikitable"
|-
! style="width: 15% | Core !! Beschreibung
|-
| Cortex-M0 || Als günstigste und Energie-effizienteste Variante gibt es den Cortex-M0 Core mit deutlich kleinerem Befehlssatz als z.B. Cortex-M3. Dieser ist der kleinster Prozessor der Serie und tritt in Konkurrenz zu 8-Bit-Controllern
|-
| Cortex-M0+ || Der M0+ ist die optimierte Variante des Cortex-M0 und vollständig kompatibel zu diesem, erweitert ihn aber zum Beispiel mit einem Single-Cycle-I/O-Port und optionalen Features des Cortex-M3, z.B. einer [[MPU]]
|-
| Cortex-M23 || Dieser Core ist der zuletzt erschienene mit ARMv8-M-Befehlssatz und der Trustzone-Erweiterung (z.B. für IoT) und ist vergleichbar mit dem Cortex-M3
|-
| Cortex-M3 || Der erste Cortex-Mikrocontroller und der Allrounder unter den Cortex-Ms. Die Leistung ist etwa mit der seiner Vorgänger, den ARM7TDMI, vergleichbar
|-
| Cortex-M33 || Der Controller ist Vergleichbar mit dem Cortex-M4, hat allerdings den neueren ARMv8-M-Befehlssatz und die Trustzone-Erweiterung (z.B. für IoT) und ist vergleichbar mit dem Cortex-M4
|-
| Cortex-M4 || Ein hochperformanter Cortex-M3 mit [[DSP]]-Erweiterungen und einer optionalen single-precision [[FPU]]
|-
| Cortex-M7 || Der leistungsfähigste Controller der Serie, der viele Features besitzt, die früher nur Anwendungs-Prozessoren hatten, unter anderem eine double-precision-[[FPU]], Instruktions- und Daten-Caches und einer 6-stufigen Pipeline mit Sprung-Vorhersage
|-
|}
Die Liste ist nach Leistungsfähigkeit sortiert. Programme sind binär-kompatibel zu "größeren" Cores, ein für einen Cortex-M0 kompiliertes Programm kann also auch von einem Cortex-M7 ausgeführt werden.

== Hersteller ==
=== ARM Cortex M0 ===
* [http://www.st.com/en/microcontrollers/stm32f0-series.html STM32F0] von [http://www.st.com STMicro], siehe [[STM32|STM32 hier im Wiki]]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc1100-cortex-m0-plus-m0 LCP1100] und [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc1200-cortex-m0 LPC1200] von [http://www.nxp.com NXP], siehe [[LPC-Mikrocontroller|LPC-Mikrocontroller hier im Wiki]]. Für diese Controller gibt es bereits eine [[Codebase für LPC1xxx|Codebase hier im Wiki]].
* [http://www.infineon.com/XMC1000 XMC1000] von [http://www.infineon.com Infineon], siehe [[XMCxxxx|XMCxxxx hier im Wiki]]
* [http://www.nuvoton.com/NuvotonMOSS/Community/ProductInfo.aspx?tp_GUID=5dbf7d7a-b6df-4fe1-91c9-063449500ce7 NuMicro-Controller] von Nuvoton (ex Winbond), laut Datenblatt mit 2.5-5.5V Betriebsspannung!
* [http://www.cypress.com/PSOC4 PSOC4 Familie] von [http://www.cypress.com Cypress]

=== ARM Cortex M0+ ===
* [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-zero-gecko/pages/efm32-zero-gecko.aspx EFM32 Zero Gecko] und [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-happy-gecko/pages/efm32-happy-gecko.aspx EFM32 Happy Gecko] von [http://www.silabs.com Silicon Labs], siehe [[EFM32|EFM32 hier im Wiki]]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc800-series-cortex-m0-plus-mcus LPC800] von [http://www.nxp.com NXP]. Für diese Controller gibt es bereits eine [[Codebase für LPC1xxx|Codebase hier im Wiki]].
* [http://www.freescale.com/webapp/sps/site/taxonomy.jsp?code=KINETIS_L_SERIES Kinetis L-Serie] und [http://www.freescale.com/webapp/sps/site/taxonomy.jsp?code=KINETIS_M_SERIES Kinetis M-Serie] von [http://www.freescale.com/ Freescale]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/kinetis-cortex-m-mcus/e-series-5v-robust-m0-plus-m4:KINETIS_E_SERIES Kinetis E-Serie] (5V Versorgungsspannung) von [http://www.nxp.com/ NXP (Freescale)]
* [http://www.fujitsu-fm-family.com/products/fm0.html angekündigte FM0+ Familie] von [http://www.fujitsu.com/emea/services/microelectronics Fujitsu]
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1817?icmp=ss1817_pron_pr_feb2014 angekündigte M0+ Familie] von [http://st.com STMicroelectronics]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-C.aspx SAM C Familie] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel] (5V Versorgungsspannung, nicht nur 5V-tolerant)
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-D.aspx SAM D Familie] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.cypress.com/PSOC4 PSOC4 Familie] von [http://www.cypress.com Cypress]

=== ARM Cortex M3 ===
* [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-tiny-gecko/pages/efm32-tiny-gecko.aspx EFM32 Tiny Gecko], [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-gecko/pages/efm32-gecko.aspx EFM32 Gecko], [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-leopard-gecko/pages/efm32-leopard-gecko.aspx EFM32 Leopard Gecko] sowie [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-giant-gecko/pages/efm32-giant-gecko.aspx EFM32 Giant Gecko] von [http://www.silabs.com Silicon Labs] , siehe [[EFM32|EFM32 hier im Wiki]]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus:LPC-ARM-CORTEX-M-MCUS LPC13xx/LPC15xx/LPC17xx/LPC18xx] von NXP oder die inzwischen schon sehr ausführliche, siehe [[LPC1xxx|LPC1xxx hier im Wiki]]. Für diese Controller gibt es bereits eine [[Codebase für LPC1xxx|Codebase]].
* [http://www.ti.com/lsds/ti/microcontroller/tiva_arm_cortex/c_series/tm4c_arm_cortex-m4/overview.page TIVA] von [http://www.ti.com Texas Instruments] (vormals Stellaris, vormals Luminary Micro)
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/default.aspx SAM3N, SAM3S,SAM3U, SAM3A und SAM3X Serien] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.st.com/internet/mcu/family/141.jsp STM32] Baureihen [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1169.jsp F1]/[http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1520.jsp F2]/[http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1376.jsp L1]/[http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1377.jsp W] von STMicroelectronics , siehe [[STM32|STM32 hier im Wiki]]
* [http://www.toshiba-components.com/microcontroller/TMPM330.html TMPM330] von Toshiba
* [http://www.spansion.com/Products/microcontrollers/32-bit-ARM-Core/fm3/Pages/FM3-family.aspx FM3] von [http://www.spansion.com Spansion] (vormals Fujitsu)
* [http://www.holtek.com.tw/english/products/32bit_flashmcu.htm HT32] von Holtek Semiconductor
* [http://www.cypress.com/PSOC5 PSOC5] von Cypress

=== ARM Cortex M4 ===
* [https://www.renesas.com/eu/en/products/microcontrollers-microprocessors/ra.html RA] von Renesas
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/kinetis-cortex-m-mcus:KINETIS Kinetis Series] von Freescale (jetzt NXP)
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc-cortex-m4/lpc4300-cortex-m4-m0:MC_1403790133078 LPC43xx] von [http://www.nxp.com/ NXP] (Dual Core: M4F + bis zu 2 Cortex-M0)
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc-cortex-m4/lpc54000-low-power-cortex-m4:MC_1414576688124 LPC54xxx] von [http://www.nxp.com/ NXP] (Dual Core: M4F + bis zu einem Cortex-M0+)
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc-cortex-m4/lpc4000-cortex-m4:MC_1403790399405 LPC4xxx] von [http://www.nxp.com/ NXP]
* [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-wonder-gecko/pages/efm32-wonder-gecko.aspx EFM32-Wonder Gecko] von [http://www.silabs.com Silicon Labs], siehe [[EFM32|EFM32 hier im Wiki]]
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1605.jsp STM32F3] von [http://www.st.com STMicro], siehe [[STM32|STM32 hier im Wiki]]
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1521.jsp?WT.ac=p2_bn_jun12_stm32f4series STM32F4] von [http://www.st.com STMicro], siehe [[STM32|STM32 hier im Wiki]]
* [http://www.ti.com/lsds/ti/microcontroller/tiva_arm_cortex/c_series/tm4c_arm_cortex-m4/overview.page Tiva C Series, TM4C] von [http://www.ti.com Texas Instruments]. Früher nannte Texas Instruments diese Controller ''Stellaris LM4F Series''. 2013 begann TI mit einer große Umbenennung, bei der sogar neue Typenbezeichnung vergeben wurden. So wurde zum Beispiel aus dem LM4F230H5QR der TM4C123GH6PM. Gleichzeitig begann TI die Bezeichnung ''Stellaris'' aus Datenblättern, Software-Bibliotheken und Ähnlichem zu entfernen und durch ''Tiva'' zu ersetzen. Siehe auch [http://www.ti.com/lit/an/spma050a/spma050a.pdf].
* [http://www.infineon.com/XMC4000 XMC4000] von [http://www.infineon.com Infineon], siehe [[XMCxxxx|XMCxxxx hier im Wiki]], [[XMC4500|Artikel zum XMC4500]]
* [http://www.spansion.com/Products/microcontrollers/32-bit-ARM-Core/fm4/Pages/default.aspx FM4] von [http://www.spansion.com Spansion] (vormals Fujitsu)
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/sam4l.aspx SAML], [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/sam4e.aspx SAME], [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/sam4n.aspx SAMN] und [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/sam4s.aspx SAMS] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]

=== ARM Cortex M7 ===
Die neueste Variante der Cortex M-Reihe ist der M7, bei dem gegenüber dem M4 zahlreiche Features hinzukommen die die Brücke zu Anwendungsprozessoren schlagen: eine double precision-FPU, Code- und Daten-Cache, eine 6-stufige Pipeline mit Sprungvorhersage, und unterm Strich eine deutlich höhere Rechenleistung. Controller basierend auf dem Cortex M7 sind u.a. von Atmel, NXP und ST erhältlich.

* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-E.aspx SAME] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-S.aspx SAMS] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-V.aspx SAMV] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/sam7s_se.aspx SAM7S/SE] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/sam7x_xc.aspx SAM7X/XC] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/SC1169/SS1858 Produktseite der STM32F7-Serie von ST]

=== ARM7TDMI ===
Der Vorgänger der Cortex-M-Cores ist der '''ARM7'''TDMI. Controllerfamilien dieser Klasse sind immer noch weit verbreitet:
* [[LPC2000]] von NXP
* [[AT91SAM]] von Atmel
* [[ADuC7xxx]] von Analog Devices
* [http://focus.ti.com/mcu/docs/mcuprodoverview.tsp?sectionId=95&tabId=203&familyId=454 Texas Instruments TMS470]
* S3C24x0 [http://www.samsung.com/global/business/semiconductor/productInfo.do?fmly_id=229&partnum=S3C2410] von SAMSUNG
* STR7xx von ST Microelectronics [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-str7.html]
* und viele weitere

Mehr Informationen zur ARM-Architektur finden sich in der [http://de.wikipedia.org/wiki/ARM-Architektur Wikipedia], weiterführende Links in der [[Linksammlung#ARM|Linksammlung]].

== Compiler & Software ==
=== [[ARM_GCC|GCC]] ===
Einer der beliebtesten Compiler für ARM-Prozessoren ist der GCC. Er kann sowohl ARM- als auch Thumb-Code erzeugen. Mehr dazu unter [[ARM GCC]].

=== C/C++ IDEs ===
Kostenlose Entwicklungsumgebungen (überwiegend GCC-basiert):
* [http://www.coocox.org/software.html CooCox IDE] (Eclipse basierend)
* [https://gnuarmeclipse.github.io GNU ARM Eclipse] (Eclipse Plugin)
* [http://www.emblocks.org/web/ EmBlocks IDE] (Basiert auf Code::Blocks)
** Compiler: GNU ARM-GCC (in der Installation enthalten), RealView und IAR
** Hardware: STlink (mit "Live data"), openOCD, Jlink.
** Project Import: CoIDE, uVision, Atmel studio, MplabX, Mplab 8
** OS aware debugging
***FreeRTOS
***ChibiOS/RT
** Unterstützt sehr viele Controller(-Hersteller):
***Atmel-ARM
***NXP-ARM
***STMicro-ARM
***EnergyMicro-ARM
**Keine Beschränkungen
**Hier gehts zum ''[http://www.emblocks.org/web/downloads-main Download]'''
* [http://www.emide.org/ emIDE] Windows, komplette Visual Studio artige Entwicklungsumgebung (basierend auf Code::Blocks) mit GCC und Debugger (Unterstützung für Adapter von Segger) 
* [https://mbed.org mbed]: eine kostenlose Online-Entwicklungsumgebung basierend auf dem ARM Realview-Compiler, mit einer umfangreichen C++-Bibliothek für die Controllerfunktionen, integrierter Versionsverwaltung, und vielen Beispielprogrammen. Projekte lassen sich für Keil/IAR/GCC exportieren und offline weiterbearbeiten; die Bibliotheksfunktionen sind Open Source und auch kommerziell einsetzbar.
* [http://www.isystem.com/products/software/winidea-open winIDEAOpen]Die Fa. iSystem stellt mit der winIDEAOpen nun eine kostenlose Entwicklungsumgebung für alle Cortex-M Bauteile zur Verfügung. Als Compiler wird der GNU GCC verwendet und auch gleich mitinstalliert. Die IDE ist recht intuitiv und mit einer umfangreichen Hilfe ausgestattet. Das Ganze funktioniert mit dem GCC ohne Codesize Limit und auch ein Testwerkzeug (testIDEA) ist mit integriert. Hardwareseitig werden neben dem iSystem iTag50 [http://www.isystem.com/products/hardware/cortex-debugger/itag] auch die Segger J-Link Debug Probes sowie der ST-Link von ST unterstützt. Auf der Webseite von iSystem sind auch einige schöne Beispielprojekte für diverse Boards zu finden [http://www.isystem.com/download/winideaopen]. Demnächst soll noch die Unterstützung für die ARM und IAR Compiler hinzuzkommen. Hier gehts zum ''[http://www.isystem.com/download/winideaopen Download]'''
* '''Infineon''' bietet für seine '''XMC''' Prozessorfamilien auch eine kostenlose, professionell gepflegte C/C++ Entwicklungsumgebung an, ohne Einschränkungen auf bestimmte Typen oder Speichergrößen - alle erhältlichen XMC 1000er und 4000er Prozessoren werden unterstützt. Wenn man sich dazu noch eines der günstigen XMC Evaluierungsboards besorgt (XMC 1100 Bootkit, XMC 4500 Relax (lite) Kit o.ä.), hat man ein erstes Entwicklungssystem inklusive wiederverwendbaren HW-Debugger zur Verfügung. Die Entwicklungsumgebung basiert auf Eclipse, besitzt aber zahlreiche Erweiterungen samt Codegenerierung (sogenannte Apps), die gerade am Anfang viele Dinge abnehmen kann, da man die Peripherals damit einfach grafisch konfigurieren kann. Das ist bei Prozessoren, dessen User Manual einige hundert Seiten ausmacht (oder auch für Umsteiger von 8bitter oder anderen 32bittern), nicht unwichtig. Der generierte Code ist template-basiert, gut lesbar und kann später - wenn man mehr Erfahrung hat, für eigene Entwicklungen weiter nutzen und optimieren. Damit verliert man dann allerdings die Möglichkeit, Updates der generierten Codes aus den Apps zu bekommen, die Infineon ebenfalls kostenfrei zur Verfügung stellt. Die Software nennt sich ''Digital Application Virtual Engineer'' ([http://www.infineon.com/dave DAVE]) und kann nach Registrierung kostenlos für Windows heruntergeladen werden. Innerhalb von Dave kann man dann Apps und viele Beispiele (ohne weitere Anmeldung und Kosten) komplett oder selektiv (für bestimmte Prozessoren) herunterladen. Die aktuell stabile Version ist v3. Es ist eine neue DAVE Umgebung v4 in Arbeit, eine Betaversion kann heruntergeladen werden. Diese neue v4 Variante wird auch ein separates SDK besitzen, um Apps für Dave selbst schreiben zu können (z.B. Bauteilhersteller, die die Anbindung an den XMC für Kunden vereinfachen wollen). Einsteiger sollten aber mit v3 beginnen, um nicht über Bugs der Beta v4 zu stolpern (siehe auch im [http://www.infineonforums.com/forums/8-XMC-Forum XMC-Forum]).
* '''NXP''' bietet für seine '''LPC''' Prozessorfamilien eine kostenlose C/C++ Entwicklungsumgebung an. Die auf Eclipse basierende Entwicklungsumgebung ([http://www.lpcware.com/lpcxpresso LPCXpresso]) ist nach der Installation bis 8kB freigeschaltet und nach einer einfachen und kostenlosen Registrierung für 256kB. [http://www.lpcware.com/lpcxpresso LPCXpresso] steht für Windows, Linux und Mac zur Verfügung.
* '''ST''' bietet für seine '''STM32''' Prozessorfamilie eine kostenlose C/C++ Entwicklungsumgebung an. Die auf Eclipse basierende Entwicklungsumgebung kann nach Registrierung auf der Homepage heruntergeladen werden. [http://www.openstm32.org/]

Kommerzielle Entwicklungsumgebungen (zum Teil kostenlos mit Einschränkungen) für ARM-basierte Mikrocontroller sind z. B.:
* [http://timor.atollic.com/truestudio/ Atollic TrueStudio] (Windows), Eclipse-basierend inkl. Compiler und Linker für fast alle ARMs, jetzt auch kostenlos mit vielen Beispielen und ohne Codesize-Limitierung, dafür mit anderen Einschränkungen
* [http://www.cosmicsoftware.com/download_cortex_64k.php Cosmic Software] (Windows), bis 64kB kostenlos
* [http://rowley.co.uk/arm/index.htm Crossworks ARM] (inkl. Toolchains basierend auf GCC und Clang, für Windows, Mac OS und Linux)
* [http://www.iar.com/ewarm/ IAR Embedded Workbench for ARM] (Windows)
* [http://www.keil.com/arm/ MDK-ARM von Keil/ARM] (Windows), Lite-Version bis 32kB kostenlos,
* [http://www2.keil.com/stmicroelectronics-stm32/mdk MDK-STM32 von KEIL] Speziell für STM32x0 kostenlos ohne Beschränkung
* [http://www.sisy.de/ SiSy MC++] (Windows), Demo-Version, keine Code-Begrenzung

=== Compiler für sonstige Programmiersprachen ===
* Basic: http://www.mikroe.com/mikrobasic/arm/
* Pascal: http://www.mikroe.com/mikropascal/arm/
* Rust: https://rust-embedded.github.io/book/

=== Interpreter ===
* Forth: https://github.com/ekoeppen/CoreForth
* JavaScript: http://www.espruino.com/
* Lua: http://www.eluaproject.net/
* Python: http://micropython.org/

=== ARM/XSCALE/CORTEX Instruction Set Simulator ===
Die Firma Lauterbach bietet unter der Artikelnummer LA-8809 einen Instruction Set Simulator für ARM Cores an. Die Demoversion ist zur Evaluierung kostenlos. Einschränkungen bestehen in der Anzahl der zu ladenden Debugsymbole. Der Simulator unterstützt alle gängigen ARM Derivate und lädt alle üblichen Debugformate, wie die des RealView, IAR und TI Compilers, oder der freien GCC Tools. Zum Simulator gibt es entsprechende zugehörige Debugtools, die allerdings käuflich zu erwerben sind.

* [http://www.lauterbach.com/frames.html?dwnload.html Download ARM/XSCALE/CORTEX Simulator]

== Debug- und Programmierschnittstellen (JTAG/SWD) ==

Alle ARM-basierten Prozessoren verwenden ein einheitliches [[JTAG]]-Interface, über das Debugging und Speicherzugriff erfolgen kann. Nicht standardisiert sind allerdings die Verfahren zum Beschreiben des Flash-ROMs. Deshalb muss man beachten, ob die verwendete JTAG-Software Programmierroutinen für den jeweiligen Controller besitzt.

SWD (Serial Wire Debug) ist eine neue mit den Cortex-Mikrocontrollern eingeführte Debug- und Programmierschnittstelle, die weniger Pins benötigt als JTAG. Hier wird Debug-Bandbreite bzw. Speed gegen mehr verfügbare Pins für in-circuit Debugging "getauscht". Die meisten Controller der Cortex-M0 & M3 Serie können sowohl mittels JTAG als auch mittels SWD programmiert werden, es gibt allerdings auch Exemplare (z.B. [[EFM32]] von [https://www.silabs.com Silicon Labs], XMC1100 von [http://www.infineon.com/xmc Infineon]) welche nur SWD unterstützen.

Eine Übersicht über die empfohlenen Steckerbelegungen für JTAG und SWD gibt ein [http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.faqs/attached/13634/cortex_debug_connectors.pdf Dokument von ARM].

Darüber hinaus gibt es noch herstellerspezifische Schnittstellen wie SPD (Single Pin Debug) von Infineon, oder vorinstallierte serielle Bootloader, z.B. beim [[STM32]] oder auch bei den [[Infineon XMC]], die dann z.B. über ein eigenes [http://www.infineon.com/cms/de/product/microcontroller/development-tools-software-and-kits/c166/xc166-development-tools-software-and-kits/software-downloads/channel.html?channel=ff80808112ab681d0112ab6b50fe07c9 Tool] ohne weitere Hardware - abgesehen von einem handelsüblichen seriellen Schnittstellenadapter - programmiert werden können.

Viele Entwicklungsboards enthalten auch einen On-Board-Debugadapter zum direkten Anschluss an USB, so dass kein externer SWD- oder JTAG-Adapter notwendig ist. Manche erlauben auch, diesen Adapter abzubrechen und für eigene Entwicklungen weiterzuverwenden, somit ist nach dem Kauf eines Eval-Kits nicht nötig, einen weiteren Adapter später nachzukaufen.

=== Günstige Beispiele zum Einstieg ===
Früher bildeten einfache JTAG-Adapter für den Parallelport die einfachste Variante für den Einstieg. Diese waren kompatibel zum "Wiggler", und man konnte sie auch einfach selbst bauen. Als Software kommt [http://openocd.berlios.de/ OpenOCD] (zusammen mit [[GDB]]) oder [http://rowley.co.uk Crossworks ARM] zum Einsatz.
Mit dem Verschwinden des Parallelports an üblichen Computern hat die Attraktivität dieser Variante deutlich abgenommen.

Für USB gibt es ebenfalls OpenOCD-kompatible JTAG-Adapter, beispielsweise basierend auf den FTDI-Chips und deren eingebauten Möglichkeiten, effizient "Bitbang"-Protokolle zu implementieren (MPSSE - Multiprotocol Synchronous Serial Engine). Weiterhin kann OpenOCD auch die meisten anderen hier genannten Programmiergeräte ansteuern.

Von NXP sind preiswerte Entwicklungskits (ca. 25€ für Evaluation-Board incl. USB-JTAG-/-SWD-Programer und Debugger) erhältlich z.B. '''[http://www.watterott.com/index.php?page=search&keywords=LPCXpresso&cat=&mnf=&x=0&y=0 Watterott]'''. Siehe dazu auch die Dokumentation von NXP zu den '''[http://www.nxp.com/documents/leaflet/75016842.pdf LPCXpresso-Entwicklungskits]''' (PDF), oder diese '''[http://www.mikrocontroller.net/wikisoftware/index.php?title=LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso Beschreibung]'''.

Von ST gibt es günstige MBED/Arduino kompatible Nucleo Entwicklungskits (ca. 12€) z.B. '''[http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/LN1847/PF260320?s_searchtype=partnumber]'''. Der integrierte ST-Link Debugger kann mittels SWD und OpenOCD als Software auch andere Chip programmieren. Die etwas teuereren Discoveryboards, z.B. '''[http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/LN1848/PF260946?s_searchtype=partnumber]''', haben mehr externe Bauteile on-board, während die Nucleo Board über Shields erweiterbar sind. Nur bei Nucleo Boards ist eine UART Schnittstelle als Standard über USB zu erreichen, bei Discovery Boards mit ST-Link V2-1 müssen Lötbrücken gesetzt werden.

Auch Infineon bietet Arduino-kompatible Boards+Shields mit dem XMC1100 Prozessor und angeflanschtem Debugger an (ab ca. 16€). Weiters gibt es günstige XMC4500 Kits, die auch Ethernet, SPI-Flash und SDCard-Slot Optionen bieten. Am unteren Ende gibt es ein XMC1100 Kit samt Debugger ab ca. 5€, dieses Board für den Schlüsselbund sozusagen nennt sich treffend "XMC 2 Go". Die Preise können je nach Distributor stark variieren.
Siehe auch hier '''[http://www.infineon.com/cms/de/product/microcontroller/32-bit-industrial-microcontroller-based-on-arm-registered-cortex-registered-m/xmc-development-tools-kits-and-boards/channel.html?channel=db3a30433580b3710135a07902883872 XMC-Starter-Kits]'''.
Des weiteren werden auch schon Kits in Verbindung mit Sensoren zum Evaluieren angeboten, wie das "3D 2 Go" Board mit einem XMC1100 Prozessor und dem neuen 3D-Magnetfeldsensor von Infineon, um ein Beispiel zu nennen: '''[http://www.infineon.com/cms/en/product/sensor-ics/magnetic-sensors/3d-magnetic-sensor/channel.html?channel=5546d4624c9e0f0e014c9e105a8a001c 3D-Sensorkit]'''.

Von Silicon Labs gibt es [https://www.silabs.com/products/mcu/Pages/32-bit-microcontroller-tools.aspx Starter Kits] mit integriertem J-Link (Debugger) ab ca. 25 € z.B. das [https://www.silabs.com/products/mcu/lowpower/Pages/efm32tg-stk3300.aspx EFM32 Tiny Gecko Starter Kit] bei [http://www.mouser.de/ProductDetail/Silicon-Laboratories/EFM32TG-STK3300/?qs=%2fha2pyFadujBGJvO8YBq9JikBLXQGi%2fjwmF17imXuts5383tWpQKFA%3d%3d Mouser]

Der [http://www.segger.com/cms/jlink.html J-Link]-"Emulator" von Segger wird von vielen Softwarepaketen unterstützt und ist für den "nicht-kommerziellen" Einsatz von Studenten, Funkamateuren und Hobby-Bastler für ca. €50.- erhältlich (J-Link-Edu). Sein Umfang ist auf das Flashen des Speichers und das Debuggen beschränkt. Bonus: Neben den im Prozessor limitiert vorhandenen Hardware-Breakpoints (Anzahl ist MCU abhängig) sind zusätzliche Flash-Breakpoints möglich (müssen aber von der verwendeten Debug-IDE unterstüzt werden). Die sehr gut geplegte Debugger-Software unterstützt nahezu alle ARM Prozessoren. Die Trace-Option wie sie bei der PRO-Variante zur Verfügung steht, ist nicht vorhanden. Für den Preis bekommt man jedoch ein ausgewachsenes Werkzeug mit breiter Unterstützung und der Möglichkeit sowohl SWD als auch JTAG in einem Gerät vereint zu haben. Wenn man aber plant, ein oben genanntes Kit von ST, NXP, Infineon oder ähnlich zu kaufen kann man für ähnliche Kosten auch gleich ein CPU-Board dazubekommen - daher ist es sinnvoll, sich die Dokumentationen der Evalkits voher genau durchzusehen.

Der ULINK2 von Keil/ARM ist ebenfalls ein wirklich gutes Gerät. Leider ist er nicht ganz so günstig und seine Zusammenarbeit beschränkt sich auf die Arm/Keil IDE µVision. Er benötigt jedoch keine speziellen USB-Treiber sondern nutzt geschickt die Funktionalität der HID-Treiber des Betriebssystems. Das macht ihn sofort auf jedem Windows-Betriebssystem einsatzbereit.

Als Alternative zum Beschreiben des Flashs über JTAG ist oft ein serieller [[Bootloader]] im Controller enthalten. Bei ST werden sie über einen speziellen Pin der MPU aktiviert und sind dank Kompression und das intelligente Entfernen redundanter Information bei der Übertragung genauso schnell wie JTAG-/SWD-Adapter.

== CMSIS - ARM Cortex Software Libraries ==
Der ARM Cortex Microcontroller Software Interface Standard (CMSIS) ist ein herstellerunabhängiger Hardware Abstraction Layer für die Cortex-M-Prozessor -Serie. Dieser ermöglicht konsistente und einfache Software-Schnittstellen für den Prozessor und die Peripherie, und vereinfacht damit die Software-Wiederverwendung.

CMSIS besteht aus folgenden Komponenten:

* CMSIS-CORE: Bietet eine Schnittstelle zum Cortex-M0, Cortex-M3, Cortex-M4, SC000 und SC300-Prozessorkern und Peripherie-Registern.
* CMSIS-DSP: DSP-Bibliothek mit über 60 Funktionen in Festkomma-(fractional q7, q15, q31) und single precision floating-point (32-bit)-Implementierung
* CMSIS-RTOS API: Standardisierte Programmierschnittstelle für Echtzeit-Betriebssysteme für Thread-Steuerung, Ressourcen-und Zeitmanagement. Implementierungen gibt es z.B. von Keil ([http://www.keil.com/pack/doc/cmsis_rtx/index.html RTX])
* CMSIS-SVD: System View Beschreibung - XML-Dateien, die die Programmiereransicht des kompletten Mikrocontroller-Systems einschließlich Peripheriegeräte enthalten

Der Standard ist für Cortex-M-Mikrocontroller skalierbar: Von der kleinsten 4 KB MCU bis zu MCUs mit anspruchsvoller Kommunikations-Peripherie wie Ethernet oder USB. Die "Core Peripheral Funktionen" benötigt beispielsweise weniger als 1 KB-Code und weniger als 10 Bytes RAM.

Beispiele:
* Software Beispiele von [http://www.energymicro.com/downloads/application-notes Energy Micro] basierend auf CMSIS

Mehr Informationen auf der [http://www.arm.com/products/processors/cortex-m/cortex-microcontroller-software-interface-standard.php ARM CMSIS Webseite].

== Siehe auch ==
* [[Linksammlung#ARM|Linksammlung (Abschnitt ARM)]]
* [[LPC1xxx]]
* [[LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso]]
* [[Installationsanleitung_C-Entwicklungsumgebung_f%C3%BCr_LPC1xxx_von_Code_Red]]
* [[Codebase_f%C3%BCr_LPC1xxx]]
* [[ARM-elf-GCC-Tutorial]]
* [[AVR32]]
* [[Blackfin]]
* [[AT91SAM9260]]
* [[STM32]]
* [[JTAG]]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/EFM32 EFM32]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32_-_Einstieg_mit_Em::Blocks STM32 - Einstieg mit Em::Blocks Tutorial]

== Weblinks ==
* [http://www.mySTM32.de Online Tutorial für den STM32]
* [http://www.myXMC.de Online Tutorial für den XMC von Infineon]
* [http://www.myUGL.de Online Tutorial für freie Grafikbibliothek, STM32, STM32F429, TFT, Touch]
* [http://embdev.net/forum/arm-gcc ARM-GCC Forum] im englischsprachigen "Ableger" von mikrocontroller.net embdev.net u.a. für WinARM, Yagarto, CS Codebench
* [http://www.arm.com/products/processors/cortex-m/index.php Cortex-M Produktseite von ARM]
* [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp Infocenter von ARM Ltd.]
* [http://www.open-research.org.uk/ARMuC/ ARMuC ARM microcontroller Wiki]
* [http://chaosradio.ccc.de/cre151.html Chaosradio Express - Die ARM-Architektur]

== Literatur ==
* ARM Systems Developer's Guide (2004) ISBN 1558608745 [http://books.google.de/books?id=HKKUkDQE17QC&output=html Im Buch blättern] [http://booksite.elsevier.com/9781558608740/ Programmbeispiele aus dem Buch, u.a. FFT, FIR/IIR-Filter, Division, Wurzel]
* ARM Assembly Language - an Introduction (2007) ISBN 1847536964 [http://books.google.de/books?id=8KJX5R8mMvsC&output=html Im Buch blättern] [http://www.lulu.com/content/1172076 Verlagsseite "Book on demand"]
* ARM Rechnerarchitekturen für System-on-Chip-Design (2002) ISBN 3826608542
* Co-Verification of Hardware and Software for Arm Soc Design (2004) ISBN 0750677309
* ARM System-on-Chip Architecture (2000) ISBN 0201675196 [http://books.google.de/books?id=J_Fu_YTVD9gC&printsec=frontcover&output=html&source=gbs_summary_r&cad=0 Im Buch blättern]
* ARM Architecture Reference Manual ISBN 0201737191 [http://books.google.de/books?id=O5G-6WX1xWsC&printsec=frontcover&output=html&source=gbs_summary_r&cad=0 Im Buch blättern]
* Messen, Steuern und Regeln mit ARM-Mikrocontrollern ISBN 3772340172 [http://books.google.de/books?id=TKs4kN-zNYQC&output=html im Buch blättern]
* Programming Arm Microcontrollers: Using C and the Lpc2100 Family (2005? /ab 1. Dezember 2008) ISBN 0321263359
* Arm Assembly: Fundamentals and Techniques (ab 1. März 2009) ISBN 1439806101
* Reliable Embedded Systems: Using 8051 and ARM Microcontrollers (2007) ISBN 0321252918 600 Seiten mit CD [http://vig.pearsoned.co.uk/catalog/academic/product/0,1144,0321252918-TOC,00.html Inhaltsverzeichnis]
* C und C++ für Embedded Systems (u.a. ARM Cortex-M3) mitp-Verlag 2008 ISBN 382665949X
* The Definitive Guide to the Arm Cortex-M0 (Joseph Yiu) Newnes Verlag ISBN 0123854776
* The Definitive Guide to the Arm Cortex-M3 (Joseph Yiu) Newnes Verlag ISBN 185617963X

[[Category:ARM| ]]

ARM Cortex Mikrocontroller

2020-06-29T13:55:42Z

Steeefan: /* ARM Cortex M4 */

Die Firma [[ARM]] stellt selbst keine Prozessoren/Controller her, sondern entwickelt nur sogenannte "IP-Cores", die von Herstellern wie Atmel, Infineon, ST, NXP, TI und vielen anderen lizenziert werden. Diese Hersteller ergänzen den Core um Speicher und Peripherie. Der Vorteil dieses Modells ist, dass dadurch sehr viele Prozessoren mit unterschiedlichster Ausstattung verfügbar sind, die alle mit dem selben Befehlssatz (und damit dem selben Compiler) programmierbar sind.

Allen ARM-Cores gemeinsam ist die 32 Bit RISC-Architektur. Um Speicherplatz zu sparen hat ARM zusätzlich zum ARM-Befehlssatz (32bit-Instruktion) den Thumb-Befehlssatz entwickelt, der bis auf einige Ausnahmen alle Befehle in 16bit codiert[http://www.arm.com/files/pdf/ARM_Microcontroller_Code_Size_%28full%29.pdf]. Den Vorteil des gesparten Speichers erkauft sich das Instruction-Set allerdings durch eine etwas langsame Ausführungsgeschwindigkeit. Die Cortex-M Controller können ausschließlich Thumb-Instruktionen ausführen. Die Vorgänger der Cortex-Serie sind die ARM7-Mikrocontroller, die entweder nur den ARM-Befehlssatz kennen oder beide. Thumb-fähige Controller sind erkennbar am '''T''' in der Bezeichnung, z.B. ARM7'''T'''DMI.

Die ARM-Cortex-Mikrocontroller sind aufgrund der vergleichbar einfachen Beschaltung und niedrigem Stromverbrauch eine echte Alternative zu 8-Bit-Controllern wie dem [[AVR]], die auch noch eine höhere Leistungsfähigkeit besitzen.

'''In diesem Artikel geht es primär um die ARM Cortex-M Mikrocontroller, weniger um ARM [[Cortex-A]] Prozessoren, welche in Smartphones, [[Raspberry Pi]] u.ä. eingesetzt werden.'''

Es gibt folgende Varianten des Cortex-M Mikrocontroller-Kerns, aufgeführt vom energieeffizientesten zum leistungsfähigsten (Liste nicht unbedingt aktuell! Am besten immer die Herstellerseiten bemühen).

== Übersicht ==
ARM hat zur Zeit diese Cores im Programm:
{| class="wikitable"
|-
! style="width: 15% | Core !! Beschreibung
|-
| Cortex-M0 || Als günstigste und Energie-effizienteste Variante gibt es den Cortex-M0 Core mit deutlich kleinerem Befehlssatz als z.B. Cortex-M3. Dieser ist der kleinster Prozessor der Serie und tritt in Konkurrenz zu 8-Bit-Controllern
|-
| Cortex-M0+ || Der M0+ ist die optimierte Variante des Cortex-M0 und vollständig kompatibel zu diesem, erweitert ihn aber zum Beispiel mit einem Single-Cycle-I/O-Port und optionalen Features des Cortex-M3, z.B. einer [[MPU]]
|-
| Cortex-M23 || Dieser Core ist der zuletzt erschienene mit ARMv8-M-Befehlssatz und der Trustzone-Erweiterung (z.B. für IoT) und ist vergleichbar mit dem Cortex-M3
|-
| Cortex-M3 || Der erste Cortex-Mikrocontroller und der Allrounder unter den Cortex-Ms. Die Leistung ist etwa mit der seiner Vorgänger, den ARM7TDMI, vergleichbar
|-
| Cortex-M33 || Der Controller ist Vergleichbar mit dem Cortex-M4, hat allerdings den neueren ARMv8-M-Befehlssatz und die Trustzone-Erweiterung (z.B. für IoT) und ist vergleichbar mit dem Cortex-M4
|-
| Cortex-M4 || Ein hochperformanter Cortex-M3 mit [[DSP]]-Erweiterungen und einer optionalen single-precision [[FPU]]
|-
| Cortex-M7 || Der leistungsfähigste Controller der Serie, der viele Features besitzt, die früher nur Anwendungs-Prozessoren hatten, unter anderem eine double-precision-[[FPU]], Instruktions- und Daten-Caches und einer 6-stufigen Pipeline mit Sprung-Vorhersage
|-
|}
Die Liste ist nach Leistungsfähigkeit sortiert. Programme sind binär-kompatibel zu "größeren" Cores, ein für einen Cortex-M0 kompiliertes Programm kann also auch von einem Cortex-M7 ausgeführt werden.

== Hersteller ==
=== ARM Cortex M0 ===
* [http://www.st.com/en/microcontrollers/stm32f0-series.html STM32F0] von [http://www.st.com STMicro], siehe [[STM32|STM32 hier im Wiki]]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc1100-cortex-m0-plus-m0 LCP1100] und [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc1200-cortex-m0 LPC1200] von [http://www.nxp.com NXP], siehe [[LPC-Mikrocontroller|LPC-Mikrocontroller hier im Wiki]]. Für diese Controller gibt es bereits eine [[Codebase für LPC1xxx|Codebase hier im Wiki]].
* [http://www.infineon.com/XMC1000 XMC1000] von [http://www.infineon.com Infineon], siehe [[XMCxxxx|XMCxxxx hier im Wiki]]
* [http://www.nuvoton.com/NuvotonMOSS/Community/ProductInfo.aspx?tp_GUID=5dbf7d7a-b6df-4fe1-91c9-063449500ce7 NuMicro-Controller] von Nuvoton (ex Winbond), laut Datenblatt mit 2.5-5.5V Betriebsspannung!
* [http://www.cypress.com/PSOC4 PSOC4 Familie] von [http://www.cypress.com Cypress]

=== ARM Cortex M0+ ===
* [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-zero-gecko/pages/efm32-zero-gecko.aspx EFM32 Zero Gecko] und [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-happy-gecko/pages/efm32-happy-gecko.aspx EFM32 Happy Gecko] von [http://www.silabs.com Silicon Labs], siehe [[EFM32|EFM32 hier im Wiki]]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc800-series-cortex-m0-plus-mcus LPC800] von [http://www.nxp.com NXP]. Für diese Controller gibt es bereits eine [[Codebase für LPC1xxx|Codebase hier im Wiki]].
* [http://www.freescale.com/webapp/sps/site/taxonomy.jsp?code=KINETIS_L_SERIES Kinetis L-Serie] und [http://www.freescale.com/webapp/sps/site/taxonomy.jsp?code=KINETIS_M_SERIES Kinetis M-Serie] von [http://www.freescale.com/ Freescale]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/kinetis-cortex-m-mcus/e-series-5v-robust-m0-plus-m4:KINETIS_E_SERIES Kinetis E-Serie] (5V Versorgungsspannung) von [http://www.nxp.com/ NXP (Freescale)]
* [http://www.fujitsu-fm-family.com/products/fm0.html angekündigte FM0+ Familie] von [http://www.fujitsu.com/emea/services/microelectronics Fujitsu]
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1817?icmp=ss1817_pron_pr_feb2014 angekündigte M0+ Familie] von [http://st.com STMicroelectronics]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-C.aspx SAM C Familie] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel] (5V Versorgungsspannung, nicht nur 5V-tolerant)
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-D.aspx SAM D Familie] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.cypress.com/PSOC4 PSOC4 Familie] von [http://www.cypress.com Cypress]

=== ARM Cortex M3 ===
* [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-tiny-gecko/pages/efm32-tiny-gecko.aspx EFM32 Tiny Gecko], [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-gecko/pages/efm32-gecko.aspx EFM32 Gecko], [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-leopard-gecko/pages/efm32-leopard-gecko.aspx EFM32 Leopard Gecko] sowie [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-giant-gecko/pages/efm32-giant-gecko.aspx EFM32 Giant Gecko] von [http://www.silabs.com Silicon Labs] , siehe [[EFM32|EFM32 hier im Wiki]]
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus:LPC-ARM-CORTEX-M-MCUS LPC13xx/LPC15xx/LPC17xx/LPC18xx] von NXP oder die inzwischen schon sehr ausführliche, siehe [[LPC1xxx|LPC1xxx hier im Wiki]]. Für diese Controller gibt es bereits eine [[Codebase für LPC1xxx|Codebase]].
* [http://www.ti.com/lsds/ti/microcontroller/tiva_arm_cortex/c_series/tm4c_arm_cortex-m4/overview.page TIVA] von [http://www.ti.com Texas Instruments] (vormals Stellaris, vormals Luminary Micro)
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/default.aspx SAM3N, SAM3S,SAM3U, SAM3A und SAM3X Serien] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.st.com/internet/mcu/family/141.jsp STM32] Baureihen [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1169.jsp F1]/[http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1520.jsp F2]/[http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1376.jsp L1]/[http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1377.jsp W] von STMicroelectronics , siehe [[STM32|STM32 hier im Wiki]]
* [http://www.toshiba-components.com/microcontroller/TMPM330.html TMPM330] von Toshiba
* [http://www.spansion.com/Products/microcontrollers/32-bit-ARM-Core/fm3/Pages/FM3-family.aspx FM3] von [http://www.spansion.com Spansion] (vormals Fujitsu)
* [http://www.holtek.com.tw/english/products/32bit_flashmcu.htm HT32] von Holtek Semiconductor
* [http://www.cypress.com/PSOC5 PSOC5] von Cypress

=== ARM Cortex M4 ===
* [https://www.renesas.com/eu/en/products/microcontrollers-microprocessors/ra.html:RA] von Renesas
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/kinetis-cortex-m-mcus:KINETIS Kinetis Series] von Freescale (jetzt NXP)
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc-cortex-m4/lpc4300-cortex-m4-m0:MC_1403790133078 LPC43xx] von [http://www.nxp.com/ NXP] (Dual Core: M4F + bis zu 2 Cortex-M0)
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc-cortex-m4/lpc54000-low-power-cortex-m4:MC_1414576688124 LPC54xxx] von [http://www.nxp.com/ NXP] (Dual Core: M4F + bis zu einem Cortex-M0+)
* [http://www.nxp.com/products/microcontrollers-and-processors/arm-processors/lpc-cortex-m-mcus/lpc-cortex-m4/lpc4000-cortex-m4:MC_1403790399405 LPC4xxx] von [http://www.nxp.com/ NXP]
* [http://www.silabs.com/products/mcu/32-bit/efm32-wonder-gecko/pages/efm32-wonder-gecko.aspx EFM32-Wonder Gecko] von [http://www.silabs.com Silicon Labs], siehe [[EFM32|EFM32 hier im Wiki]]
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1605.jsp STM32F3] von [http://www.st.com STMicro], siehe [[STM32|STM32 hier im Wiki]]
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1521.jsp?WT.ac=p2_bn_jun12_stm32f4series STM32F4] von [http://www.st.com STMicro], siehe [[STM32|STM32 hier im Wiki]]
* [http://www.ti.com/lsds/ti/microcontroller/tiva_arm_cortex/c_series/tm4c_arm_cortex-m4/overview.page Tiva C Series, TM4C] von [http://www.ti.com Texas Instruments]. Früher nannte Texas Instruments diese Controller ''Stellaris LM4F Series''. 2013 begann TI mit einer große Umbenennung, bei der sogar neue Typenbezeichnung vergeben wurden. So wurde zum Beispiel aus dem LM4F230H5QR der TM4C123GH6PM. Gleichzeitig begann TI die Bezeichnung ''Stellaris'' aus Datenblättern, Software-Bibliotheken und Ähnlichem zu entfernen und durch ''Tiva'' zu ersetzen. Siehe auch [http://www.ti.com/lit/an/spma050a/spma050a.pdf].
* [http://www.infineon.com/XMC4000 XMC4000] von [http://www.infineon.com Infineon], siehe [[XMCxxxx|XMCxxxx hier im Wiki]], [[XMC4500|Artikel zum XMC4500]]
* [http://www.spansion.com/Products/microcontrollers/32-bit-ARM-Core/fm4/Pages/default.aspx FM4] von [http://www.spansion.com Spansion] (vormals Fujitsu)
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/sam4l.aspx SAML], [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/sam4e.aspx SAME], [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/sam4n.aspx SAMN] und [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/arm/sam4s.aspx SAMS] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]

=== ARM Cortex M7 ===
Die neueste Variante der Cortex M-Reihe ist der M7, bei dem gegenüber dem M4 zahlreiche Features hinzukommen die die Brücke zu Anwendungsprozessoren schlagen: eine double precision-FPU, Code- und Daten-Cache, eine 6-stufige Pipeline mit Sprungvorhersage, und unterm Strich eine deutlich höhere Rechenleistung. Controller basierend auf dem Cortex M7 sind u.a. von Atmel, NXP und ST erhältlich.

* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-E.aspx SAME] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-S.aspx SAMS] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/SAM-V.aspx SAMV] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/sam7s_se.aspx SAM7S/SE] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.atmel.com/products/microcontrollers/ARM/sam7x_xc.aspx SAM7X/XC] von [http://www.atmel.com/default.aspx Atmel]
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/SC1169/SS1858 Produktseite der STM32F7-Serie von ST]

=== ARM7TDMI ===
Der Vorgänger der Cortex-M-Cores ist der '''ARM7'''TDMI. Controllerfamilien dieser Klasse sind immer noch weit verbreitet:
* [[LPC2000]] von NXP
* [[AT91SAM]] von Atmel
* [[ADuC7xxx]] von Analog Devices
* [http://focus.ti.com/mcu/docs/mcuprodoverview.tsp?sectionId=95&tabId=203&familyId=454 Texas Instruments TMS470]
* S3C24x0 [http://www.samsung.com/global/business/semiconductor/productInfo.do?fmly_id=229&partnum=S3C2410] von SAMSUNG
* STR7xx von ST Microelectronics [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-str7.html]
* und viele weitere

Mehr Informationen zur ARM-Architektur finden sich in der [http://de.wikipedia.org/wiki/ARM-Architektur Wikipedia], weiterführende Links in der [[Linksammlung#ARM|Linksammlung]].

== Compiler & Software ==
=== [[ARM_GCC|GCC]] ===
Einer der beliebtesten Compiler für ARM-Prozessoren ist der GCC. Er kann sowohl ARM- als auch Thumb-Code erzeugen. Mehr dazu unter [[ARM GCC]].

=== C/C++ IDEs ===
Kostenlose Entwicklungsumgebungen (überwiegend GCC-basiert):
* [http://www.coocox.org/software.html CooCox IDE] (Eclipse basierend)
* [https://gnuarmeclipse.github.io GNU ARM Eclipse] (Eclipse Plugin)
* [http://www.emblocks.org/web/ EmBlocks IDE] (Basiert auf Code::Blocks)
** Compiler: GNU ARM-GCC (in der Installation enthalten), RealView und IAR
** Hardware: STlink (mit "Live data"), openOCD, Jlink.
** Project Import: CoIDE, uVision, Atmel studio, MplabX, Mplab 8
** OS aware debugging
***FreeRTOS
***ChibiOS/RT
** Unterstützt sehr viele Controller(-Hersteller):
***Atmel-ARM
***NXP-ARM
***STMicro-ARM
***EnergyMicro-ARM
**Keine Beschränkungen
**Hier gehts zum ''[http://www.emblocks.org/web/downloads-main Download]'''
* [http://www.emide.org/ emIDE] Windows, komplette Visual Studio artige Entwicklungsumgebung (basierend auf Code::Blocks) mit GCC und Debugger (Unterstützung für Adapter von Segger) 
* [https://mbed.org mbed]: eine kostenlose Online-Entwicklungsumgebung basierend auf dem ARM Realview-Compiler, mit einer umfangreichen C++-Bibliothek für die Controllerfunktionen, integrierter Versionsverwaltung, und vielen Beispielprogrammen. Projekte lassen sich für Keil/IAR/GCC exportieren und offline weiterbearbeiten; die Bibliotheksfunktionen sind Open Source und auch kommerziell einsetzbar.
* [http://www.isystem.com/products/software/winidea-open winIDEAOpen]Die Fa. iSystem stellt mit der winIDEAOpen nun eine kostenlose Entwicklungsumgebung für alle Cortex-M Bauteile zur Verfügung. Als Compiler wird der GNU GCC verwendet und auch gleich mitinstalliert. Die IDE ist recht intuitiv und mit einer umfangreichen Hilfe ausgestattet. Das Ganze funktioniert mit dem GCC ohne Codesize Limit und auch ein Testwerkzeug (testIDEA) ist mit integriert. Hardwareseitig werden neben dem iSystem iTag50 [http://www.isystem.com/products/hardware/cortex-debugger/itag] auch die Segger J-Link Debug Probes sowie der ST-Link von ST unterstützt. Auf der Webseite von iSystem sind auch einige schöne Beispielprojekte für diverse Boards zu finden [http://www.isystem.com/download/winideaopen]. Demnächst soll noch die Unterstützung für die ARM und IAR Compiler hinzuzkommen. Hier gehts zum ''[http://www.isystem.com/download/winideaopen Download]'''
* '''Infineon''' bietet für seine '''XMC''' Prozessorfamilien auch eine kostenlose, professionell gepflegte C/C++ Entwicklungsumgebung an, ohne Einschränkungen auf bestimmte Typen oder Speichergrößen - alle erhältlichen XMC 1000er und 4000er Prozessoren werden unterstützt. Wenn man sich dazu noch eines der günstigen XMC Evaluierungsboards besorgt (XMC 1100 Bootkit, XMC 4500 Relax (lite) Kit o.ä.), hat man ein erstes Entwicklungssystem inklusive wiederverwendbaren HW-Debugger zur Verfügung. Die Entwicklungsumgebung basiert auf Eclipse, besitzt aber zahlreiche Erweiterungen samt Codegenerierung (sogenannte Apps), die gerade am Anfang viele Dinge abnehmen kann, da man die Peripherals damit einfach grafisch konfigurieren kann. Das ist bei Prozessoren, dessen User Manual einige hundert Seiten ausmacht (oder auch für Umsteiger von 8bitter oder anderen 32bittern), nicht unwichtig. Der generierte Code ist template-basiert, gut lesbar und kann später - wenn man mehr Erfahrung hat, für eigene Entwicklungen weiter nutzen und optimieren. Damit verliert man dann allerdings die Möglichkeit, Updates der generierten Codes aus den Apps zu bekommen, die Infineon ebenfalls kostenfrei zur Verfügung stellt. Die Software nennt sich ''Digital Application Virtual Engineer'' ([http://www.infineon.com/dave DAVE]) und kann nach Registrierung kostenlos für Windows heruntergeladen werden. Innerhalb von Dave kann man dann Apps und viele Beispiele (ohne weitere Anmeldung und Kosten) komplett oder selektiv (für bestimmte Prozessoren) herunterladen. Die aktuell stabile Version ist v3. Es ist eine neue DAVE Umgebung v4 in Arbeit, eine Betaversion kann heruntergeladen werden. Diese neue v4 Variante wird auch ein separates SDK besitzen, um Apps für Dave selbst schreiben zu können (z.B. Bauteilhersteller, die die Anbindung an den XMC für Kunden vereinfachen wollen). Einsteiger sollten aber mit v3 beginnen, um nicht über Bugs der Beta v4 zu stolpern (siehe auch im [http://www.infineonforums.com/forums/8-XMC-Forum XMC-Forum]).
* '''NXP''' bietet für seine '''LPC''' Prozessorfamilien eine kostenlose C/C++ Entwicklungsumgebung an. Die auf Eclipse basierende Entwicklungsumgebung ([http://www.lpcware.com/lpcxpresso LPCXpresso]) ist nach der Installation bis 8kB freigeschaltet und nach einer einfachen und kostenlosen Registrierung für 256kB. [http://www.lpcware.com/lpcxpresso LPCXpresso] steht für Windows, Linux und Mac zur Verfügung.
* '''ST''' bietet für seine '''STM32''' Prozessorfamilie eine kostenlose C/C++ Entwicklungsumgebung an. Die auf Eclipse basierende Entwicklungsumgebung kann nach Registrierung auf der Homepage heruntergeladen werden. [http://www.openstm32.org/]

Kommerzielle Entwicklungsumgebungen (zum Teil kostenlos mit Einschränkungen) für ARM-basierte Mikrocontroller sind z. B.:
* [http://timor.atollic.com/truestudio/ Atollic TrueStudio] (Windows), Eclipse-basierend inkl. Compiler und Linker für fast alle ARMs, jetzt auch kostenlos mit vielen Beispielen und ohne Codesize-Limitierung, dafür mit anderen Einschränkungen
* [http://www.cosmicsoftware.com/download_cortex_64k.php Cosmic Software] (Windows), bis 64kB kostenlos
* [http://rowley.co.uk/arm/index.htm Crossworks ARM] (inkl. Toolchains basierend auf GCC und Clang, für Windows, Mac OS und Linux)
* [http://www.iar.com/ewarm/ IAR Embedded Workbench for ARM] (Windows)
* [http://www.keil.com/arm/ MDK-ARM von Keil/ARM] (Windows), Lite-Version bis 32kB kostenlos,
* [http://www2.keil.com/stmicroelectronics-stm32/mdk MDK-STM32 von KEIL] Speziell für STM32x0 kostenlos ohne Beschränkung
* [http://www.sisy.de/ SiSy MC++] (Windows), Demo-Version, keine Code-Begrenzung

=== Compiler für sonstige Programmiersprachen ===
* Basic: http://www.mikroe.com/mikrobasic/arm/
* Pascal: http://www.mikroe.com/mikropascal/arm/
* Rust: https://rust-embedded.github.io/book/

=== Interpreter ===
* Forth: https://github.com/ekoeppen/CoreForth
* JavaScript: http://www.espruino.com/
* Lua: http://www.eluaproject.net/
* Python: http://micropython.org/

=== ARM/XSCALE/CORTEX Instruction Set Simulator ===
Die Firma Lauterbach bietet unter der Artikelnummer LA-8809 einen Instruction Set Simulator für ARM Cores an. Die Demoversion ist zur Evaluierung kostenlos. Einschränkungen bestehen in der Anzahl der zu ladenden Debugsymbole. Der Simulator unterstützt alle gängigen ARM Derivate und lädt alle üblichen Debugformate, wie die des RealView, IAR und TI Compilers, oder der freien GCC Tools. Zum Simulator gibt es entsprechende zugehörige Debugtools, die allerdings käuflich zu erwerben sind.

* [http://www.lauterbach.com/frames.html?dwnload.html Download ARM/XSCALE/CORTEX Simulator]

== Debug- und Programmierschnittstellen (JTAG/SWD) ==

Alle ARM-basierten Prozessoren verwenden ein einheitliches [[JTAG]]-Interface, über das Debugging und Speicherzugriff erfolgen kann. Nicht standardisiert sind allerdings die Verfahren zum Beschreiben des Flash-ROMs. Deshalb muss man beachten, ob die verwendete JTAG-Software Programmierroutinen für den jeweiligen Controller besitzt.

SWD (Serial Wire Debug) ist eine neue mit den Cortex-Mikrocontrollern eingeführte Debug- und Programmierschnittstelle, die weniger Pins benötigt als JTAG. Hier wird Debug-Bandbreite bzw. Speed gegen mehr verfügbare Pins für in-circuit Debugging "getauscht". Die meisten Controller der Cortex-M0 & M3 Serie können sowohl mittels JTAG als auch mittels SWD programmiert werden, es gibt allerdings auch Exemplare (z.B. [[EFM32]] von [https://www.silabs.com Silicon Labs], XMC1100 von [http://www.infineon.com/xmc Infineon]) welche nur SWD unterstützen.

Eine Übersicht über die empfohlenen Steckerbelegungen für JTAG und SWD gibt ein [http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.faqs/attached/13634/cortex_debug_connectors.pdf Dokument von ARM].

Darüber hinaus gibt es noch herstellerspezifische Schnittstellen wie SPD (Single Pin Debug) von Infineon, oder vorinstallierte serielle Bootloader, z.B. beim [[STM32]] oder auch bei den [[Infineon XMC]], die dann z.B. über ein eigenes [http://www.infineon.com/cms/de/product/microcontroller/development-tools-software-and-kits/c166/xc166-development-tools-software-and-kits/software-downloads/channel.html?channel=ff80808112ab681d0112ab6b50fe07c9 Tool] ohne weitere Hardware - abgesehen von einem handelsüblichen seriellen Schnittstellenadapter - programmiert werden können.

Viele Entwicklungsboards enthalten auch einen On-Board-Debugadapter zum direkten Anschluss an USB, so dass kein externer SWD- oder JTAG-Adapter notwendig ist. Manche erlauben auch, diesen Adapter abzubrechen und für eigene Entwicklungen weiterzuverwenden, somit ist nach dem Kauf eines Eval-Kits nicht nötig, einen weiteren Adapter später nachzukaufen.

=== Günstige Beispiele zum Einstieg ===
Früher bildeten einfache JTAG-Adapter für den Parallelport die einfachste Variante für den Einstieg. Diese waren kompatibel zum "Wiggler", und man konnte sie auch einfach selbst bauen. Als Software kommt [http://openocd.berlios.de/ OpenOCD] (zusammen mit [[GDB]]) oder [http://rowley.co.uk Crossworks ARM] zum Einsatz.
Mit dem Verschwinden des Parallelports an üblichen Computern hat die Attraktivität dieser Variante deutlich abgenommen.

Für USB gibt es ebenfalls OpenOCD-kompatible JTAG-Adapter, beispielsweise basierend auf den FTDI-Chips und deren eingebauten Möglichkeiten, effizient "Bitbang"-Protokolle zu implementieren (MPSSE - Multiprotocol Synchronous Serial Engine). Weiterhin kann OpenOCD auch die meisten anderen hier genannten Programmiergeräte ansteuern.

Von NXP sind preiswerte Entwicklungskits (ca. 25€ für Evaluation-Board incl. USB-JTAG-/-SWD-Programer und Debugger) erhältlich z.B. '''[http://www.watterott.com/index.php?page=search&keywords=LPCXpresso&cat=&mnf=&x=0&y=0 Watterott]'''. Siehe dazu auch die Dokumentation von NXP zu den '''[http://www.nxp.com/documents/leaflet/75016842.pdf LPCXpresso-Entwicklungskits]''' (PDF), oder diese '''[http://www.mikrocontroller.net/wikisoftware/index.php?title=LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso Beschreibung]'''.

Von ST gibt es günstige MBED/Arduino kompatible Nucleo Entwicklungskits (ca. 12€) z.B. '''[http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/LN1847/PF260320?s_searchtype=partnumber]'''. Der integrierte ST-Link Debugger kann mittels SWD und OpenOCD als Software auch andere Chip programmieren. Die etwas teuereren Discoveryboards, z.B. '''[http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/LN1848/PF260946?s_searchtype=partnumber]''', haben mehr externe Bauteile on-board, während die Nucleo Board über Shields erweiterbar sind. Nur bei Nucleo Boards ist eine UART Schnittstelle als Standard über USB zu erreichen, bei Discovery Boards mit ST-Link V2-1 müssen Lötbrücken gesetzt werden.

Auch Infineon bietet Arduino-kompatible Boards+Shields mit dem XMC1100 Prozessor und angeflanschtem Debugger an (ab ca. 16€). Weiters gibt es günstige XMC4500 Kits, die auch Ethernet, SPI-Flash und SDCard-Slot Optionen bieten. Am unteren Ende gibt es ein XMC1100 Kit samt Debugger ab ca. 5€, dieses Board für den Schlüsselbund sozusagen nennt sich treffend "XMC 2 Go". Die Preise können je nach Distributor stark variieren.
Siehe auch hier '''[http://www.infineon.com/cms/de/product/microcontroller/32-bit-industrial-microcontroller-based-on-arm-registered-cortex-registered-m/xmc-development-tools-kits-and-boards/channel.html?channel=db3a30433580b3710135a07902883872 XMC-Starter-Kits]'''.
Des weiteren werden auch schon Kits in Verbindung mit Sensoren zum Evaluieren angeboten, wie das "3D 2 Go" Board mit einem XMC1100 Prozessor und dem neuen 3D-Magnetfeldsensor von Infineon, um ein Beispiel zu nennen: '''[http://www.infineon.com/cms/en/product/sensor-ics/magnetic-sensors/3d-magnetic-sensor/channel.html?channel=5546d4624c9e0f0e014c9e105a8a001c 3D-Sensorkit]'''.

Von Silicon Labs gibt es [https://www.silabs.com/products/mcu/Pages/32-bit-microcontroller-tools.aspx Starter Kits] mit integriertem J-Link (Debugger) ab ca. 25 € z.B. das [https://www.silabs.com/products/mcu/lowpower/Pages/efm32tg-stk3300.aspx EFM32 Tiny Gecko Starter Kit] bei [http://www.mouser.de/ProductDetail/Silicon-Laboratories/EFM32TG-STK3300/?qs=%2fha2pyFadujBGJvO8YBq9JikBLXQGi%2fjwmF17imXuts5383tWpQKFA%3d%3d Mouser]

Der [http://www.segger.com/cms/jlink.html J-Link]-"Emulator" von Segger wird von vielen Softwarepaketen unterstützt und ist für den "nicht-kommerziellen" Einsatz von Studenten, Funkamateuren und Hobby-Bastler für ca. €50.- erhältlich (J-Link-Edu). Sein Umfang ist auf das Flashen des Speichers und das Debuggen beschränkt. Bonus: Neben den im Prozessor limitiert vorhandenen Hardware-Breakpoints (Anzahl ist MCU abhängig) sind zusätzliche Flash-Breakpoints möglich (müssen aber von der verwendeten Debug-IDE unterstüzt werden). Die sehr gut geplegte Debugger-Software unterstützt nahezu alle ARM Prozessoren. Die Trace-Option wie sie bei der PRO-Variante zur Verfügung steht, ist nicht vorhanden. Für den Preis bekommt man jedoch ein ausgewachsenes Werkzeug mit breiter Unterstützung und der Möglichkeit sowohl SWD als auch JTAG in einem Gerät vereint zu haben. Wenn man aber plant, ein oben genanntes Kit von ST, NXP, Infineon oder ähnlich zu kaufen kann man für ähnliche Kosten auch gleich ein CPU-Board dazubekommen - daher ist es sinnvoll, sich die Dokumentationen der Evalkits voher genau durchzusehen.

Der ULINK2 von Keil/ARM ist ebenfalls ein wirklich gutes Gerät. Leider ist er nicht ganz so günstig und seine Zusammenarbeit beschränkt sich auf die Arm/Keil IDE µVision. Er benötigt jedoch keine speziellen USB-Treiber sondern nutzt geschickt die Funktionalität der HID-Treiber des Betriebssystems. Das macht ihn sofort auf jedem Windows-Betriebssystem einsatzbereit.

Als Alternative zum Beschreiben des Flashs über JTAG ist oft ein serieller [[Bootloader]] im Controller enthalten. Bei ST werden sie über einen speziellen Pin der MPU aktiviert und sind dank Kompression und das intelligente Entfernen redundanter Information bei der Übertragung genauso schnell wie JTAG-/SWD-Adapter.

== CMSIS - ARM Cortex Software Libraries ==
Der ARM Cortex Microcontroller Software Interface Standard (CMSIS) ist ein herstellerunabhängiger Hardware Abstraction Layer für die Cortex-M-Prozessor -Serie. Dieser ermöglicht konsistente und einfache Software-Schnittstellen für den Prozessor und die Peripherie, und vereinfacht damit die Software-Wiederverwendung.

CMSIS besteht aus folgenden Komponenten:

* CMSIS-CORE: Bietet eine Schnittstelle zum Cortex-M0, Cortex-M3, Cortex-M4, SC000 und SC300-Prozessorkern und Peripherie-Registern.
* CMSIS-DSP: DSP-Bibliothek mit über 60 Funktionen in Festkomma-(fractional q7, q15, q31) und single precision floating-point (32-bit)-Implementierung
* CMSIS-RTOS API: Standardisierte Programmierschnittstelle für Echtzeit-Betriebssysteme für Thread-Steuerung, Ressourcen-und Zeitmanagement. Implementierungen gibt es z.B. von Keil ([http://www.keil.com/pack/doc/cmsis_rtx/index.html RTX])
* CMSIS-SVD: System View Beschreibung - XML-Dateien, die die Programmiereransicht des kompletten Mikrocontroller-Systems einschließlich Peripheriegeräte enthalten

Der Standard ist für Cortex-M-Mikrocontroller skalierbar: Von der kleinsten 4 KB MCU bis zu MCUs mit anspruchsvoller Kommunikations-Peripherie wie Ethernet oder USB. Die "Core Peripheral Funktionen" benötigt beispielsweise weniger als 1 KB-Code und weniger als 10 Bytes RAM.

Beispiele:
* Software Beispiele von [http://www.energymicro.com/downloads/application-notes Energy Micro] basierend auf CMSIS

Mehr Informationen auf der [http://www.arm.com/products/processors/cortex-m/cortex-microcontroller-software-interface-standard.php ARM CMSIS Webseite].

== Siehe auch ==
* [[Linksammlung#ARM|Linksammlung (Abschnitt ARM)]]
* [[LPC1xxx]]
* [[LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso]]
* [[Installationsanleitung_C-Entwicklungsumgebung_f%C3%BCr_LPC1xxx_von_Code_Red]]
* [[Codebase_f%C3%BCr_LPC1xxx]]
* [[ARM-elf-GCC-Tutorial]]
* [[AVR32]]
* [[Blackfin]]
* [[AT91SAM9260]]
* [[STM32]]
* [[JTAG]]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/EFM32 EFM32]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32_-_Einstieg_mit_Em::Blocks STM32 - Einstieg mit Em::Blocks Tutorial]

== Weblinks ==
* [http://www.mySTM32.de Online Tutorial für den STM32]
* [http://www.myXMC.de Online Tutorial für den XMC von Infineon]
* [http://www.myUGL.de Online Tutorial für freie Grafikbibliothek, STM32, STM32F429, TFT, Touch]
* [http://embdev.net/forum/arm-gcc ARM-GCC Forum] im englischsprachigen "Ableger" von mikrocontroller.net embdev.net u.a. für WinARM, Yagarto, CS Codebench
* [http://www.arm.com/products/processors/cortex-m/index.php Cortex-M Produktseite von ARM]
* [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp Infocenter von ARM Ltd.]
* [http://www.open-research.org.uk/ARMuC/ ARMuC ARM microcontroller Wiki]
* [http://chaosradio.ccc.de/cre151.html Chaosradio Express - Die ARM-Architektur]

== Literatur ==
* ARM Systems Developer's Guide (2004) ISBN 1558608745 [http://books.google.de/books?id=HKKUkDQE17QC&output=html Im Buch blättern] [http://booksite.elsevier.com/9781558608740/ Programmbeispiele aus dem Buch, u.a. FFT, FIR/IIR-Filter, Division, Wurzel]
* ARM Assembly Language - an Introduction (2007) ISBN 1847536964 [http://books.google.de/books?id=8KJX5R8mMvsC&output=html Im Buch blättern] [http://www.lulu.com/content/1172076 Verlagsseite "Book on demand"]
* ARM Rechnerarchitekturen für System-on-Chip-Design (2002) ISBN 3826608542
* Co-Verification of Hardware and Software for Arm Soc Design (2004) ISBN 0750677309
* ARM System-on-Chip Architecture (2000) ISBN 0201675196 [http://books.google.de/books?id=J_Fu_YTVD9gC&printsec=frontcover&output=html&source=gbs_summary_r&cad=0 Im Buch blättern]
* ARM Architecture Reference Manual ISBN 0201737191 [http://books.google.de/books?id=O5G-6WX1xWsC&printsec=frontcover&output=html&source=gbs_summary_r&cad=0 Im Buch blättern]
* Messen, Steuern und Regeln mit ARM-Mikrocontrollern ISBN 3772340172 [http://books.google.de/books?id=TKs4kN-zNYQC&output=html im Buch blättern]
* Programming Arm Microcontrollers: Using C and the Lpc2100 Family (2005? /ab 1. Dezember 2008) ISBN 0321263359
* Arm Assembly: Fundamentals and Techniques (ab 1. März 2009) ISBN 1439806101
* Reliable Embedded Systems: Using 8051 and ARM Microcontrollers (2007) ISBN 0321252918 600 Seiten mit CD [http://vig.pearsoned.co.uk/catalog/academic/product/0,1144,0321252918-TOC,00.html Inhaltsverzeichnis]
* C und C++ für Embedded Systems (u.a. ARM Cortex-M3) mitp-Verlag 2008 ISBN 382665949X
* The Definitive Guide to the Arm Cortex-M0 (Joseph Yiu) Newnes Verlag ISBN 0123854776
* The Definitive Guide to the Arm Cortex-M3 (Joseph Yiu) Newnes Verlag ISBN 185617963X

[[Category:ARM| ]]

Renesas ra

2020-06-29T13:52:10Z

Steeefan: Renesas Advanced Mikrocontroller