Atmel AVR
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AVR(AVR)は、Atmel社が1996年に開発した、RISCベースの8ビットマイクロコントローラ(制御用IC)製品群の総称である。2016年以降はMicrochip社によって製造・販売されている。
概要
何かの略称ではなく「AVR」で一語である、とAtmelでは言っている。尤も、初期はアーキテクチャ開発者であるノルウェー科学技術大学の2人の学生アルフ・エギル・ボーゲン(Alf-Egil Bogen)とヴェガード・ウォラン(Vegard Wollan)の名を取り、「アルフとヴェガードによるRISC」の意味があったという。
PIC同様に回路構成が簡単でCPU、メモリ(RAM、ROM)、I/O、データ記憶用のEEPROM、クロック発振回路、タイマーなどが1チップに収められており、書き込まれたプログラムにより制御される。
ISP (In-System Programming) に対応し、コンパレータを内蔵する等、i8051ピンコンパチ品や外部にRAMやI/Oを増設する外部バスのあるものもあり、電子工作を行う人の間で人気がある。ISPには、In Circuit Serial Programming (ICSP) やJTAGという仕組みがある。
品種によっては、USBコントローラを内蔵した上でDFU対応Bootloaderをプログラムした状態で出荷されるものがあり、それらは外付け回路無しにUSB接続でプログラミング可能である。
また、ラインが変わっても基本的なCPUコアのアーキテクチャが変わらず、RAM空間がリニアである等、C言語でのプログラミングを意識しており、さらにアセンブラを含んだ統合開発環境「AVR Studio」が無償配布され、GCCも対応しているため安価に開発環境を構築できる。
MCSエレクトロニクス社より4Kバイト(2Kワード)までのコード生成が無償試用できるBascomAVRというBASICを基調としたコンパイラーが公開されている。液晶表示コマンド等、即実用可能なコマンド満載でC言語やマシン語にアレルギーのある人でも簡単にAVRを試用できる。(ただしRAM未搭載のものは殆どのコマンド使用不可)
プログラム格納用のROMは全品種でFlashROMを採用している。ハーバード・アーキテクチャである。
AVRの種類
起源となった90Sシリーズと、それを大容量化、I/Oを拡張したMegaシリーズ、高機能化・低消費電力化・低電圧対応したTinyシリーズがあり、今後は、MegaシリーズとTinyシリーズを主力する方向であるが、90Sシリーズもまだ多く使われている。
既に品種数がかなり多く、廃品種となったものも多いため、流通量が多い主な品種や著名な品種のみを取り上げ、特定顧客・特殊用途向けは割愛する。
- 90Sシリーズ
- 90S1200
- 90S2313
- 90S4433
- 90S8515
- 90S8535
- Megaシリーズ
- Mega1280/2560
- Mega8/48/88/168/328
- Mega161/162
- Mega163/323
- Mega169/329/649
- Mega8515
- Mega8535
- Mega16/32
- Mega64/128
- Tinyシリーズ
Tinyシリーズ | I/Oピン数 | 8bitタイマ | 16bitタイマ | PWM | Flash mem | EEPROM | SRAM |
---|---|---|---|---|---|---|---|
tiny2313 | 18 | 1 | 1 | 4 | 2kByte | 128Byte | 128Byte |
tiny4313 | 18 | 1 | 1 | 4 | 4kByte | 256Byte | 256Byte |
tiny4 | 4 | 0 | 1 | 2 | 512Byte | 0Byte | 32Byte |
tiny5 | 4 | 0 | 1 | 2 | 512Byte | 0Byte | 32Byte |
tiny9 | 4 | 0 | 1 | 2 | 1kByte | 0Byte | 32Byte |
tiny10 | 4 | 0 | 1 | 2 | 1kByte | 0Byte | 32Byte |
tiny13 | 6 | 1 | 0 | 2 | 1kByte | 64Byte | 64Byte |
tiny20 | 12 | 1 | 1 | 3 | 2kByte | 0Byte | 128Byte |
tiny24 | 12 | 1 | 1 | 4 | 2kByte | 128Byte | 128Byte |
tiny26 | 16 | 2 | 0 | 4 | 2kByte | 128Byte | 128Byte |
tiny40 | 18 | 1 | 1 | 2 | 4kByte | 0Byte | 256Byte |
tiny44 | 12 | 1 | 1 | 4 | 4kByte | 256Byte | 256Byte |
tiny45 | 6 | 2 | 0 | 6 | 4kByte | 256Byte | 256Byte |
tiny85 | 6 | 2 | 0 | 6 | 8kByte | 512Byte | 512Byte |
AVRのレジスタセット
呼称 | 説明 |
---|---|
R0-25 | 汎用レジスタ R0-R15は即値演算不可 |
X(R26,R27) | インデックスレジスタX |
Y(R28,R29) | インデックスレジスタY |
Z(R30,R31) | インデックスレジスタZ |
PC | プログラムカウンタ |
SP | スタックポインタ |
SREG | ステータスレジスタ |
命令セット
- 16ビット固定長
- C言語でのプログラミングを意識した命令群
- メモリへのアクセスはロードとストアのみであり、演算はレジスタとレジスタあるいはイミディエイトのみ
- イミディエイト減算やキャリー付加減算のサポート
- Megaシリーズは乗算命令をサポート
主なアドレッシングモード
呼称 | 説明 |
---|---|
イミディエイト | 直接8ビットの値を指定する。 |
直接 | 直接16ビットの番地を指定する。 |
間接 | X,Y,Zレジスタで番地を指定する。ディスプレースメント付、ポストインクリメント、プリデクリメントも可。 |
関連項目
- PIC - Microchip社が開発したマイクロコントローラ。元AVRの競合製品だが現在は併売されている
- Arduino - AVRを利用したオープンソースハードウェア
- 組み込みシステム
- シーケンス制御
外部リンク
- Atmel本社
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