PJRC Teensy41 Mikrocontroller Teensy 4.1

Der neue Teensy 4.1 besitzt einen ARM Cortex-M7-Prozessor mit 600 MHz, einen NXP iMXRT1062-Chip, einen viermal größeren Flash-Speicher als der Teensy 4.0 sowie zwei weitere Speicherplätze zur Erweiterung des Speichers. Er hat die gleiche Größe und Form wie der Teensy 3.6 (2,4 x 0,7 Zoll) und bietet eine größere E/A-Fähigkeit, Ethernet-PHY, SD-Kartensockel und USB-Host-Anschluss.
Beim Betrieb unter Volllast benötigt der Teensy 4.1 ca. 100 mA Strom und bietet Unterstützung für die dynamische Taktskalierung. Im Gegensatz zu herkömmlichen Mikrocontrollern, bei denen eine Änderung der Taktgeschwindigkeit falsche Baudraten und andere Probleme verursacht, sind die Hardware des Teensy 4.1 und die Softwareunterstützung für die Arduino-Timing-Funktionen von Teensyduino so definiert, dass dynamische Geschwindigkeitsänderungen ohne Probleme durchführbar sind. Serielle Baudraten, Audio-Streaming-Abtastraten und Arduino-Funktionen wie delay() und millis() sowie Teensyduino-Erweiterungen wie IntervalTimer und elapsedMillis arbeiten auch dann noch genau, wenn die CPU - Geschwindigkeit geändert wird. Der Teensy 4.1 bietet auch eine Option zur Stromabschaltung. Durch Anschluss eines Druckknopfes an den On/Off-Pin kann die 3,3-V-Stromversorgung durch fünf Sekunden langes Halten des Knopfes vollständig abgeschaltet und durch einen kurzen Tastendruck wieder eingeschaltet werden. Wenn eine Knopfzelle an VBAT angeschlossen ist, behält die RTC des Teensy 4.1 auch bei ausgeschalteter Stromversorgung weiterhin Datum & Amp; Uhrzeit im Auge.
Der ARM Cortex-M7 bringt viele leistungsstarke CPU-Funktionen auf eine echte Echtzeit-Mikrocontroller-Plattform. Der Cortex-M7 ist ein Doppel-Superskalierer-Prozessor, d.h. der M7 kann zwei Befehle pro Taktzyklus bei 600 MHz durchführen. Die gleichzeitige Ausführung von zwei Befehlen hängt natürlich davon ab, dass der Compiler Befehle und Register bestellt. Erste Benchmarks haben gezeigt, dass von Arduino kompilierter C++-Code dazu neigt, zwei Instruktionen in etwa 40% bis 50% der Zeit auszuführen, während er numerisch intensive Arbeit mit ganzen Zahlen und Zeigern leistet. Der Cortex-M7 ist der erste ARM-Mikrocontroller, der die Zweigvorhersage verwendet. Auf M4 benötigen Schleifen und anderer Code, der viel verzweigt ist, drei Taktzyklen. Bei M7 entfernt die Zweigvorhersage, nachdem eine Schleife einige Male ausgeführt wurde, diesen Overhead, so dass die Zweiganweisung in nur einem einzigen Taktzyklus ausgeführt werden kann.
Tightly Coupled Memory (eng gekoppelter Speicher) ist ein besonderes Merkmal, das Cortex-M7 schnellen Einzelzyklus-Zugriff auf den Speicher unter Verwendung eines Paares von 64 Bit breiten Bussen ermöglicht. Der ITCM-Bus bietet einen 64-Bit-Pfad zum Abrufen von Instruktionen. Der DTCM-Bus ist eigentlich ein Paar 32-Bit-Pfade, die es M7 ermöglichen, bis zu zwei separate Speicherzugriffe im selben Zyklus durchzuführen. Diese extrem schnellen Busse sind vom AXI-Hauptbus der M7 getrennt, der auf andere Speicher und Peripheriegeräte zugreift. Auf 512 Speicher kann als eng gekoppelter Speicher zugegriffen werden. Teensyduino weist Ihren Arduino-Skizzencode automatisch dem ITCM zu und alle nicht-allokierten Speicherverwendungen dem schnellen DTCM, es sei denn, Sie fügen zusätzliche Schlüsselwörter hinzu, um den optimierten Standard zu überschreiben. Speicher, auf den auf den eng gekoppelten Bussen nicht zugegriffen wird, ist für den DMA-Zugriff durch Peripheriegeräte optimiert. Da der Großteil des Speicherzugriffs von M7 auf die beiden eng gekoppelten Busse erfolgt, haben leistungsstarke DMA-basierte Peripheriegeräte einen ausgezeichneten Zugriff auf den Nicht-TCM-Speicher für hocheffiziente E/A.
Der Cortex-M7-Prozessor von Teensy 4.1 enthält eine Gleitkommaeinheit (FPU), die sowohl 64-Bit-"Double" als auch 32-Bit-"Float" unterstützt. Mit der FPU von M4 auf Teensy 3.5 & 3.6 und auch den SAMD51-Chips von Atmel ist nur 32-Bit-Float hardwarebeschleunigt. Jede Verwendung von doppelten, doppelten Funktionen wie log(), sin(), cos() bedeutet langsame softwareimplementierte Mathematik. Teensy 4.1 führt all diese Funktionen mit FPU-Hardware aus.