ARM926、ARM1176这些经典的处理器一向是传统工业控制领域中偏爱的角色，我们到处可以看到它们活跃的身影，而随着ARM Cortex-A5处理器的发布，这个领域又多了一个有力的竞争者，相比传统的经典处理器系列，Cortex-A5的优势是显而易见的，无论在性能上、还是功耗上，如下图所示。

今天，爱板网就要给大家推荐一款基于ARM Cortex-A5处理器的开发板——Atmel SAMA5D4 Xplained Ultra，看到这里，相信不少网友会想起Atmel先前的一款SAMA5D3开发板（评测），那么它们的区别在哪里的？我们一起来看下。Atmel SAMA5D4 Xplained Ultra外包装从原来的机器人，变成一棵大树，一棵电子大树：在这个大树上有娱乐，有加密，有运动...代表着用这块板子可以打开物联网的大门，通向种种智能应用。

里面东西很少，一根USB线，一块板子，重点是板子是在中国生产的，这有别与SAM4L是在马来西亚生产的板子。

拆包结束，用一张Atmel的图片开始评测文章。

SAMA5D4

SAMA5D4主控与前一代SAMA5D3的参数对比如下图：

可以看到，SAMA5D4在CPU的性能上有显著提高，而且更倾向于安全，但是在外设上则降低以太网的速度，去除对CAN的支持。

这里，不少网友会产生疑惑，那么SAMA5D4的提高究竟在哪些地方呢？

• Neon，是一种128位SIMD（单指令多数据）扩展结构，也就是SIMD的一种实现方式。具有NEON技术的处理器都会配备32个64位寄存器和16个128位寄存器，分别标记为（D0-D31，Q0-Q15）。NEON用于高精度计算和复杂算法的加速，在SAMA5D4上，可以更多的用于对多媒体的支持。
• L2 cache，就是二级缓存，这是我们购买电脑的一个重要参数，作用当然也是为了弥补DDR内存和CPU一级缓存之间的速度差异。
• 硬件视频解码，如今的视频已经进入高清时代，面向多媒体应用的处理器如果没有硬件解码器是多么令人难以想象的一件事，就好比几年前集成显卡要播放1080P视频一样。
• 先进的Atmel的安全技术，能够防止伪造，保障外部通信，系统认证保护，主要功能有：外部DDR代码的实时加密/解密、加密引擎支持AES/3DES，RSA， ECC-TRNG,，SHA，篡改检测管脚，内存保护（密钥存储）

我们还可以从SAMA5D4的系统框图中进一步来了解Atmel推出的这款处理器的功能，众多的外设接口资源让它在面对高性能、安全和多媒体的工业应用领域中。（下一页）

Atmel SAMA5D4 Xplained Ultra

Xplained Ultra系列是使用Atmel SMART微处理器或者高端微控制器的开发板，提供丰富的资源。在这个系列的板子上可以直接使用高速数据和外部存储接口，并且提供标准的Xplained Pro扩展板或标准的Arduino DUE接口。

这块SAMA5D4 Xplained Ultra上的系统资源有：

• Atmel SAMA5D4 是基于Cortex®-A5 的MPU
• 512MB DDR2
• 512MB SLC NAND Flash
• 1x SD/eMMC and 1x MicroSD插槽
• 兼容PDA4301的TFT LCD接口
• HDMI接口
• 10/100M 以太网
• 三个USB (2 Host + 1 Device)
• 扩展接头, 兼容Arduino R3 Shield
• Power measurement straps

电源系统

如下图所示，SAMAD4需要如下电源配置。

板子上使用技领半导体（active-semi）的高效ActivePMU电源管理方案。ACT8865是能够为SAMA5D4提供电压时序的单芯片电源方案。实际电路如下图所示。

ACT8865不但能够为主芯片提供电源，还为主板外部的外设提供电源:

• 1.2V HDMI
• 3.3V Ethernet PHY, HDMI, EDBG

上述的电源系统基于的是外部稳定的5V输入，SAMA5D4-XULT所需的外部5V DC电源可以有4种输入：

• 首先是两个Micro-USB输入提供电源
• 其次是预留的J4电源接口
• 最后是EXP_5V接口，可以通过Ardunio连接板来给主板供电。

板子的包装中只有板子和一条USB线，外部DC电源输入接头没有提供零件也没有焊接，手册上注明了USB线提供的最大电流是500mA，也就是如果有外接板子和扩展其他应用，那么就要考虑自己找个电源了。

板上提供纽扣电池的插槽，SAMA5D4-XULT需要一个纽扣电池，用于永久为SAMA5D4的备份区域供电，这样避免丢失数据和保存的寄存器，而在更换电池的时候也保持外部通电。

复位电路

SAMA5D4-XULT板子上的复位源有：（下一页）

• 电源管理芯片（PMIC）的上电复位
• BP3按键复位
• Arduino的外部复位
• JTAG或EDBG在线仿真器的复位

时钟电路

SAMA5D4-XULT板上包括四种时钟源：

• SAMA5D44处理器的两个可选时钟源（12MHz, 32KHz）
• 以太网RMII芯片使用的晶振（25MHz）
• EDBG使用晶振（12MHz）

内存

SAMA5D4部署了DDR/SDR内存接口和外部总线接口（EBI），作为外部存储和大多数并行外设的接口。

DDR/SDRAM：两个DDR/SDRAM(MT47H128M16-2Gb-16Meg*16*8 banks)用作主系统存储。板子上提供4Gb，焊接的DDR2 SDRAM。内存是32bits宽，工作在176MHz频率。

NAND Flash

板上处理器连接着一块512MB NAND Flash。

板子上还提供其他额外的存储器件或者接口：

• 串行Data Flash（SPI接口，未焊接）
• 串行EEPROM（TWI0接口，唯一MAC地址）

以上“最小系统”所需的电源，复位电路，时钟和存储器都已经囊括其中，算是可以运行起来了。

调试接口

如果面向应用的开发，最小系统远远不够，我们可能还需要必要的调试接口，基本的通信和扩展的显示，SAMA5D4开发板的调试接口主要包括了JTAG，调试串行COM口和EDBG接口。

SAMA5D4-XULT提供2×10 pin的JTAG接头，支持多种JTAG仿真器的开发和调试软件。

EDBG，SAMA5D4-XULT有专用的串行调试接口，可以通过J1的6 pin公头访问，可以使用诸如FTDI TTL-232R USB to TTL串行转接线或外接RS232/USB扩展板来使用USB/串行DBGU端口。

嵌入调试器（EDBG）接口，Atmel嵌入式调试器（EDBG）是即插即用的解决方案，可以编程和调试使用Atmel控制器的嵌入式硬件。EDBG增加了虚拟COM，架设到目标设备的UART桥，也就是EDBG在主PC机和目标设备之间提供数据网关接口，这样就能实现实时应用调试，监测，绘制和记录系统信息。

接下来运行一下自带系统，从上面描述的信息来看，我们可以从连个调试接口来监测系统，一个是EDBG（Virtual COM），另一个是COM。

首先我的系统有几个串口，其中COM2就是EDBG虚拟出来的串口，另外两个是我的USB-TTL串口。

我的串口连接在J1 DEBUG接口处。（下一页）

EDBG串口打印出来的系统信息，如下图。

我是用root用户名登陆系统，不需要密码：

输入ps命令查看一下系统进程，只是运行着sh和ps。

查看系统内核，为linux 3.10.0内核。

那么接下来从这个地址上下载一个SAMA5D4 Xplained demo ，解压后如下图所示：

注意此时要把USB换到J11（A5-USB-A）上，JP7要断开。

如果使用的是Windows系统，那么可以直接运行demo_linux_nandflash.bat文件。

一段时间后，烧写完成，打印出来的信息如下。

烧写完成后，把USB从A5-USB-A拔下，然后重新插在J20（EDBG-USB）上，在COM2上打印出来的信息。

总结

Atmel SAMA5D4 Xplained Ultra相比前一代的SAMA5D3而言，虽然主频没多大变化，但是性能和功能的提升还是显而易见的，尤其在图形处理、外设接口，安全性等方面。相比SAM4L/S系列套件来说，SAMA5D4 Xplained Ultra套装太过于简陋，外部电源接头，EEPROM什么的都只是预留位置，而且也没有提供相应的芯片。板子上预留了TFT LCD的接口，但是没有提供相应的屏幕，想要用好这个板子还是需要一定的知识储备的。

SAMA5D4 Xplained Ultra板子出现比较新，资料也相对较少，也比较小众，官方的例程出现问题很难解决。好在官方对自己AT91Bootstrap架构的传承，触类旁通，学起来应该不是很难。虽然这块板子不在Yocto官方支持板子的列表里面，好在Atmel紧跟时代步伐，自己搭建了初始的Yocto项目，用户可以在此基础上使用Yocto来搭建自己的Linux。有兴趣的朋友可以在爱板网提交申请试用，更有机会免费获得板卡。