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18 DESIGN&ELEKTRONIK 13 2020 www designelektronik de Halbleiter FPU-Anwendungen langsamen Dieses Problem wurde innerhalb des Arduino-Ökosystems durch den ShieldBuddy gelöst ein Board das eine ähnliche physikalische Grundfläche wie Arduino-Boards aufweist aber über drei unabhängige 32-Bit-Verarbeitungskerne verfügt die jeweils mit 200 MHz arbeiten und eine eigene FPU besitzen Im Folgenden geht es um die verschiedenen Optionen der Arduino-Verarbeitungsplattform und warum die FPU-Fähigkeit für viele Anwendungen so wichtig ist Dann wird der ShieldBuddy vorgestellt ein Board das eine ähnliche physikalische Grundfläche wie Arduino-Boards aufweist aber drei unabhängige 32-Bit-Verarbeitungskerne hat die jeweils mit 200 MHz arbeiten und jeweils eine eigene FPU besitzen Zudem wird das Programmiermodell des ShieldBuddy erläutert und aufgezeigt wie seine Eclipsebasierte Programmierumgebung und seine Unterstützung der integrierten Entwicklungsumgebung IDE von Arduino Makern und Profis einen schnellen Einstieg ermöglicht ■ Arduino für Neueinsteiger und Profis Neueinsteiger im Arduino-Universum starten typischerweise mit dem Arduino Uno Rev3 Bild 1 basierend auf dem 8-Bit-Mikrocontroller ATmega328P der mit 16 MHz arbeitet Dieses Board besitzt nur 32 KB Flash-Speicher 2 KB SRAM 14 digitale Ein-Ausgangspins E Aund sechs analoge Eingangspins Sechs der digitalen Pins können PWM-Ausgänge Pulsweitenmodulation bereitstellen die analogen Pins lassen sich bei Bedarf auch als digitale I O-Pins verwenden Die Grundfläche der Stiftleisten des Arduino Uno Rev3 mit 14 digitalen E APins sechs analogen Eingangspins und verschiedenen Strom-Masseund Referenzpins bildet die Grundlage für ein großes Ökosystem von Aufsteckboards die als Shields bezeichnet werden Viele Nutzer des Uno Rev3 wechseln später zum Arduino Mega 2560 Rev3 Bild 2 das auf dem 8-Bit-Mikrocontroller ATmega2560 16 MHz basiert Diese Karte verfügt über 256 KB Flash-Speicher und 8 KB SRAM Aufgrund der Grundfläche seiner Stiftleisten kann er die gleichen Shields wie der Uno tragen jedoch ermöglichen zusätzliche Stiftleisten die Aufnahme von 54 digitalen E A-Pins und 16 analogen Eingangspins In diesem Fall können 15 der digitalen Pins PWM-Ausgänge bereitstellen Auch hier sind die analogen Pins bei Bedarf auch als digitale I O-Pins zu verwenden Zusätzlich zu den Einschränkungen die ein 8-Bit-Datenpfad und ein 16-MHzTakt mit sich bringen enthalten weder die Arduino-Unonoch die Arduino-Mega-Mikrocontroller eine FPU was bedeutet dass alle Berechnungen mit Fließkommawerten diese Prozessoren stark verlangsamen Für diejenigen Nutzer die mehr Rechenleistung benötigen kommt der Arduino Due Bild 3 in Frage Er hat eine ähnliche physikalische Grundfläche wie der Arduino Mega basiert jedoch auf dem 32-Bit-Atmel-Controller SAM3X8E der einen Arm Cortex-M3-Kern enthält und mit 84 MHz läuft Dieses Board verfügt über 512 KB Flash-Speicher 96 KB SRAM 54 digitale E A-Pins zwölf analoge Eingangspins und zwei analoge Ausgangspins die Bild 1 Das Entwicklungsboard Arduino Uno Rev3 ist mit dem 8-Bit-Mikrocontroller ATmega328P ausgerüstet der mit 16 MHz läuft Bild 2 Das Board Arduino Mega 2560 Rev3 basiert auf dem 8-Bit-Mikrocontroller ATmega2560 der mit 16 MHz läuft Aufgrund der Grundfläche seiner Stiftleisten kann er die gleichen Abschirmungen wie der Arduino Uno tragen verfügt aber über zusätzliche Stiftleisten die insgesamt 54 digitale E APins und 16 analoge Eingangspins zur Verfügung stellen