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ATmega328P / ATmega328PB - "Arduino"

ATmega328P

ATmega328P Datenblatt Blockschaltbild

Der ATmega328 ist ein von Atmel entwickelter 8Bit-Mikrocontroller, der über die Arduino-Plattformen vor allem im Hobby-Bereich weit verbreitet ist. Die Taktfrequenz darf bis zu 20MHz betragen. Als Speicher stehen 32kB Flash, 1kB EEPROM und 2kB RAM zur Verfügung. Die Gehäusevariante TQFP-32 bietet 23 programmierbare Ein-/Ausgänge und 3 zusätzliche analoge Eingänge. Der ATmega328 enthält zwei 8Bit- und einen 16Bit-Zähler, außerdem 6 PWM-Kanäle, einen 10Bit-ADC mit 8 Kanälen, einen anlogen Komparator, eine USART-, eine SPI- und eine I2C-Schnittstelle.

Der ATmega328P ist eine Weiterentwicklung des ursprünglichen ATmega328. Das P steht für Picopower. Die Stromaufnahme konnte zur P-Variante etwas reduziert werden.

 

ATmega328P Die

Das Die des ATmega328P ist 2,97mm x 2,95mm groß. Um den Umfang befinden sich 32 Bondpads, die auch alle kontaktiert wurden. Zwei massive Rahmen verteilen die Versorgungsspannung. Im unteren Bereich des Dies sind umfangreiche Logikstrukturen zu erkennen. Im oberen Bereich befindet sich der Flash und der EEPROM unter einer sehr dichten Metallfläche. Die oberflächlich größer erscheinenden Strukturen im oberen linken Bereich enthalten wahrscheinlich analoge Schaltungsteile.

 

ATmega328P Die Detail

In der oberen rechten Ecke findet sich das Atmel-Logo und die Zeichenfolge AT 35473. Die restlichen Strukturen sind zu klein, um sie auflösen zu können. Von anderen, im Netz veröffentlichten Bildern, weiß man, dass es sich um ein Copyright-Zeichen und den Jahrgang 2008 handelt.

 

ATmega328P Die Detail

In der unteren rechten Ecke sind das AVR-Logo und ein weiteres Copyright aus dem Jahr 2008 abgebildet.

 

ATmega328P Die Detail

In der unteren linken Ecke befinden sich Maskenrevisionen.

 

ATmega328P Die Detail

Einige Flächen sind mit Dummystrukturen aufgefüllt. Diese Strukturen erschweren eine optische Analyse. Sie sind aber auch bei der Fertigung hilfreich, weil sie dafür sorgen, dass die Metalllage überall eine ähnliche Dichte aufweist und die Prozesse so auf die ganze Fläche gleichmäßig einwirken.

Im oberen Bereich des Dies findet sich in eine Aussparung mit auffälligen Strukturen. Es könnte sich dabei um Hilfsstrukturen zur Prozessüberwachung handeln.

 

 

ATmega328PB

Der ATmega328PB ist eine Weiterentwicklung des ATmega328P. Auf diesem Package findet sich bereits das Atmel-Logo mit der neuen Schriftart. Die Unterschiede zwischen den beiden Bauteilen sind in der Applikation Note "AT15007: Differences between ATmega328P and ATmega328PB" dokumentiert. Der ATmega328PB kann demnach direkt als Ersatz für den ATmega328P eingesetzt werden, ohne dass man die Anwendersoftware anpassen muss. Es handelt sich aber laut Application Note nicht nur um einen verbesserten Atmega328P, sondern um einen komplett neuen Mikrocontroller.

 

ATmega328PB Blockschaltbild

Beim ATmega328PB sind zwei Versorgungspins entfallen, stattdessen bietet das Package zwei zusätzliche programmierbare Ein-/Ausgänge. Auch die zwei analogen Eingänge des ATmega328P können nun anders konfiguriert werden. Außerdem besitzt der Baustein zusätzlich: einen Touch-Sensor-Controller, zwei zusätzliche 16Bit-Zähler, vier zusätzliche PWM-Kanäle, einen zusätzlichen Komparator, über den der Ausgang eines Zählers mit einem zweiten Zähler moduliert werden kann, eine weitere USART-, eine weitere SPI und eine weitere I2C-Schnittstelle. Außerdem kann der Ausgang des internen Komparators auf einen Pin geschaltet werden und jeder ATmega328PB besitzt eine einzigartige Device ID. Eine weitere interessante Funktion ist die Überwachung des Oszillators. Fällt der externen Quarz aus, so schaltet der Baustein auf den internen Taktgenerator um. Der ATmega328PB lässt sich außerdem über USART aufwecken.

 

ATmega328PB Die

Trotz der zusätzlichen Funktionen ist das Die des ATmega328PB mit den Abmessungen 2,42mm x 2,83mm etwas kleiner als das Die des ATmega328P. Neben den 32 kontaktierten Bondpads finden sich hier noch vier unkontaktierte Bondpads. Diese Bondpads scheinen allerdings direkt mit ihren benachbarten Bondpads verbunden zu sein. Vielleicht hat man sich hier die Möglichkeit offen gehalten die Versorgung über mehrere Bonddrähte anzubinden.

Die Zuordnung der einzelnen Bereiche zu den enthaltenen Funktionsblöcken ist hier noch etwas schwieriger als beim ATmega328P. In der rechten unteren Ecke sind größere Elemente zu erkennen, die analoge Schaltungsteile enthalten könnten. Darüber befindet sich ein Logikbereich. Die sehr regelmäßigen Strukturen in der linken Hälfte des Dies beinhalten wahrscheinlich Speicherbereiche. Oben rechts könnten sich ebenfalls Speicherbereiche befinden.

 

ATmega328PB Die Detail

In der linken oberen Ecke des Dies ist das Atmel-Logo abgebildet. Andere Beschriftungen oder Logos sind nicht abgebildet.

 

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