PJRC Teensy41 Microcontroller Teensy 4.1

De nieuwe Teensy 4.1 heeft een ARM Cortex-M7-processor met 600 MHz, een NXP iMXRT1062-chip, een viermaal groter flash-geheugen dan de Teensy 4.0 en twee meer geheugenplaatsen voor uitbreiding van het geheugen. Hij heeft dezelfde grootte en vorm als de Teensy 3.6 (2,4 x 0,7 inch) en biedt een grotere I/O-capaciteit, ethernet-PHY, SD-kaartsokkel en USB-hostaansluiting.
Bij gebruik onder volledige belasting verbruikt de Teensy 4.1 ca. 100 mA stroom en biedt ondersteuning voor de dynamische klokfrequentieschaling. In tegenstelling tot andere microcontrollers, waarbij een verandering van de klokfrequentie verkeerde baudrates en andere problemen veroorzaakt, zijn de hardware van de Teensy 4.1 en de softwareondersteuning voor de Arduino-timing-functies van Teensyduino zo gedefinieerd dat dynamische snelheidsveranderingen zonder problemen mogelijk zijn. Seriële baudrates, audio-streaming samplerates en Arduino-functies zoals delay() en milli() en teensyduino-uitbreidingen zoals Intervaltimer en elapsedMills werken ook nog correct als de CPU de snelheid verandert. De Teensy 4.1 biedt ook een optie voor stroomuitschakeling. Door het aansluiten van een drukknop op de on/Off-pin kan de 3,3 V-voeding door vijf seconden lang vasthouden van de knop volledig worden uitgeschakeld en door een korte druk op de knop weer worden ingeschakeld. Als een knoopcel op VBAT is aangesloten, behoudt de RTC van de Teensy 4.1 ook bij uitgeschakelde voeding de datum en de tijd in het oog.
De ARM Cortex-M7 brengt veel krachtige CPU-functies naar een echt real-time microcontroller-platform. De Cortex-M7 is een dubbele superscaler-processor, d.w.z. de M7 kan twee commando's per klokcyclus bij 600 MHz uitvoeren. De gelijktijdige uitvoering van twee opdrachten hangt natuurlijk af van het feit of de compiler opdrachten en registers klaarzet. De eerste benchmarks hebben aangetoond dat door Arduino gecompileerde C++-code de neiging heeft om twee instructies in ongeveer 40% tot 50% van de tijd uit te voeren, als hij numeriek intensief met hele getallen en pointers werkt. De Cortex-M7 is de eerste ARM-microcontroller die de takvoorspelling gebruikt. Op M4 hebben lussen en andere code, die veel vertakt is, drie klokcycli nodig. Bij M7 verwijdert de takvoorspelling, nadat een lus een paar keer is uitgevoerd, deze overhead, zodat de taktoewijzing in slechts één klokcyclus kan worden uitgevoerd.
Tightly Coupled Memory (Eng. voor nauw gekoppeld geheugen) is een bijzonder kenmerk, dat Cortex-M7 snelle toegang tot het geheugen met behulp van een paar 64-bits brede bussen mogelijk maakt. De ITCM-bus biedt een 64-bits pad voor het opvragen van instructies. De DTCM-bus is eigenlijk een paar 32-bits paden, die M7 in staat stellen tot twee aparte geheugentoegangen in dezelfde cyclus uit te voeren. Deze extreem snelle bussen zijn gescheiden van de AXI-hoofdbus van de M7, die toegang heeft tot ander geheugen en randapparatuur. 512 geheugenplaatsen kunnen als nauw gekoppeld geheugen worden benaderd. Teensyduino wijst uw Arduino-sketchcode automatisch toe aan de ITCM en alle niet-gealloceerde geheugentoepassingen aan de snelle DTCM, tenzij u extra trefwoorden toevoegt om de geoptimaliseerde standaard te overschrijven. Geheugen dat niet toegankelijk is voor de nauw gekoppelde bussen, is geoptimaliseerd voor DMA-toegang door randapparatuur. Omdat het grootste deel van de geheugentoegang van M7 tot de beide nauw gekoppelde bussen plaatsvindt, heeft krachtige op DMA gebaseerde randapparatuur uitstekende toegang tot het niet-TCM-geheugen voor zeer efficiënte I/O.
De Cortex-M7-processor van Teensy 4.1 bevat een floating point unit (FPU), die zowel 64-bits "Double" als 32-bits "Float" ondersteunt. De FPU van M4 op Teensy 3.5 & 3.6 en ook op SAMD51-chips van Atmel versnelt alleen 32-bits float hardwarematig. Elk gebruik van double-functies zoals log(), sin(), cos() betekent langzame softwarematige berekeningen. Teensy 4.1 voert al deze functies uit met FPU-hardware.