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Mar 26, 2024

Der neueste Chip von Arduino bietet schnellere Leistung und mehr Speicher

AKTUALISIERT 11:00 EDT / 26. JUNI 2023 von Maria Deutscher Chipmaker Arduino srl stellte heute ein neues Mikrocontroller-Board vor, das Uno R4, das eine deutlich höhere Leistung bietet als sein Vorgänger

AKTUALISIERT 11:00 EDT / 26. JUNI 2023

von Maria Deutscher

Der Chiphersteller Arduino srl stellte heute ein neues Mikrocontroller-Board vor, das Uno R4, das eine deutlich höhere Leistung als seine Hardware der vorherigen Generation bietet.

Arduino mit Sitz in der Schweiz ist ein bedeutender Hersteller von Mikrocontroller-Boards. Dabei handelt es sich um Miniaturcomputer in Form eines kompakten Chips mit einem Durchmesser von wenigen Zentimetern. Jeder dieser Chips enthält einen Prozessor, Speicher und unterstützende Komponenten, die es ihm ermöglichen, einfache Rechenaufgaben ohne externe Hilfe auszuführen.

Arduino-Chips werden von Bastlern zum Bau maßgeschneiderter Elektronik und von Bildungseinrichtungen verwendet, um Schülern das Programmieren beizubringen. Das Unternehmen verfügt außerdem über eine umfangreiche installierte Unternehmensbasis. Unternehmen nutzen Arduino-Silizium, um Industrieroboter zu bauen, automatisierte Bewässerungssysteme zu betreiben und andere angeschlossene Geräte mit Strom zu versorgen.

Für Unternehmenskunden bietet das Unternehmen seine Chips zusammen mit einer cloudbasierten Geräteverwaltungsplattform an. Organisationen können damit sensorische Daten von ihren Arduino-basierten Systemen sammeln und visualisieren. Die Plattform eignet sich auch für bestimmte andere Aufgaben, beispielsweise die Aktualisierung der Firmware von Geräten.

Der Uno R4-Chip (im Bild), den Arduino heute vorgestellt hat, ist die neue Top-End-Option in seiner Uno-Serie von Mikrocontroller-Boards. Die Serie ist die beliebteste Produktlinie des Unternehmens. Der Uno R4 ersetzt den bisherigen Flaggschiff-Chip der Produktlinie, den Uno R3.

„Angesichts der sich ständig ändernden Bedürfnisse unserer Community und des technologischen Fortschritts muss selbst das beliebteste UNO R3 weiterentwickelt werden, obwohl wir nicht vorhaben, das Board einzustellen“, sagte Massimo Banzi, Mitbegründer von Arduino.

Der Uno R4 bietet bis zu 16-mal höhere Taktraten, ein Maß für die Leistung, als der Uno R3 der vorherigen Generation. Der Hauptgrund für die Beschleunigung ist die Hinzufügung eines schnelleren Mikrocontrollers. Ein Mikrocontroller ist eine Art kompakter, energieeffizienter integrierter Schaltkreis, der als primärer Onboard-Prozessor eines Arduino-Chips fungieren kann.

Nach Angaben des Unternehmens wird der Uno R4 von einem Mikrocontroller namens RA4M1 angetrieben, der über eine Taktrate von 48 Megahertz verfügt. Der RA4M1 wird von Renesas Electronics Corp. hergestellt, einem in Tokio ansässigen Unternehmen, das vor allem für die Herstellung von Fahrzeugchips bekannt ist. Auf Architekturebene basiert der Prozessor auf einem Design von Arm Ltd.

Es gibt mehrere Gründe, warum der Prozessor des Uno R4 schneller ist als der des Arduino-Chips der vorherigen Generation.

Viele Anwendungen verarbeiten Daten in 32-Bit-Blöcken. Der Prozessor des Uno R4 verfügt über eine 32-Bit-Architektur, was bedeutet, dass mehrere Prozessorkomponenten speziell für die Arbeit mit 32-Bit-Datenblöcken optimiert sind. Dadurch kann der Uno R4 viele Anwendungen schneller ausführen als sein Vorgänger, der Uno R3, der über einen Prozessor mit einer einfacheren 8-Bit-Architektur verfügt.

Eine weitere Verbesserung gegenüber dem Vorgängerprodukt von Arduino ist die Hinzufügung einer sogenannten Gleitkommaeinheit. Dabei handelt es sich um eine Reihe von Schaltkreisen, die für die Durchführung von Gleitkommaoperationen, also Berechnungen mit Brüchen, optimiert sind.

Die Fähigkeit, Brüche schnell verarbeiten zu können, ist unter anderem für die Verarbeitung sensorischer Daten erforderlich. Die Verarbeitung von Sensordaten ist eine der Hauptaufgaben, für die Arduino-Chips in Enterprise-Internet-of-Things-Projekten eingesetzt werden. Daher soll die Gleitkommaeinheit des Uno R4 Kunden dabei helfen, ihre Software zu beschleunigen.

Der Chip führt auch andere Verbesserungen ein. Im Vergleich zum Arduino-Chip der vorherigen Generation wurde die Größe des integrierten SRAM-Cache im Uno R4 von 2 Kilobyte auf 32 Kilobyte erhöht. SRAM ist der Hochgeschwindigkeitsspeicher, in dem ein Chip Daten unmittelbar vor der Verarbeitung speichert.

Arduino hat auch den integrierten Flash-Speicherpool aktualisiert. Der Uno R4 verfügt über 256 Kilobyte Solid-State-Speicher, achtmal mehr als der Chip der vorherigen Generation.

In der Netzwerkabteilung führt der Chip einen neuen Controller Area Network-Bus ein. Es soll Entwicklern den Anschluss des Uno R2 an sogenannte Shields erleichtern. Hierbei handelt es sich um Zusatzplatinen, die den Standardfunktionsumfang eines Arduino-Chips um zusätzliche Funktionen erweitern können.

Einige Schilde verfügen über Sensoren, die es einem Arduino-Chip ermöglichen, Temperatur, Druck und andere Umgebungsparameter zu messen. Andere enthalten drahtlose Netzwerkgeräte. Arduino bietet auch Schilde an, die sich auf speziellere Aufgaben konzentrieren, beispielsweise die Verwendung eines Uno-Chips als Motorsteuerung eines Industrieroboters.

Der Uno R4 ist mit Schilden kompatibel, die mit dem Uno R3 der vorherigen Generation funktionieren, und verbraucht standardmäßig die gleiche Menge Strom. Allerdings wurde die maximal unterstützte Spannung auf 24 Volt erhöht. Durch die Versorgung eines Chips mit mehr Strom können Entwickler in manchen Fällen seine Leistung steigern.

Der Uno R4 ist in zwei Editionen erhältlich. Es gibt eine schlichte Version namens Uno R4 Minima und die fortschrittlichere UNO R4 WiFi, die drahtlose Verbindungen über Wi-Fi oder Bluetooth Low Energy herstellen kann. Der letztgenannte Chip ermöglicht es Unternehmen, ihre angeschlossenen Geräte drahtlos mit der cloudbasierten Geräteverwaltungsplattform von Arduino oder konkurrierenden Diensten zu verbinden.

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