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PCB Design/MCU Design

[Atmega328] Atmega328 Chip의 종류와 차이(PU, AU, MU etc...) (2)

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안녕하세요.

Atmega328 Chip의  구분하는 방법에는 대표적으로 패키지 형태(Package Type),  저전력 소비(Low Power Consumption), 포장 방식(Package Method) 등으로 나뉘어져 있습니다. 이러한 구분을 알아보고 각 Chip의 모델에 따른 스펙차이를 좀더 자세하게 알아보겠습니다.


참고사이트(Chip의 PKG 타입, 3D Model, FootPrint 등을 쉽게 파악 가능합니다.)

https://www.aiema.com/component-3d-model?keywords=atmega328

 

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※1. Package Type (패키징 형태) - PU vs AU vs MU

[패키지 요약 비교]

 

 

 

 

(1) DIP-28 [ Dual In-line-28 ]

: 핀 간격이 넓어 브레드보드와 같은 환경에서 쉽게 사용할 수 있습니다. 또한 IC 소켓을 통해 PCB보드에서도 탈부착에 용이합니다.

DIP-28 (Dual In-line Package)

DIP-28 패키지는 다음과 같은 특징을 갖습니다.
[Chip 종류]: Atmega328-PU, Atmega328P-PU, Atmega328-PN, Atmega328P-PN

  • 핀 수: 28핀
  • 형태: 두 줄로 배열된 핀
  • 핀 간격: 2.54mm (0.1인치)
  • 장점:
    • 프로토타이핑에 용이: 브레드보드와 같은 프로토타이핑 보드에 쉽게 삽입할 수 있어, 초보자에게 적합합니다.
    • 수동 납땜 가능: 핀 간격이 넓어 수동 납땜이 비교적 쉽습니다.
    • 강력한 내구성: 물리적으로 강한 패키지 형태입니다.
  • 단점:
    • 크기: 다른 패키지에 비해 크기가 커서, PCB 설계 시 많은 공간을 차지합니다.
    • 자동화에 부적합: 대량 생산을 위한 표면 실장 기술(SMT)에는 부적합합니다.

 

 

 

 

 

 

 

(2) TQFP-32 [ Thin Quad Flat Package-32 ]

: SMD 타입으로 표면 장착 기술에 적합합니다.

TQFP-32 (Thin Quad Flat Package)

TQFP-32 패키지는 다음과 같은 특징을 갖습니다.

[Chip 종류]: Atmega328-AU, Atmega328P-AU, Atmega328-AUR, Atmega328P-AUR, Atmega328-AN, Atmega328P-AN, Atmega328-ANR, AtmegaP-ANR

  • 핀 수: 32핀
  • 형태: 네 면에 핀이 배열된 평평한 패키지
  • 핀 간격: 0.8mm
  • 장점:
    • 소형 크기: DIP-28보다 작은 크기로, 공간 절약이 가능합니다.
    • 표면 실장 가능: SMT를 통해 자동화된 대량 생산이 가능하여, 산업용 응용에 적합합니다.
    • 추가 핀 제공: DIP-28과 비교하여 4개의 추가 핀을 제공하여, 더 많은 기능을 사용할 수 있습니다.
  • 단점:
    • 수동 납땜 어려움: 핀 간격이 좁아 수동 납땜이 어려울 수 있습니다.
    • 복잡한 PCB 설계: 패키지와 핀 간격이 작아 PCB 설계가 더 복잡할 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

(3) QFN-32 [ Quad Flat No-leads-32 ]

: 핀이 외부로 노출되지 않는 소형 패키지, 공간 절약이 필요한 응용 분야에 적합합니다.

QFN-32 (Quad Flat No-leads)

QFN-32 패키지는 다음과 같은 특징을 갖습니다.

[Chip 종류]: Atmega328-MU, Atmega328P-MU, Atmega328-MUR, Atmega328-MUR

  • 핀 수: 32핀
  • 형태: 네 면에 핀이 배열된 무리드 패키지 (핀들이 노출되지 않음)
  • 핀 간격: 0.5mm
  • 장점:
    • 매우 소형 크기: TQFP-32보다 더 작은 크기로, 매우 좁은 공간에도 장착할 수 있습니다.
    • 높은 전기적 성능: 짧은 전기적 경로로 인해 신호 무결성이 우수합니다.
    • 열 성능 우수: 패키지 하단에 있는 열 패드로 인해 열 방출이 용이합니다.
  • 단점:
    • 수동 납땜 어려움: 핀이 노출되지 않아 수동 납땜이 매우 어려울 수 있습니다.
    • 고급 장비 필요: 납땜 및 검사에 고급 SMT 장비가 필요합니다.
    • 복잡한 PCB 설계: 열 패드와 작은 핀 간격 때문에 PCB 설계가 매우 정밀해야 합니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

※2. Low Power Consumption (저전력 소비) - Atmega328 vs Atmega328P

Atmega328과 Atmega328P는 AVR 마이크로컨트롤러 제품군에서 매우 유사한 두 모델입니다. 그러나 둘 사이에는 몇 가지 중요한 차이점이 있습니다.  두 칩은 대부분의 기능에서 호환성이 높지만, 저전력 소비가 중요한 응용 프로그램에서는 Atmega328P가 더 적합합니다. 대부분의 경우, 두 칩은 거의 동일하게 작동하지만, 전력 소비가 중요한 경우에는 Atmega328P를 선택하는 것이 더 나을 수 있습니다.

 

[Atmega328, Atmega328P 요약]

1. 저전력 소비 (PicoPower 기술)

  • Atmega328P: "P"는 PicoPower를 의미하며, Atmega328P는 저전력 소비 기능이 강화된 모델입니다. 이는 전력 효율이 중요한 배터리 구동 장치나 에너지 절약이 필요한 응용 프로그램에서 중요한 차이점입니다.
  • Atmega328: 저전력 소비 기능이 Atmega328P만큼 강화되지 않았습니다.

 

▶2. 디바이스 서명 (Device Signature)

: 이 서명 값은 프로그래머가 칩을 식별하는 데 사용됩니다.

  • Atmega328P: 디바이스 서명은 0x1E 0x95 0x0F입니다.
  • Atmega328: 디바이스 서명은 0x1E 0x95 0x14입니다. 이 서명 값은 프로그래머가 칩을 식별하는 데 사용됩니다.

 

▶3. 유효성

  • Atmega328P: 산업용 및 상업용 제품에서 널리 사용됩니다. 높은 신뢰성 요구 사항을 충족합니다.
  • Atmega328: 개발 및 프로토타이핑에서 자주 사용되며, 일부 상업용 제품에도 사용될 수 있습니다.

 

▶4. 가격

  • Atmega328P: PicoPower 기술과 산업용 신뢰성 덕분에 보통 Atmega328보다 약간 더 비쌉니다.
  • Atmega328: 일반적으로 더 저렴합니다.

 

▶5. 기타 기술적 차이점 

  • 내부적으로 차이가 있을 수 있지만, 대부분의 응용 프로그램에서 눈에 띄는 차이는 거의 없습니다. 두 칩은 대부분의 기능에서 호환성이 높습니다.

 

▶6. 공동점

  • 기능 및 성능: 두 칩 모두 동일한 기능을 제공하며, CPU 아키텍처, 메모리 구성, 주변 장치 등의 주요 사양이 동일합니다.
  • 핀아웃: 두 칩의 핀 배열은 동일하여, 동일한 회로 설계에서 상호 교체할 수 있습니다.
  • 클럭 속도: 최대 클럭 속도와 타이머, 인터럽트, I/O 포트 등의 기능이 동일합니다.

 

▶7. 요약

  • Atmega328P는 저전력 소비가 중요한 응용 프로그램에 적합하며, 일반적으로 산업용 제품에 사용됩니다.
  • Atmega328는 저렴한 가격과 대부분의 기능에서 Atmega328P와의 호환성 덕분에 개발 및 프로토타이핑에 자주 사용됩니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

※3. Package Method (포장 방식) -  Atmega328*-** vs Atmega328*-**R

1. 튜브 포장 (Tube):

주로 소규모 생산 및 프로토타이핑에 적합합니다. 개별 칩을 쉽게 꺼내어 사용할 수 있습니다.

 

▶2. 릴 포장 (Reel):

대량 생산에 적합하며, 자동화된 SMT 공정에서 쉽게 사용될 수 있습니다. 테이프와 릴 형태로 제공되어 SMT 장비에 쉽게 로드할 수 있습니다.

 

 

 

 

 

※4. 주요 Atmega328 Chip Spec

[요약]

1. ATMEGA328P-PU

 

 

 

2. Atmega328P-AU

 

 

 

 

3. Atmega328P-AUR

 

 

 

 

▶4. Atmega328P-MU

 

 

 

 

▶5. Atmega328P-MUR

 

 

 

 

 

 

 

이상으로 Atmega328 Chip에 대학 소개를 마치겠습니다. 감사합니다.

 

 

 

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