EMB97

EMBEDDED 97 • SETTEMBRE • 2025 25 Robert Perkel è Application Engi- neer presso Microchip Technology, si occupa di sviluppo di app note, articoli tecnici e video, oltre che di analisi di use case delle periferiche e sviluppo di codice dimostrativo. Laureato in ingegneria informatica a Virginia Tech Questa logica – utilizzata internamente per sviluppare una nuova control board per sistemi di cronometrag- gio – ha permesso il passaggio da una soluzione basata su logica discreta 74’HC (1980) a una interamente con- tenuta in un PIC a 20 pin, riducendo sensibilmente la BOM (figura 3). Convertitore SPI-to-WS2812 Il protocollo WS2812, usato per pilotare matrici di LED via modulazione PWM su un filo, richiede tem- pistiche stringenti. In questo esempio, l’hardware SPI del microcontrollore viene utilizzato come shift register per i dati indirizzati ai LED, mentre il CLB si occupa di convertire SCLK e SDO nei segnali richie- sti dal bus WS2812. L’implementazione sfrutta un contatore a 3 bit monosta- bile, un latch D con abilitazione e una LUT a 4 ingressi (figura 4). La selezione e la sincronizzazione dei clock per SPI e CLB sono elementi chiave: il clock SPI è impo- stato idle HIGH e varia sul fronte di salita, con frequenza a 800 kHz (tipica per WS2812), mentre il clock del CLB opera a 10 volte tale velocità, ossia 8 MHz. La logica del CLB permette di scandire i dati in usci- ta con grande precisione, rispettando i vincoli tem- porali del protocollo e liberando la CPU dal carico di elaborazione real-time. Vantaggi progettuali e conclusioni Entrambi gli esempi illustrano i vantaggi dell’uti- lizzo di logica discreta integrata all’interno del mi- crocontrollore. La presenza di periferiche hardware dedicate alleggerisce il carico della CPU, migliora i tempi di risposta, riduce i consumi e consente un ri- sparmio evidente nella BOM finale.
Il CLB permette di realizzare funzioni complesse, in precedenza non implementabili direttamente in MCU base, aprendo la strada a nuove generazioni di sistemi embedded compatti, efficienti e personalizzati. Attualmente, la periferica CLB è disponibile nella famiglia PIC16F13145 di Microchip, acquistabile tra- mite Microchip Direct o i principali distributori. Figura 4. Schema logico del convertitore SPI-to-WS2812 MICROPROCESSORI | HARDWARE