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PSoC FOR IoT
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- ELETTRONICA OGGI 464 - SETTEMBRE 2017
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a comunicazione M2M (Machine-to-Machine) non è cer-
tamente un nuovo concetto: tecnologie come il protocollo
HART per la comunicazione in campo industriale hanno
consentito per decenni di implementare varie forme di comuni-
cazione M2M. Internet of Things (IoT) – il concetto di collegare
un dispositivo, anche molto semplice come un termostato am-
biente o un apparecchio di illuminazione a Internet – è anco-
ra nelle sue fasi iniziali. Indagini di mercato indipendenti con-
dotte da società di analisi di mercato e istituti che si occupano
dell’andamento del mercato dei semiconduttori, prevedono che
il mercato dell’IoT (riferito ai prodotti finali) è destinato a rad-
doppiare nel periodo compreso tra il 2016 e il 2019 e che entro il
2020 saranno 30 miliardi i dispositivi connessi a Internet. Poiché
l’implementazione di IoT è ancora nelle fasi iniziali, i team degli
OEM impegnati nelle attività di sviluppo fino a ora hanno utiliz-
zato per i progetti di dispositivi destinati ad applicazioni IoT mi-
crocontrollori che non erano stati realizzati per questo specifico
scopo. I vincoli imposti dalle applicazioni IoT richiedono che il
controllore host del dispositivo sia in grado di soddisfare nuovi
tipi di richieste che i controllori “legacy” non sono in grado di
esaudire. Per questo motivo, i progettisti di dispositivi per appli-
cazioni IoT si trovano di fronte a una scelta: modificare i progetti
esistenti basati su un microcontrollore “datato”, aggiungendo le
caratteristiche e le funzionalità richieste per il supporto della
connettività a Internet e delle applicazioni basate su cloud op-
pure “ripartire da zero” utilizzando un controllore di nuova gene-
razione espressamente concepito per soddisfare le richieste dei
dispositivi IoT. In questo articolo vengono descritti questi nuovi
requisiti e illustrate le modalità con le quali possono essere sod-
disfatti con un singolo microcontrollore disponibile sotto forma
di un dispositivo SoC (System-on-Chip).
Controllori per applicazioni IoT:
le quattro caratteristiche fondamentali
Ovviamente esistono numerosi modelli per collegare i dispositivi
dalla periferia (edge) di Internet al cloud e per sfruttare al meglio
I nuovi requisiti
dei microcontrollori
per applicazioni IoT
Michiyuki Yoneda
Senior product marketing engineer
Programmable systems division
Cypress Semiconductor
Consumi ridotti, alte prestazioni ed elevato
grado di sicurezza; per soddisfare le esigenze
delle applicazioni IoT è necessario utilizzare
microcontrollori di nuova concezione come i
dispositivi della serie PSoC 6
le potenzialità offerte dalla connessione a Internet di questi stessi
dispositivi. Nonostante queste differenze, vi sono alcuni requisi-
ti base condivisi tra differenti categorie di dispositivi IoT, che si
possono così riassumere:
Bassi consumi –
Un gran numero di dispositivi IoT sono ali-
mentati a batteria. In questo caso i progettisti sono impegnati a
ottimizzare il tempo di funzionamento tra una ricarica e l’altra,mi-
nimizzando nel contempo dimensioni e costi della batteria. An-
che nel caso di dispositivi alimentati dalla rete, il miglioramento
dell’efficienza energetica contribuisce a semplificare la gestione
termica, consentendo al progettista di minimizzare dimensioni e
costi di componenti quali ad esempio i dissipatori di calore.
Elevata capacità di elaborazione –
In molti casi, l’obbiet-
tivo della connessione a Internet è generare e utilizzare dati:
per questo motivo i dispositivi IoT integrano numerosi sensori
e dispositive di ingresso. Gli utenti, da parte loro, sempre più
spesso richiedono interfacce che ricalchino il più da vicino
possibile quelle degli smartphone, con display grafici e con-
trolli tattili a sfioramento. Tali caratteristiche richiedono una
notevole potenza di elaborazione, requisito questo solitamente
in netto contrasto con l’esigenza di minimizzare i consumi du-
rante il funzionamento.
Sicurezza –
Quando si opera sulla rete universale, i dispositivi
IoT devono essere in grado di proteggere la “privacy” dell’utiliz-
zatore, “difendere” loro stessi dalle interferenze, verificare la loro
identità e impedire l’accesso o la modifica dei dati senza le ne-
cessarie autorizzazioni. Ne consegue che i requisiti di sicurezza
di un dispositivo IoT sono più severi rispetto a quelli richiesti per
un dispositivo non connesso.
Connettività –
Mentre nei microcontrollori e nei microproces-
sori “legacy” le interfacce cablate come USB ed Ethernet sono
molto comuni, parecchi dispositivi IoT di nuova generazione ri-
chiedono connessioni di tipo wireless. In quest’ambito, tecnolo-
gie come Bluetooth Low Energy (BLE) e Wi-Fi si sono imposte
come standard di riferimento grazie al supporto garantito da
una base installata costituita da miliardi di smartphone e tablet.