EO_464

DIGITAL

PSoC FOR IoT

- ELETTRONICA OGGI 464 - SETTEMBRE 2017

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.