EO-466

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DIGITAL 8 BIT MIGRATION
52 - ELETTRONICA OGGI 466 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2017
sono i principali componenti dei dispositivi delle fa-
miglie PSoC 4 e PSoC 5LP. Sono numerose le funzioni
idonee per l’implementazione in blocchi come quelli
appena menzionati. Le funzioni di tipo “bit banging”,
come le interfacce di comunicazione custom o le co-
difiche, possono essere implementate in modo sem-
plice, senza richiedere l’intervento della CPU. Molte
altre CPU attualmente disponibili non prevedono que-
sta possibilità.
I blocchi analogici digitali programmabili e la funzione
di multiplexer analogico dei dispositivi PSoC consen-
tono di realizzare applicazioni comple-
te senza ricorrere alla CPU. Il progetto
di un’applicazione per il monitoraggio
di una tensione analogica e l’invio di
un segnale di allarme nel caso di su-
peramento di soglie prestabilite può
essere realizzato selezionando un nu-
mero ridotto di componenti di PSoC
da un menu “drop-down” (a cascata)
all’interno dell’ambiente di sviluppo
integrato PSoC Creator. Questi “compo-
nenti”, che comprendono comparatori,
un PWM, un clock, una tabella ricerca (look-up table),
oltre al multiplexer analogico, consentono a PSoC
5LP di implementare in modo efficace una macchina
a stati completamente in hardware, evitando quindi
la necessità di scrivere il codice dell’applicazione, a
eccezione delle poche line di codice richieste per ini-
zializzare ciascuno di questi componenti. Un video di
questa applicazione è disponibile online all’indirizzo:
Problema n°3: consumo di potenza
A causa del funzionamento a frequenze di clock più
elevate e del supporto di memorie di maggior capaci-
tà e di un numero maggiore di periferiche, le MCU a 32
bit consumano più potenza rispetto alle MCU a 8 bit.
Nel caso delle MCU basate sul core ARM Cortex-M, il
singolo elemento cui è ascrivibile il maggior consumo
è il core stesso.
Come descritto in precedenza, in una tradizionale
MCU a 32 bit, per attivare le varie funzioni è necessa-
rio l’intervento del core. In un dispositivo PSoC, inve-
ce, il core è una risorsa che viene utilizzata solamente
quando strettamente indispensabile. Nel momento in
cui le funzioni sono implementate nei blocchi UDBs o
nei blocchi analogici programmabili, il core può rima-
nere nella modalità di “power down”, consentendo in
tal modo di ridurre i consumi senza per questo incide-
re sulle funzionalità.
Problema n°4: Complessità dell’hardware
L’architettura “fissa” delle MCU a 32 bit di tipo tradizio-
nale impone il rispetto di un insieme rigido di regole
e di condizioni, che sovraintendono il funzionamento
dei numerosi dispositivi periferici supportati. L’appli-
cazione di queste regole comporta uno studio appro-
fondito del datasheet del dispositivo, solitamente com-
posto da centinaia di pagine.
I componenti delle famiglie PSoC 4 e PSoC 5LP, invece,
sfruttano una metodologia di progetto basata su “com-
ponenti”, resa possibile dall’interfaccia utente grafica
(GUI) molto intuitiva di PSoC Creator.
Un’applicazione può essere generata
in modo semplice e rapido mediante
operazioni di “drag&drop” di compo-
nenti che vengono appunto prelevati e
rilasciati sulla “lavagna” virtuale del tool;
a questo punto è sufficiente connetterli
tra loro disegnando le linee di collega-
mento ed effettuare l’assegnazione ai
pin definiti dall’utente. Questa modalità
di progettazione, grafica e molto intuiti-
va, permette all’utente di avere una vi-
sibilità immediata delle risorse, o dei blocchi base di
componenti, disponibili per l’applicazione. Questo tool
permette agli utilizzatori di MCU a 8 bit di avviare lo
sviluppo di applicazioni a 32 bit in pochi minuti, ovvero
il tempo necessario per scaricare PSoC Creator, senza
quindi richiedere la consultazione del datasheet del di-
spositivo PSOC o del manuale utente della scheda.
Superare le problematiche e conseguire
molti vantaggi
Naturalmente, il fatto di poter superare le problematiche
legate alla migrazione non è l’unica ragione alla base
della scelta di un particolare componente e ciascuna
famiglia di controllori a 32 bit disponibile sul mercato
evidenzia punti di forza. Nel caso dei dispositivi della
serie PSoC, questi includono la disponibilità di un gran
numero di funzionalità analogiche ad alte prestazioni,
la possibilità di sfruttare la tecnologia CapSense e la
flessibilità di poter modificare il progetto di un sistema
in ogni fase dello sviluppo, anche quando il prodotto è
in produzione, senza richiedere un re-spin dell’hardwa-
re. Inoltre, è possibile usufruire di tutti questi vantaggi
dei dispositivi PSoC senza dover affrontare nessuna
delle problematiche tipiche legate alla migrazione del
progetto da una MCU a 8 bit a una MCU a 32 bit, analiz-
zate nel corso dell’articolo. In definitiva, si tratta di una
soluzione flessibile, robusta e ad alte prestazioni che
permette di realizzare progetti innovative in tempi brevi.
Una MCU a 32 bit
garantirà frequenze
di funzionamento più
elevate e disporrà di
un set di istruzioni
più potente