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DIGITAL IOT MICROCONTROLLERS ponente di STMicroelectronics , STM32F417, vanta un CoreMark di 501,85. A prima vista, uno sviluppatore potrebbe pensare che sia preferibile STM32F417, che sembra avere prestazioni di gran lunga superiori. Tut- tavia, ci sono alcune altre considera- zioni da non trascurare prima di pren- dere una decisione. Innanzitutto, CoreMark indica sem- plicemente quante iterazioni del benchmark è in grado di eseguire in un secondo. Processori con frequenze di clock differenti produrranno valori molto diversi. Un metodo migliore per valutare la potenza di elaborazione sarebbe confrontare i risultati ottenuti in termini di CoreMark/MHz. In que- sto caso, il processore STM32L053 ottiene un risultato pari a 2,35 men- tre STM32F417 si attesta a 2,98 (fonte: EEMBC). I due processori sono molto vicini in termini di efficienza. In secondo luogo, uno sviluppatore deve esaminare l’architettura del core. STM32L053 è basato su ARM Cortex- M0+, ottimizzato per un basso consumo energetico e con un numero minimo di moduli di debug. Inoltre, sono stati rimossi tutti i “fronzoli” che si trovano nei processori ad alte prestazioni e che in genere sono i più “energivori”. STM32F417, invece, si basa su un ARM Cortex-M4, pro- gettato per essere un processore ad alte prestazioni funzionante a una frequenza di clock di 168 MHz, ri- spetto ai 32 MHz dell’altro. Si tratta di una velocità di clock superiore di un fattore quasi pari a 5, a fronte di un modesto aumento del 26% in termini di CoreMark/ MHz. ULPmark misura il grado di efficienza del micro- contollore durante l’esecuzione di operazioni quali calcoli e operazioni in memoria. Le versioni più recen- ti includono anche la valutazione dell’efficienza delle periferiche, fornendo allo sviluppatore una buona pa- noramica sull’efficienza complessiva del processore dal punto di vista dell’utilizzo di energia. Individuare il giusto mix di periferiche Il core del microcontrollore è solo il primo fattore che uno sviluppatore dovrebbe prendere in considerazio- ne quando sceglie un microcontrollore a basso con- sumo. Anche le periferiche del progetto devono esse- re prese in considerazione. Le periferiche fanno una grande differenza nel consumo di energia della CPU. Gli sviluppatori vogliono avere quindi la certezza di selezionare componenti con periferiche a basso con- sumo e il più automatizzate possibile. In primo luogo, dovrebbero indiriz- zarsi verso dispositivi con più di un singolo canale di accesso diretto alla memoria (DMA). Il DMA consente di spostare le informazioni all’interno del microcontrollore senza richiedere l’intervento della CPU, che potrebbe quindi espletare altri compiti, come ad esempio eseguire il codice dell’ap- plicazione, oppure può essere spenta e posta in modalità “deep sleep” per risparmiare energia. Nel frattempo, il canale DMA viene utilizzato per spo- stare i dati dalla periferica alla memo- ria, dalla memoria alla periferica e an- che tra le diverse aree della memoria. Un esempio di un componente pro- gettato per funzionare a basso con- sumo è MSP430FR5994 di Texas In- struments , ospitato sul kit di sviluppo MSP430FR5994 Launchpad (fig. 2). MSP430FR5994 è dotato di un con- trollore di DMA integrato dotato di sei singoli canali che possono essere utilizzati contemporaneamente in background. Un altro esempio è quello di fare una ricerca tra una miriade di modalità a basso consumo. Un moderno mi- crocontrollore offre diverse modalità di alimentazione che imposteranno la CPU e le periferiche in stati dif- ferenti: da un semplice stato di “sleep” a uno stato di “deep sleep” dove il microcontrollore è quasi spento. In quest’ultima modalità, l’intero microcontrollore può assorbire una corrente di poche decine di nanoampe- re. Quando si valutano gli stati a basso consumo di un microcontroller, è utile esaminare anche le caratteristi- che delle tool chain e dell’ecosistema. L’impostazione e la configurazione delle modalità a basso consumo di energia e gli eventi che effettuano il “risveglio” posso- no essere operazioni problematiche e che richiedono molto tempo. I microcontrollori più recenti, come quelli della serie Synergy di Renesas , contengono nel loro ambiente di sviluppo un software di configurazione che consente allo sviluppatore di impostare queste modalità con pochi semplici clic. Per un’applicazione Fig. 2 – Il kit di sviluppo MSP430FR5994 Launchpad di Texas Instruments contiene diverse periferiche a basso consumo, ad esempiouncontrollorediDMAaseicanali, un acceleratore per l’elaborazione dei segnali e diversemodalità sempre a basso consumo. (Fonte: Texas Instruments) 51 - ELETTRONICA OGGI 471 - GIUGNO-LUGLIO 2018