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51 - ELETTRONICA OGGI 481 - OTTOBRE 2019 tà hardware sono anche incorporate nell’ADC2 per semplificare il rilevamen- to capacitivo nei pannelli tattili, un’altra applicazione in cui tradizionalmente è richiesto un elevato grado di elaborazione software. L’impatto complessivo delle periferiche hardwa- re programmabili non è solo quello di far rispar- miare energia consenten- do al core del processore di rimanere più a lungo in modalità sleep. L’elabo- razione aggiuntiva aiuta anche a ridurre i costi del BoM in applicazioni standa- lone, come allarmi, senza penalizzare le funzionalità. Il supporto per il filtraggio hardware-based nel caso di dispositivi che contengono un modulo ADC2 consente di utilizzare un microcontrollore a 8 bit in un’applica- zione dove, tradizionalmente, un componente a 16 bit potrebbe inizialmente sembrare la scelta più appropria- ta. Alle risoluzioni tipiche dei campioni untilizzati nelle applicazioni industriali e audio, l’architettura a 16 bit non richiede che i dati campionati vengano suddivisi per l’elaborazione nel software nel modo richiesto da una pipeline a 8 bit. Tuttavia, la disponibilità di funzioni come il filtraggio eseguito in hardware esonera il core del processore a 8 bit da una notevole mole di elabora- zione del segnale, permettendogli di focalizzarsi sulla gestione e il controllo a livello di sistema. L’aumento delle risorse di elaborazione disponibili può consentire di specificare dispositivi a 8 bit di più basso costo per l’implementazione di apparecchiature finali più sempli- ci. La soluzione perfetta per applicazioni di I/O In altre parole, i microcontrollori basati su un’architettu- ra a 8 bit si adattano meglio alle applicazioni basate su I/O ed event-driven. Molti task (processi) espletati dagli I/O digitali operano a livello di bit e sub-byte. I proces- sori con word di larghezza più ampia tendono ad esse- re meno efficienti nella gestione di dati di questo tipo, richiedendo lo spostamento di intere word di dati da/ verso i registri e l’uso di complesse bitmask per mani- polare i contenuti corretti. Progettati per funzioni come il debouncing dell’ingresso di un pulsante o la generazio- ne di segnali PWM per l’azionamento di motori, circuiti di illuminazione e alimentatori, i microcontrollori a 8 bit forniscono il giusto livello di funzionalità per le appli- cazioni che non richiedono un gran numero di calcoli da effettuare tra i vari step. Per le attività I/O-focused, i microcontrollori a 8 bit sono generalmente più efficien- ti a livello di utilizzo sia della memoria di programma sia di dati e, quindi, risultano meno “esigenti” rispetto ai prodotti che utilizzano processori basati su altre archi- tetture. In applicazioni più complesse, potrebbe essere necessaria una maggiore quantità di memoria che giu- stificherebbe la migrazione del codice verso un dispo- sitivo a 16 bit o 32 bit, che in genere verrà realizzato utilizzando processi con geometrie inferiori per poter supportare la macro di memoria più grande. L’architet- tura a 8 bit consente la produzione di dispositivi utiliz- zando un processo che supporta anche circuiti analo- gici e I/O più robusti, garantendo una migliore gestione dell’alimentazione, flessibilità (headroom), qualità del segnale e resilienza rispetto ai dispositivi che richiedono processi di silicio con geometrie inferiori. In molti casi, può avere senso tenere conto dei vantaggi dell’elabora- zione cooperativa e delle scelte di processo costruttivo e suddividere il carico di lavoro tra un dispositivo a 8 bit focalizzato sull’applicazione e un processore a 16 o 32 bit di tipo general-purpose. L’uso dell’elaborazione cooperativa aumenta poten- zialmente la complessità del progetto in quanto il pro- gettista deve tenere conto della sincronizzazione tra più core cooperanti del processore e periferiche in- telligenti. Tuttavia, strumenti come MPLAB Code Con- figurator (MCC) di Microchip (Fig. 3) si occupano della gestione a livello firmware richiesta, fornendo soluzioni che soddisfano molte tipologie di applicazioni, come la connettività, il controllo motori e la gestione dell’ali- mentazione. L’architettura a 8 bit ha avuto successo per decenni. Gli osservatori potrebbero supporre che la loro progetta- zione sia rimasta statica, ma i microcontrollori basati su questi core si sono adattati alle esigenze di ogni nuo- va generazione di progettisti di prodotti, aggiungendo funzionalità come periferiche intelligenti e supporto per linguaggi di alto livello, necessari nel moderno ambien- te dell’intelligenza cooperativa. Fig. 3 – MPLAB Code Configurator DIGITAL 8 BIT MCU