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ELETTRONICA OGGI 500 - MARZO 2022 42 DIGITAL 8 BIT MCUS Power Management Intelligente Il mondo delle MCU a 8 bit utilizza geometrie di processo di maggiori dimensioni. Questi garantiscono numeri di dispersione statica superiori ed eliminano l’inevitabile compromesso, necessario quando si ricorre a geometrie di processo inferiori, tra dispersione di correnti statiche e velocità. Inoltre, gli spessori di ossido di gate nei nuovi nodi di processo si misurano probabilmente in modo migliore in termini di numero di atomi piuttosto che utilizzando nanometri. Incorporando un dispositivo intelligente di gestione con consumi inferiori, è possibile migliorare il funzionamento a basso consumo. Alcuni dispositivi MCU a 8 bit hanno correnti attive che operano a partire da un clock standard a 32 kHz i cui valori si avvicinano (o sono in qualche caso migliori) a quelle delle correnti di standby dei moduli RF a 32 bit. Questa aggiunta di un accurato sistema di power management time-based semplifica il processo di monitoraggio dello stato di salute delle batterie e di carica delle stesse. Le correnti attive per i moduli RF a 32 bit, in particolare le unità basate su Wi-Fi, possono arrivare a molte centinaia di milliampere. I pacchi batteria avvicinandosi alla fine della loro vita potrebbero avere difficoltà a mantenere la corrente di avvio e di trasmissione richiesta dalla connessione a una rete. Con un sistema di power management basato su MCU a 8 bit, il modulo RF principale può essere “riattivato” con un comando dedicato che riduce la corrente richiesta per portare il modulo online in modo più graduale. Lo speciale risveglio può adottare un approccio che richiede una potenza di trasmissione (TX) ridotta per la connessione alla rete. Una caratteristica del sistema di gestione dell’alimentazione dell’MCU a 8 bit è che può monitorare i picchi di corrente di avviamento e le cadute di tensione su cicli regolari e trasmetterli a ogni ciclo di riattivazione. Grazie a questi dati, è possibile per i motori di machine learning su cloud profilare i sistemi di batterie inmodo molto più efficace e prevedere i guasti. Semplificarelaprogrammazionedell’MCU Negli ultimi anni vi sono stati importanti sviluppi in termini di semplificazione della programmazione dei moduli MCU/RF a 32 bit. Sebbene un certo numero di questi moduli disponga di supporto basato su Arduino, che può contribuire a ridurre i tempi di sviluppo, questo approccio può essere problematico se sono coinvolti più sistemi di gestione della potenza, sensori dell’utente o altre interfacce periferiche. Naturalmente, il codice di supporto di Arduino è enorme, ma in molti casi è incompleto e ci sono problemi di fiducia tra gli utenti professionali. Inoltre, sebbene il supporto sia disponibile dai fornitori di IC, i moduli RF integrati a 32 bit sono relativamente complessi a livello bare metal. 32 bit possono sembrare sovradimensionati per eseguire semplici operazioni di controllo e di verifica dello stato, mentre il tentativo di trovare un bit sbagliato nel valore di controllo della periferica di 0x23AA123C e piuttosto complesso. Il modello di programmazione di una MCU a 8 bit, d’altra parte, offre un’interfaccia familiare a 8 bit (possibilmente 16 bit per i registri del timer). Oltre a semplificare il debug dei campi di bit, i set di periferiche delle MCU a 8 bit sono generalmente molto più facili da comprendere. Una delle ragioni principali di ciò risiede nel fatto che non sono coinvolte o presenti funzionalità di sincronizzazione dell’interfaccia bus o di riduzione della potenza più complesse. Anche più facili da capire sono le reti di distribuzione del clock negli MCU a 8 bit. Questo essenzialmente riassume il motivo per cui è utile disporre di una MCU a 8 bit complementare: fornire una soluzione a basso costo, con consumi ridotti, intelligente (ma non dedicata all’IoT) in grado di gestire compiti ausiliari e di gestione della potenza Considerando i dispositivi MCU a 8 bit della gamma Una MCU a 8 bit si propone come una soluzione economica ed efficace per la gestione dei sensori e della potenza