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DIGITAL MICROCONTROLLERS trascurato in fase di progettazione, è il costo di ma- nutenzione di milioni di dispositivi. L’affidabilità e la durata dei dispositivi possono essere migliorate attra- verso l’hardware e la semplificazione del codice invece di puntare su ridondanze software. Tra i motivi per cui i microcontrollori a 8 bit continua- no a godere di una larga diffusione e ad essere com- petitivi dopo così lungo tempo vi è la loro capacità di fornire valore aggiunto all’utente. Ciò è stato possibile grazie alle continue innovazioni che hanno interessato diverse aree, in particolare memoria, consumo ener- getico, packaging e periferiche CIP (Core-Independent Peripheral). Le più importanti migliorie nel settore degli 8 bit Poiché l’attenzione odierna sull’IoT è notevolmente aumentata e intere città vengono aggiornate e rinno- vate con dispositivi intelligenti, la capacità di imple- mentare l’intelligenza su larga scala è diventata fonda- mentale per molti settori. Queste migliorie includono lampioni intelligenti e rilevatori, sempre intelligenti, ubicati nei parcheggi multipiano in ogni postazione di parcheggio e non soltanto un singolo apparato di con- teggio in ingresso. Per creare un ambiente compatibile con l’IoT, i microcontrollori devono integrare alcune funzionalità che si possono così riassumere: capacità di acquisire dati, di elaborarli e di comunicare tali dati ad altri dispositivi connessi in rete. In molti casi, l’acquisizione, l’elaborazione e il trasferi- mento dei dati possono essere completati da una MCU a 8 bit con un convertitore ADC (Analog-to-Digital Con- verter) on-chip, mentre il core del dispositivo rimane in una modalità a basso consumo. Ad esempio, i senso- ri/indicatori in un parcheggio multipiano intelligente, l’illuminazione stradale connessa, il verde urbano au- tomatizzato e il monitoraggio degli impianti sono tutti candidati per questo approccio. Ogni mW di consumo moltiplicato per migliaia di unità genera numeri sicu- ramente significativi nel caso di sistemi che devono funzionare giorno e notte. Nei dispositivi di minori dimensioni, i vantaggi non sono legati solamente al ridotto consumo energetico, ma anche al fattore di forma, che ne consente l’impie- go in applicazioni con severi vincoli di spazio, tipiche dei prodotti IoT portatili alimentati a batteria. La più recente generazione di microcontrollori è stata progettata tenendo conto di questi fattori. Utilizzan- do nuovi processi, che consentono l’integrazione di più risorse di memoria a costi contenuti, questi microcon- trollori tengono conto dei limiti di spesa dell’utente fornendo al contempo le funzionalità richieste dall’ap- plicazione. Memoria I microcontrollori di qualche anno addietro erano mol- to diversi dai dispositivi attualmente sul mercato. A quei tempi, quei dispositivi erano rivoluzionari e han- no contribuito a trasformare il panorama dei circuiti embedded. Grazie all’evoluzione nel campo delle me- morie flash, le dimensioni dei programmi sono cre- sciute riempendo il maggior spazio disponibile. Poiché le applicazioni tendono a diventare sempre più complesse, i nuovi programmi richiedono inevitabil- mente più spazio/memoria. Di conseguenza, le nuove generazioni di MCU includono una quantità crescente di memoria disponibile, laddove fosse necessario, per soddisfare la crescente richiesta di spazio da parte del codice. La memoria flash embedded può durare svariati anni, come richiesto e dimostrato dai severi test previsti dal settore automotive ed è in grado di supportare numero- si cicli di scrittura e cancellazione. Queste funzionalità aggiungono un altro vantaggio legato all’uso dei mi- crocontrollori a 8 bit. Oggigiorno, un microcontrollore a 8 bit può ospitare memorie con capacità compresa tra 384 bit e 128 KB (e superiore) per soddisfare le richieste di un crescente numero di applicazioni. Consumo di energia Dato che molte MCU a 8 bit sono utilizzate in applica- zioni alimentate a batteria, la riduzione del consumo di energia ha assunto un ruolo di primaria importanza. Ad esempio, i microcontrollori PIC® nanoWatt XLP eXtreme Low Power includono circuiti di supervisio- ne del sistema appositamente progettati per prodot- ti alimentati a batteria. Ciò significa che queste MCU sono caratterizzate da assorbimenti di corrente estre- mamente bassi nelle modalità “Run” e “Sleep”, dove le applicazioni a bassissimo consumo trascorrono una percentuale compresa tra il 90 e il 99% del loro tem- po. Circuiti come il Peripheral Module Disable discon- nettono completamente le periferiche dai terminali di alimentazione (power rail) e dalla rete di distribuzione del clock (clock tree) per annullare le perdite di poten- za (zero power leakage). Tra i vantaggi della tecnologia nanoWatt XLP si posso- no annoverare i seguenti: • Correnti in modalità Sleep inferiori a 20 nA • BOR (Brown-out Reset) di soli 45 nA • WDT (Watch-dog Timer) di soli 220 nA • Real-time Clock/Calendar ridotto a 470 nA ELETTRONICA OGGI 509 - APRILE 2023 51