EON_641

EON EWS n . 641 - MAGGIO 2020 17 MCU ad alto grado d’integrazione Con i nuovi modelli di MCU STMicroelectronics ha aggiunto una serie bilanciata di funzionalità alla serie STM32H7 Il problema delle normative Gli alimentatori utilizzati per apparecchiature me- dicali devono ovviamente rispettare standard di qua- lità estremamente severi. Al fine di garantire un fun- zionamento sicuro e affida- bile sul lungo periodo sono necessari test esaustivi per garantire la conformità alle normative vigenti. L’inizio del progetto di una nuova PSU, così come qualsia- si modifica a un progetto esistente o ancora l’avvio di una nuova linea di pro- duzione sono tutte attività che, in circostanze norma- li, richiedono settimane per poter ottenere tutte le ap- provazioni richieste. Vista l’urgenza attuale di fornire, ad esempio, alle strutture ospedaliere un gran nume- ro di ventilatori, sono stati coinvolti nuovi produttori che non operano nel settore medicale. Di conseguenza gli Enti normatori di entram- be le sponde dell’Atlantico hanno preso provvedimenti per “allentare” temporane- amente la rigidità che con- traddistingue le normative in vigore. Per esempio un ventilatore già esistente, che è stato modificato gra- zie a una collaborazione tra Airbus e il team di Formula 1 della McLaren , ha ricevu- to in tempi record dalle Au- torità competenti del Regno Unito l’approvazione per poter entrare in produzione. Il ruolo del progettista Anche la progettazione può fornire un valido ausilio. Con l’adozione di un approccio che preveda l’uso di blocchi base modulari al posto di un sistema ad alto grado di in- tegrazione, il processo di ap- provvigionamento dei com- ponenti richiesti può risultare meno difficoltoso. Sebbene i moduli debbano garantire l’equivalenza dal punto di vista funzionale e molto pro- babilmente avere le mede- sime dimensioni e interfac- ce dei prodotti originali, per i componenti integrati nei moduli esiste una maggiore libertà di scelta. Il ricorso a connettori standard indu- striali, evitando quindi con- figurazioni di tipo proprieta- rio, aumenterà sicuramente le probabilità di reperire un modulo PSU che si adatti al design. Allo stesso modo, se s’impostano i livelli di tensio- ne più comuni per la PSU, il processo di approvvigio- namento di unità adatte allo scopo risulterà più semplice. Benché risulti inevitabile ac- cettare alcuni compromessi in termini di prestazioni del sistema, dimensioni e costo complessivo, un approccio modulare alla progettazio- ne offre indubbi vantaggi in uno scenario come quello attuale. Per questa ragione dovrebbe essere adottato su larga scala. Esso permette infatti di accedere in tempi rapidi a componenti dispo- nibili nei volumi richiesti per soddisfare l’attuale doman- da, consentendo in tal modo di aumentare la produzione di apparecchiature in un arco temporale decisamente più breve. L’industria nel suo complesso ha dovuto con- frontarsi con una curva di apprendimento molto ripida in queste ultime settimane, in quando si è trovata ad affrontare circostanze che mai prima d’ora si erano ve- rificate. In ogni caso le cono- scenze acquisite si stanno rivelando molto preziose e produttori e fornitori si stan- no adeguando rapidamente alla nuova situazione che si è venuta a creare. Signi- ficativi cambiamenti sono stati apportati alle strategie di progettazione e di produ- zione che conferiranno una maggiore agilità alla catena di fornitura che a sua volta contribuirà al più nobile de- gli scopi, ovvero salvare vite umane. F RANCESCO F ERRARI si 64 Kbyte di ITCM RAM e 128 Kbyte di DTCM RAM per routine e dati time-critical), 1,18 Mbyte di SRAM utente e 4 Kbyte di SRAM nel dominio del backup per man- tenere i dati nelle modalità di ali- mentazione più basse e package da 64 a 225 pin BGA e LQFP. Gestione flessibile e sicurezza I domini a doppia alimentazione consentono una gestione fles- sibile e lo scaling della tensione consente di raggiungere un’ef- ficienza ottimale nelle modalità di run e stop. La presenza di un “crypto core” per la sicurezza è la principale differenza fra le ver- sioni 7A3 e 7B3 e i microcontrol- lori STM32H7B3 integrano, fra l’altro, l’accelerazione hardware per la cifratura, la decifrazione On-the-fly nella memoria seriale flash esterna Octo-SPI, i servizi di sicurezza embedded per autenti- care e proteggere gli IP software, e il Secure Boot Secure Firmwa- re Update (SBSFU). La grafica integrata consente un supporto per interfacce utente avanzate su risoluzioni dello schermo fino a quella HVGA con colori a 24 bit senza SRAM esterna. Dal punto di vista delle applicazioni, questi microcontroller aprono la strada a molte opportunità interessan- ti. Per esempio, l’elaborazione vocale e audio in generale può sfruttare una maggiore efficienza energetica e una maggiore ca- pacità DSP per gestire in modo efficiente i front-end audio. Per le applicazioni che, invece, richie- dono funzionalità di connettività avanzata, le elevate prestazioni della CPU integrata e la densità di memoria flash sono in grado di gestire l’evoluzione dei protocolli di comunicazione RF. TM32H7A3, STM32H7B3 e STM32H7B0 sono i nuovi micro- controllori (MCU) di STMicro- electronics che combinano le prestazioni di un core Arm Cortex- M7 a 280 MHz (con unità floating point a doppia precisione), con un’elevata densità di memoria e funzioni per il risparmio energeti- co. Questi nuovi componenti sono interessanti soprattutto perché aumentano l’integrazione e le per- formance real time (il produttore dichiara nei benchmark valori di 1414 CoreMark e 599 DMIPS) necessarie per gestire funzio- nalità particolarmente avanzate come interfacce utente di nuovo tipo, interazione con il linguaggio naturale, reti mesh RF e intelli- genza artificiale. L’architettura dei nuovi microcontrollori di STMi- croelectronics prevede l’impiego di una cache al primo livello (16 kbyte per le istruzioni e altrettanti per i dati) che consente di miglio- rare le prestazioni per la memoria esterna. STMicroelectronics, per questi componenti ha puntato su diverse soluzioni in grado di migliorare le performance e, per esempio, la memoria flash ad alta velocità utilizza un bus paralle- lo a 128 bit e 70 MHz e il DMA principale è in grado di spostare oltre 2,2 Gbyte/s tra i chip. Per la memoria, le famiglie di MCU STM32H7A3/7B3 offrono da 1 a 2 Mbyte di flash, 1,4 Mbyte di SRAM con la seguente architettu- ra: 192 Kbyte di TCM RAM (inclu- I nuovi microcontrollori di STMicroelectronics offrono una elevata integrazione e un core Arm Cortex-M7 a 280 MHz A TTUALITÀ