L’innovazione passa per gli 8 bit

Disponibilità di un gran numero di periferiche avanzate che permettono di liberare risorse di elaborazione della CPU e ridotto numero di pin sono i tratti salienti della nuova linea di MCU PIC16(L)F161X di Microchip

Una delle più interessanti novità in casa Microchip è senza dubbio rappresentata dall’espansione della propria famiglia di microcontrollori (Mcu) a 8 bit della serie PIC, un segnale evidente che la società vuole continuare a investire in un settore che continua a dare grandi soddisfazioni. Basti considerare che negli ultimi 3 anni l’azienda ha consegnato annualmente oltre un miliardo di questi dispositivi. La serie PIC16(L)F161X, va ad ampliare l’offerta di Core Independent Peripheral (CIP), espressamente ideata per ridurre la latenza dell’interrupt e i consumi, incrementare l’efficienza di sistema e la sicurezza, minimizzando nel contempo tempi e oneri di progettazione.

Fig. 1 – Grazie a dimensioni di memoria di programma fino a 14 kb, ridotto numero di pin e a un gran numero di CPI (Core Independent Peripherals), la nuova serie di MCU PIC16(L)F161X è ideale per l’uso in un’ampia gamma di applicazioni che spaziano dagli elettrodomestici agli utensili elettrici

La ricchezza di periferiche, tratto distintivo di questa linea, contribuisce a ridurre la complessità del sistema complessivo, eliminando la necessità di scrivere codice aggiuntivo e il numero di componenti esterni. Grazie alle periferiche basate su hardware, è possibile trasferire l’esecuzione di funzioni critiche dal punto di vista delle temporizzazioni e “core intensive”, liberando risorse della Cpu da destinare all’esecuzione di altre funzioni critiche all’interno del sistema.

Un ricco set di periferiche avanzate

Le MCU PIC16(L)F161X PIC dispongono di un gran numero di periferiche “intelligenti” tra cui l’acceleratore matematico (Math Accelerator – Math ACC) che può operare su 16 bit ed eseguire operazioni PID (Proporzionale, Integrale, Derivativa) in maniera indipendente dal core.

Un altro componente interessante è l’Angular Timer (AngTmr), un modulo hardware da utilizzare durante lo sviluppo di sistemi in cui sono previste rotazioni o eventi di natura sinusoidale, come ad esempio sistemi di controllo motore, di controllo dei TRIAC o di tipo CDI (Capacitive Discharge Ignition). Indipendentemente dalla velocità, il modulo AngTmr consente interrupt ricorrenti in corrispondenza di uno specifico angolo di rotazione o sinusoidale senza alcun intervento da parte del core.

I CIP possono essere configurati per eseguire un gran numero di funzioni che permettono di incrementare la velocità di esecuzione e diminuisce i requisiti software. In questo modo la CPU può effettuare altri task, ridurre il “consumo” di memoria di programma e la dissipazione complessiva dell’MCU.

Oltre a quelle segnalate, PIC16(L)F161X dispone di numerose altre periferiche progettate per facilitare l’implementazione e conferire un maggior grado di flessibilità. Tra queste da segnalare il Signal Measurement Timer (SMT) a 24-bit che permette di effettuare misure a elevata risoluzione di segnali digitali in hardware, garantendo elevate prestazioni e una latenza quasi nulla nelle applicazioni di decodifica di segnalamenti o protocolli di comunicazione custom.

Interessante anche il modulo ZCD (Zero Cross Detect), in grado di monitorare tensioni di linee AC, e segnalare l’attraversamento dello zero. Questa informazione è direttamente fornita alle periferiche per la generazione delle forme d’onda disponibili a bordo per l’utilizzo in applicazioni di controllo del TRIAC.

In combinazione con i nuovi I/O a elevata corrente da 100 mA, il collaudato CLC (Configurable Logic Cell) e i bus I2C, SPI ed EUSART per la comunicazione, un livello di integrazione così spinto accelera la progettazione, facilita l’implementazione e conferisce una maggiore flessibilità.

Un occhio alla sicurezza

La nuova famiglia di MCU supporta anche l’implementazione di standard di sicurezza – Class B e UL 1998 – o funzionamenti fail-safe (malfunzionamento accettabile o sicuro) grazie all’abbinamento tra un WWT (Windowed Watchdog Timer), che controlla il corretto funzionamento del software all’interno di limiti predefiniti e un Cyclic Redundancy Check con Memory Scan (CRC/SCAN) che effettua rilevamenti e scansioni della memoria per individuare eventuali dati danneggiati. I timer HLT (Hardware Limit Timer) rivelano condizioni di guasto hardware tra cui condizioni di stallo, stop e così via. Tutto ciò consente di integrare funzioni di sicurezza e monitoraggio alle applicazioni con un coinvolgimento minimo (o nullo) della CPU. La famiglia viene offerta viene offerta in package miniaturizzati (tra cui PDIP, SOIC, TSSOP) a 8, 14 e 20 pin.

Ampia e articolata la suite di strumenti di sviluppo tra cui PICkit 3 (part # PG164130, offerto a 47,95 dollari) e MPLAB ICD 3 (part # DV164035, a 199,95 dollari). MPLAB Code Configurator è un plug-in per l’IDE MPLAB X gratuito di Microchip che offre una modalità grafica per configurare sistemi 8 bit e funzionalità periferiche: in questo modo è possibile passare dall’idea al prototipo in pochi minuti attraverso la generazione automatica di codice C efficiente e facilmente modificabile per ogni applicazione.

Filippo Fossati

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