Embedded:

è la categoria relativa all’elettronica embedded. Troverete articoli relativi ai sistemi embedded sia lato hardware che software con particolare riferimento appunto a tutti quei sistemi rivolti ad una specifica applicazione. Tratteremo anche Linux embedded ed altri sistemi operativi leggeri in grado di “girare” su schede embedded a microcontrollore.

L’autonomia dei dispositivi wearable

Uno dei principali problemi nell'ambito della progettazione di dispositivi indossabili è l'autonomia, legato soprattutto al fatto di mantenere piccole dimensioni come la filosofia indossabile richiede, evitando quindi di installare batterie non troppo voluminose. La tecnologia della batteria sta facendo enormi progressi, coadiuvata anche dall'energy harvesting. L'autonomia è una sfida importante per i progettisti di sistemi indossabili. Poiché la domanda di nuove funzionalità aumenta considerevolmente, anche il consumo di energia va di pari passo. Lo sviluppo di nuove tecnologie di processo e di gestione dell'alimentazione possono aiutare a ridurre il consumo di energia dei dispositivi all'interno di un design wearable. …

Considerazioni progettuali per i dispositivi medici indossabili

La tecnologia indossabile è in grado di monitorare l'attività fisica, raccogliere dati e fornire un feedback fisiologico in tempo reale. I biosegnali sono intrinsecamente prodotti dal corpo e consentono di determinare alcuni parametri vitali, contribuendo così a valutare la salute umana. I quattro segnali principali sono temperatura, frequenza cardiaca, frequenza respiratoria e la pressione sanguigna. Usando substrati flessibili e resistenti per garantire una perfetta aderenza con la pelle umana, un dispositivo medico wearable è in grado di misurare contemporaneamente i suddetti parametri, misurando direttamente l’elettrocardiogramma (ECG), la risposta galvanica (GSR) e la temperatura della pelle. Introduzione La convergenza tecnologica …

Tecnologie medicali: è l’ora degli “indossabili”

La miniaturizzazione dei sensori biomedicali, la proliferazione degli smartphone e la diffusione di protocolli wireless efficienti dal punto di vista dei consumi hanno favorito lo sviluppo di una generazione di dispositivi medicali che avranno un impatto profondo sul settore dell’assistenza sanitaria.  Introduzione I dispositivi medicali indossabili vanno ben oltre i classici braccialetti per il fitness. Essi infatti non servono solo a contare i passi o monitorare la frequenza cardiaca, ma anche a monitorare il livello di glucosio e la pressione sanguigna, a trattare il dolore cronico o persino a somministrare farmaci.  Il Nucleo centrale di questa rivoluzione nel settore …

Corso di programmazione Python su Flip&Click: script porting

Eccoci di nuovo insieme per un nuovo capitolo del nostro corso di programmazione in Python. Nelle scorse puntate abbiamo affrontato diversi temi che avevano a che fare dapprima con i microcontrollori ed i DAC, poi più specificatamente con i sensori ed il loro interfacciamento. Oggi abbiamo deciso di dedicare la puntata ad un aspetto di questo linguaggio che abbiamo sempre accennato ma mai trattato nel dettaglio, ovvero la portabilità. Che cosa significa effettivamente? Come funziona? Quali sono i risvolti pratici di questa caratteristica? Lo vediamo oggi attraverso un esempio che proveremo a far funzionare su diversi sistemi operativi, Windows …

Massimizzare le performance di un driver LED con la tecnologia GaN

I FET al Nitruro di Gallio (GaN) sono transistor ad effetto di campo (abbreviato FET, dall'inglese field-effect transistor) e rappresentano una tecnologia innovativa che consente di ottenere prestazioni significativamente migliori e di risolvere tutti quei problemi che una volta si pensavano insormontabili con i normali transistor al silicio drogato. Le caratteristiche del GaN permettono nuove soluzioni, semplificazioni e miglioramenti e vengono sempre più usati in diversi ambiti, non solo in quello militare o delle telecomunicazioni. Ma nonostante l'utilizzo del GaN porti indiscutibili miglioramenti, impone anche nuove sfide di progettazione e compromessi da accettare per evitare problematiche di primaria importanza. …

Panoramica sulle distribuzioni Linux embedded per architetture ARM

I sistemi operativi basati sul kernel Linux sono utilizzati in molte architetture embedded dell'elettronica di consumo e del settore industriale. Grazie alla loro versalità possono essere installati anche in dispositivi Mobile. Linux Embedded si differenzia dalla versione Desktop per un kernel più semplice, tools per il miglioramento delle performance in tempo reale e il supporto per una vasta gamma di CPU. In questo articolo, dopo una panoramica generale sul mercato, analizzeremo alcune distribuzioni Linux per architetture ARM. Introduzione Una vasta gamma di prodotti a semiconduttori basati su ARM è diventata una tecnologia leader di mercato nel corso degli ultimi …

L’evoluzione del mercato Embedded: Intervista a Hans-Peter Nüdling AVP @ Advantech

I moderni sistemi embedded sono utilizzati per controllare molti dispositivi impiegati nei più svariati campi industriali e commerciali, e creare così una rete intelligente che le industrie stanno cercando di attuare per migliorare l'efficienza operativa. Poichè un sistema embedded è dedicato ad un compito specifico, i progettisti possono ottimizzare il design per ridurre la dimensione e il costo, e aumentare nello stesso tempo l'affidabilità e le prestazioni. Il mondo sta cambiando velocemente. Il ritmo del progresso tecnologico aumenta di anno in anno, e la natura interconnessa dell'IoT ha introdotto una maggiore complessità. Ulteriori fattori di complicazione sono legati ai …

PIC32 e l’ambiente MPLAB

La nuova famiglia dei microcontrollori dei 32 bit è basata sull’architettura MIPS32, con la relativa combinazione principale di rendimento elevato,  digiuna risposta di interruzione e consumo di potere basso. La famiglia PIC32 è sostenuta liberamente dall’ide di MPLAB del Microchip ed effettua la compatibilità dell’unità periferica e di software con le famiglie a 16 bit di MCU/DSC della Microchip. La Microchip inoltre offre un insieme completo degli strumenti di sviluppo, il tutto disponibile con il codice sorgente libero. La famiglia PIC32 può funzionare a 72 megahertz (e a frequenze superiori) ed offre una flash per esempio di 512 Kb e una RAM di 32 Kb. Esaminiamo le caratteristiche tecniche principali di …

Algoritmi di schedulazione nei sistemi real-time

Uno schedulatore è certamente il cuore di un sistema che si definisce real-time. Quali sono le ragioni per cui un sistema possa definirsi real-time? Come un sistema real-time svolge il proprio ruolo? Quali sono gli algoritmi di schedulazione utilizzati in un sistema di questo tipo? Un sistema può essere hard real-time o soft real-time ma, in ogni caso, occorre definire regole ben precise per utilizzare correttamente la CPU. Introduzione Quando ero uno studente universitario, un mio professore era sovente fare la domanda “… entro quanto tempo deve rispondere un sistema per definirsi real-time?” e le risposte erano sempre  varie: c’era  chi  rispondeva  “un …

Comunicazioni fra sistemi: superare i limiti dell’I2C

Il sistema di comunicazione I2C è ormai diventato uno standard mondiale implementato nella stragrande maggioranza degli IC. Data la versatilità, molte aziende si sono basate su questo protocollo, derivandone un bus di comunicazione da inserire nelle più varie architetture di controllo, come System Management Bus (SMBus), Power Management Bus (PMBus), Intelligent Platform Management Interface (IPMI), Display Data Channel (DDC) o Advanced Telecom Computing Architecture (ATCA). Il punto di forza dell’I2C sta nel riuscire a legare in maniera semplice ed efficiente vari progetti fra loro. Pensando a sistemi di telecomunicazione, elettronica industriale, elettronica consumer, ci si accorge che si hanno …

La distorsione armonica nei data converters

L’interpretazione del segnale prodotto da un data-converter (numerico o analogico a seconda che si tratti di un ADC o di un DAC) può risultare talvolta complicata dalla presenza di una serie di disturbi di entità quasi confrontabile con quella del segnale utile e sovrapposti ad esso. Uno dei fenomeni in grado in determinare tali disturbi è la distorsione armonica, dovuta agli ineliminabili effetti di non linearità introdotti da qualunque circuito analogico subito a monte dell’ADC o subito a valle del DAC. In questo articolo, discutiamo il problema della distorsione armonica nei data-converters: per ciascuno dei casi A/D e D/A, …

Elettronica News Febbraio 2017

Le news di questo mese riguardano importanti aggiornamenti in vari campi dell’elettronica embedded. In particolare, Raspberry Pi Foundation ha lanciato il Compute Module 3, un modulo per lo sviluppo di hardware personalizzato, come ad esempio monitor TV, sistemi di controllo industriali e lettori multimediali. U-blox, invece, ha annunciato l'introduzione di un nuovo modulo progettato per accelerare il time to market nelle applicazioni GNSS e per tutti quei progettisti che hanno limitata esperienza nel design RF. Linear Technology: le reti wireless SmartMesh IP Linear Technology ha annunciato nuovi aggiornamenti per la linea di prodotti WSN (wireless sensor network) SmartMesh IP …

Le correzioni degli errori

La correzione degli errori rappresenta una tecnica importante per garantire la corretta ricezione e trasmissione dei dati digitali. Esistono diverse tecniche per rilevare errori in un flusso di dati, una delle più famose e utilizzate è sicuramente il bit di parità. Con l’andare del tempo si è giunti poi a mettere a punto un’altra tecnica chiamata codice a ridondanza ciclica (CRC o cyclic redundancy codes).  Questa tecnica garantisce un controllo più accurato; infatti, a ciascun flusso di dati, suddiviso in frame, è aggiunto un particolare valore chiamato anche stringa di controllo. La tecnica basata sul CRC permette di rilevare anche raffiche di errori consecutivi, cosa che suscita maggiore interesse rispetto al …

Il nostro gruppo professionale Linkedin

Un forum professionale targato Linkedin per interagire con la community alla soluzione di problemi tecnici, con discussioni su importanti temi di carattere scientifico. Inoltre, una sezione Jobs dove è possibile mettere in comunicazione professionisti/esperti del settore e aziende interessate alla realizzazione di progetti hardware e software. Che aspetti? Unisciti subito al nostro gruppo esclusivo... siamo già + di 1600!!! Sei un maker o un professionista dell'elettronica? Utilizzi Arduino o Raspberry Pi? Ti interessa la progettazione elettronica, i semiconduttori o vuoi solo conoscere le nuove tecnologie? Hai dei dubbi sull’utilizzo dei microcontrollori o desideri perfezionarne la programmazione? Alzi la mano …

Corso Embedded ARM: le interfacce seriali e gli interrupt

Nel precedente articolo abbiamo introdotto l'ambiente ARM e il Cortex-M0+, il processore alla base del microcontrollore Atmel SAMD21, il cuore della scheda Arduino M0 PRO.  In questa lezione cominceremo a programmare l'interfaccia seriale (o meglio, le interfacce seriali) e nel contempo esamineremo un po' più dettagliatamente la struttura del CMSIS e dell'ASF e approfondiremo l'architettura e le periferiche del core Cortex-Mo+. Tutto questo ci tornerà utile nel prosieguo del corso quando impiegheremo le nozioni acquisite nella realizzazione di un vero e proprio progetto. L'interfaccia seriale: SERCOM Generalmente i microcontrollori hanno moduli di comunicazione seriale separati, ognuno riservato ad una diversa periferica (USART, SPI, …

Corso di programmazione Python su Flip&Click: i file XML

Bentornati al nostro corso di programmazione Python. Nelle scorse puntate abbiamo trattato argomenti relativi ai sensori e alle conversioni di dati. Dal momento che, però, il Python è un linguaggio in grado di lavorare non soltanto con hardware di prototipazione rapida ma anche con il software, oggi proviamo a spostare la nostra attenzione sulla programmazione largamente intesa. Quest'oggi, nello specifico, lavoriamo con gli XML. In questa puntata vedremo, infatti, come sono strutturati (anche in relazione agli HTML), come possono essere gestiti e come elaborarli, a partire da un esempio concreto. Siete pronti? Introduzione Il tipo di file sul quale lavoriamo …

CRC su USB e algoritmo di SWAP in C

La specifica USB utilizza il classico CRC (Cyclic Redundancy Checksums) per garantire l’integrità dei pacchetti dagli errori di trasmissione. I pacchetti previsti dallo standard USB sono quattro: token, data, handshake e special. Ogni pacchetto è diviso in campi di 8 bit (o multipli di 8) ciascuno. I bit sono inviati sul bus dal bit meno significativo al più significativo. La specifica USB utilizza due polinomi differenti per il calcolo del CRC: uno per i token e l’altro per i dati. La tabella 1 pone in evidenza i vari pacchetti in relazione ai gruppi presenti nella specifica. Implementazione CRC per USb Il generatore  utilizzato  per i token deve essere conforme al polinomio: X5 + …

Soli: la tecnologia Radar di gesture recognition

Il concetto di interazione virtuale è la base per il prossimo sviluppo di interfacce gestuali che trovano spazio soprattutto nei sistemi wearable di piccole dimensioni. Immaginate un pulsante invisibile tra il pollice e l'indice, è possibile premerlo toccando insieme le dita. O un quadrante virtuale che si accende per sfregamento di due dita. Immaginate di afferrare e tirare un cursore virtuale dal nulla. Tutte queste interazioni virtuali che sfiorano l’immaginazione rappresentano la tecnologia Soli.  Soli è una nuova tecnica di rilevamento che utilizza segnali radar per analizzare le interazioni gestuali touchless. Il chip incorpora un'intera elettronica di elaborazione con …

Usare il convertitore A/D MCP3202 con un PIC18

MCP3202 è un convertitore A/D a 12 bit con circuito di sample & hold incorporato prodotto da Microchip. È provvisto di due canali d’ingresso che possono essere usati come due ingressi single-ended separati o come un solo ingresso (pseudo) differenziale. Quest’ultimo tipo di collegamento è utile per eliminare piccoli disturbi di modo comune, dell’ordine di 100 mV, possibili in ambienti rumorosi. La non linearità differenziale è minore di ±1 LSB, mentre la non linearità integrale è minore di ±1 LSB per la versione MCP3202B. Il convertitore utilizza il metodo SAR (Successive Approximation Register) che permette di ottenere la risoluzione di 12 bit con una velocità di campionamento relativamente elevata. In particolare, se alimentato …

Interfaccia USB/RS-485

Lo standard EIA RS-485 descrive il livello fisico di un bus multi-punto differenziale che impiega soltanto due fili per la comunicazione seriale di dati su distanze piuttosto elevate (fino a oltre 1 Km). Caratteristiche quali l’elevato bitrate raggiungibile (alcune decine di Mbit/s), l’immunità ai disturbi garantita dalla segnalazione differenziale, la notevole estensione fisica possibile e la natura multi-punto (bus) hanno contribuito ad una notevolissima diffusione di questo standard in settori quali quello industriale, navale e perfino avionico. Introduzione Il bus è utilizzato per consentire la comunicazione tra un’unità di controllo centrale, che di solito agisce da master e alcuni dispositivi periferici (sensori o attuatori) che in genere funzionano da slave. Dal momento che lo standard specifica soltanto le caratteristiche del livello fisico, è …

Analizzatore di Reti multiporta con Arduino M0 Pro

L’analizzatore di reti o Network Analyzer è uno strumento utilizzato per studiare le proprietà delle reti elettriche, in particolare il comportamento associato alla riflessione e alla trasmissione di segnali elettrici. Oggi un analizzatore di reti è usato principalmente per le alte frequenze, tipicamente da alcune centinaia di kilohertz fino a decine di gigahertz. In questo articolo sarà mostrato il progetto di un analizzatore di reti multiporta con Arduino M0 Pro con un range di frequenze esteso dalla continua fino a 5KHz. Lo strumento sarà in grado di analizzare una rete avente un massimo di 256 terminali. La connessione della …

Riconoscimento vocale: La creazione di comandi Speaker Independent

Il riconoscimento vocale è l’interfaccia utente del futuro e la tecnologia è oramai pronta per affrontare applicazioni industriali e di home automation. In questo articolo verrà descritto l’uso del tool QT2SI, un software per la creazione di comandi vocali speaker-independent. Il tool Quick T2SITM di Sensory Inc. è specificamente disegnato per supportare il motore T2SITM (Text-to-Speaker-Independent), il  quale  fa  riferimento  alla libreria firmware proprietaria FluentChipTM. T2SI è un compatto  riconoscitore vocale su base fonemica, operante in tecnologia speaker-independent, in grado di girare sugli speech-processor di tipo mixed-signal della famiglia RSC-4x. Il tool Quick T2SI permette di integrare, in modo molto semplice, …

Corso Embedded ARM: introduzione al core ARM Cortex-M

Benvenuti a questa serie di lezioni dedicate ai professionisti che vogliono compiere i primi passi nello sviluppo di applicazioni per processori a 32 bit. Il corso è rivolto a tutti coloro che hanno già esperienza con la programmazione embedded su piattaforme a 8/16 bit e desiderano fare un passo in avanti ed entrare nel mondo dei processori ARM. La piattaforma che utilizzeremo sarà un evoluzione dell'Arduino UNO a 8 bit: l'Arduino M0 PRO. Clicca qui per scoprire come ricevere in omaggio la scheda Arduino M0 Pro.  La piattaforma ARM Il cuore di Arduino M0 PRO è un microcontrollore Atmel …

Elettronica News Gennaio 2017

Le news di questo mese riguardano importanti aggiornamenti in vari campi dell’elettronica che spaziano dai microcontrollori passando per soluzioni passive. Renesas ha comunicato di aver aggiornato la famiglia di microcontrollori (MCU) ottimizzati per la guida autonoma nel settore automotive e appartenenti alla fascia bassa della serie RH850/P1x-C. AT & S ha annunciato nuove tecnologie innovative come risposta alle sfide attuali in telecomunicazioni, elettronica automobilistica, indossabili ed elettronica medica riguardanti in particolare la miniaturizzazione, l'aumento della densità di corrente, i problemi termici, così come l'ottimizzazione dei processi di produzione. Linear Technology Corporation ha presentato LTC2320-16, un convertitore analogico-digitale (ADC) SAR …

Tecniche di compressione audio: ADPCM

Lo sviluppo delle tecnologie di memorizzazione e trattamento  digitale dei segnali è stato possibile grazie anche alla diffusione di convertitori digitali sempre più prestanti e di tecniche di compressione del segnale sempre più raffinate.  Comprimere segnali digitali significa risparmiare tempo e spazio. Si esamina una tecnica di compressione audio detta ADPCM ed una applicazione pratica della stessa per la riproduzione sonora in tale formato, mediante PICMicro®. ADPCM: LA TEORIA Formati di compressione La possibilità di risparmiare spazio e tempo operando sulla forma d’onda è stata una scelta obbligata. Inizialmente si operava sul segnale analogico, attualmente invece con la diffusione capillare dei …