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Freescale - la famiglia di MCU ad 8-bit S08JS16

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La famiglia di microcontrollori MC9S08JS16/8 di Freescale costituisce una serie di MCU ad 8-bit entry-level espressamente progettati per applicazioni wireless di basso costo e per la realizzazione di periferiche per PC. La serie JS16 offre un controllore integrato USB 2.0 di tipo full-speed ed un transceiver USB, consentendo di ridurre la necessità di componenti esterni. La famiglia di MCU ad 8-bit entry-level di Freescale è contraddistinta da una soluzione hardware e software semplice da usare, pertanto le attività di progettazione e sviluppo possono essere svolte in modo rapido ed efficiente.

Se desideri maggiori informazioni su questo prodotto Freescale, invia una richiesta ad Arrow utilizzando il seguente modulo.

Le principali caratteristiche della serie MC9S08JS16/8

Questa famiglia di MCU presenta diverse caratteristiche rimarchevoli, che possono essere riassunte nel modo seguente:

  • Controllore USB 2.0 full-speed e transceiver USB integrati, in grado di operare alla velocità di 12 Mbps con un regolatore a 3.3V on-chip. Il dispositivo USB supporta il controllo, gli interrupt, e le modalità di trasferimento dati isocrona e bulk. Viene inoltre fornito il supporto per l’endpoint 0 e fino a endpoint addizionali
  • Core basato sull’HCS08 a 48 MHz, corrispondenti ad una frequenza di bus interno pari a 24 MHz. I microcontrollori sono in grado di fornire prestazioni affidabili su tutto il range di alimentazione (compreso tra 2.7V e 5.5V) e di temperature (da -40 ºC a +85 ºC)
  • Fino a 16 KB di memoria flash on-chip utilizzabile su tutto il range di alimentazione e di temperatura
  • Fino a 512 byte di memoria SRAM con un circuito di protezione in grado di prevenire gli accessi non autorizzati alla memoria ad accesso dinamico
  • 256 byte di memoria RAM per l’USB RAM, con funzionalità di buffering dei dati per un trasferimento più rapido ed efficiente
  • Diverse modalità per la generazione del clock (MCG): PLL e FLL, riferimento del clock interno con aggiustamento dello scosamento
  • Diverse modalità disponibili per la selezione della sorgente di clock: quarzo, risuonatore, e clock esterno
  • Altre interfacce di comunicazione tra cui:
    • Interfaccia di comunicazione seriale (SCI) con un break opzionale di 13 bit; questa consente di effettuare la comunicazione full-duplex di tipo NRZ (non-return to zero), generazione dell’extended break come LIN Master, riconoscimento dell’extended break come LIN slave, funzionalità di risveglio sul fronte attivo
    • Serial Peripheral Interface (SPI) con interfaccia selezionabile ad 8 oppure a 16-bit, e con funzione hardware di riconoscimento del buffer dati di ricezione (RDB)
    • Modulo per la gestione via interrupt di 8-pin (con polarità selezionabile) per il controllo della tastiera
  • Un timer modulo 8-bit (MTIM) con prescaler di 8-bit e interrupt di overflow
  • Timer a 16-bit a due canali utilizzabile anche come pulse-width modulator (TPM): può essere configurato per il PWM di tipo buffered centered (CPWM), e consente la modalità di input capture ed output compare
  • Un circuito per la generazione hardware del CRC basato sull’utilizzo di un registro a scorrimento di 16-bit. Questo modulo implementa la versione CRC-CCITT basata sulla seguente forma polinomiale a 16-bit: x16+x12+x5+1
  • Real Time Counter (RTC) ad 8-bit con prescaler di tipo binario o decimale
  • 12 pin di I/O per utilizzo generico e 2 pin di sola uscita. Relativamente ai pin configurati come ingressi, è possibile selezionare i pull-up sulle porte via software; per I pin configurati come uscita è invece possible selezionare, sempre via software, lo slew rate e l’intensità del segnale
  • USB bootloader integrato nella memoria ROM in grado di cancellare e programmare il contenuto della memoria flash senza richiedere strunmenti di sviluppo addizionali: utilizzando lo strumento PC GUI di Freescale, la procedura di aggiornamento del firmware update procedure può essere condotta in un modo semplice e dimmediato. Lavorando con PC GUI, l’utente ha la possibilità di:
    • Cancellare completamente il contenuto della memoria flash (mass erase)
    • Cancellare parzialmente il contenuto della memoria flash: tutto il suo contenuto viene cancellato ad eccezione del primo blocco di 1 KB
    • Programmare il contenuto della flash
    • Comandare un reset alla MCU
  • La funzionalità relative al bootoloader USB richiede un oscillatore esterno funzionante ad una delle seguenti frequenze: 2, 4, 6, 8, 12, oppure 16 MHz. I descrittori USB hanno un valore fisso (il VID è impostato a 0x15A2 mentre il PID è impostato a 0x 0038). L’interfaccia USB 2.0 full-speed è notoriamente molto veloce, consentendo la programmazione di 60 KB di memoria flash in soli 2-3 secondi, persino più velocemente di una connessione realizzata tramite un cavetto BDM. Il bootloader utilizza solamente alcune risorse messe a disposizione dalla MCU: la dimensione del codice è inferiore a 1 KB, mentre vengono utilizzati soltanto 70 byte di memoria RAM. Il codice del bootloader risiede nello spazio di indirizzi superiore della memoria flash, compreso tra gli indirizzi 0xFC00 e 0xFFAF e questo set di indirizzi deve essere protetto al fine di evitare cancellature accidentali del codice relativo al bootloader.
    L’immagine seguente mostra lo schema di collegamento quando viene utilizzato il bootloader USB

  • background debug interface basata sull’utilizzo di un singolo filo
  • Debug tramite on-chip in-circuit emulator (ICE) con funzionalità di cattura del bus in tempo reale
  • Disponibilità nei package 24QFN e 20SOIC
  • Rilevamento della bassa rensione con reset o interrupt
  • Rilevamento degli eventi illegal opcode e illegal address: come conseguenza di questi eventi, il processore esegue un reset per recuperare uno stato noto e stabile
  • Protezione di blocchi di memoria flash
  • Modulo di watchdog Computer Operating Properly (COP) in grado di funzionare sia con il clock del bus che con sorgente dedicate di clock interna ad 1 KHz: questo circuito fornisce un’ulteriore protezione del sistema riportando con un reset la MCU in uno stato noto
  • Disponibilità di due stack USB: lo stack USB-MINI di Freescale e lo stack USB-LITE di CMX. Entrambi questi stack sono utilizzabili gratuitamente (accettando gli accordi sull’utilizzo della licenza) e vengono forniti unitamente al codice sorgente. Lo stack USB CMX è sviluppato dalla società CMX System, Inc. e può essere scaricato qui

Il diagramma a blocchi che elenca tutte queste caratteristiche è visualizzato nella seguente immagine:

Apllicazioni pratiche

Le applicationi tipiche per questa famiglia di MCU sono:

  • Periferiche per PC
  • Tastiere/mouse wireless
  • Adattatori wireless
  • USB dongle
  • Lettori di schede SD
  • Bridge da RS-232 a USB
  • Controllo remoto
  • UPS

La famiglia di MCU Freescale MC9S08JS16/8 è compatibile dal punto di vista software con altri dispositivi appartenenti al Controller Continuum, fornendo un percorso di migrazione diretto verso i microcontrollori USB con prestazioni superiori.

Sistemi di sviluppo

Freescale offre due tipi di sistemi di sviluppo:

  • il background debug controller (BDC) che è la principale interfaccia di debug per eseguire lo sviluppo, permettendo un accesso non intrusivo al contenuto della memoria e dei registri della CPU; viene inoltre fornito il supporto per la gestione dei breakpoint ed il trace delle singole istruzioni. BDC è un’interfaccia basata sull’utilizzo di un singolo filo
  • il modulo di debug on-chip (DBG). I dispositivi basati sul core HCS08 non hanno bus dati ed indirizzi esterni, perciò è stato realizzato un sistema di debug direttamente sul chip per consentire l’accesso dall’esterno durante l’esecuzione dell’applicazione sulla MCU per scopi di debug. Il sistema di debug è basato su una FIFO ad 8 stadi che memorizza le informazioni del bus dati ed indirizzi, e su un trigger configurabile che decide quali dati devono essere acquisiti e memorizzati

Riferimenti

S08JS: 8-bit Microcontroller Family

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