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Seminari gratuti sui nuovi ARM Cortex M4 Infineon a Padova e Roma

Configurazione esagono

Infineon, leader mondiale nel campo dei semiconduttori, oggi propone una nuova famiglia microcontrollori sviluppati grazie al profondo know-how sviluppatto in applicazione industriali complesse XMC4000, una gamma basata su ARM Cortex-M4 (32 bit) trova particolare riscontro in applicazioni come l’energie rinnovabili, controllo motori, building Automation, medicale e nel risparmio energetico. Vediamo un po' più nel dettaglio di che cosa si tratta, che vantaggi offrono e perché queste soluzioni sono davvero interessanti.

Infineon Technologies ha annunciato la sua nuova famiglia di microcontrollori a 32 bit, la serie XMC4000, che impiega il processore Cortex™-M4 di ARM.
Si tratta di un'azienda con più di trent'anni di esperienza nello sviluppo e nella progettazione di microcontrollori che utilizzano periferiche ottimizzate alla specifica applicazione, anche grazie alla grande velocità ed efficienza, che permettono il lavoro in real-time.
La famiglia di cui parliamo oggi è in grado di reggere a specifiche richieste "avanzate" da specifici e distinti applicativi industriali: la possibilità di migliorare l'efficienza energetica, il supporto per un gran numero di standard di comunicazione nonché la riduzione della complessità del software che viene utilizzato durante lo sviluppo.
Tra le applicazioni cui possiamo facilmente pensare per questa famiglia di microcontrollori ci sono gli inverter per impianti fotovoltaici nonché l'automazione degli edifici.

XMC è, in realtà, un acronimo che sta per "cross-market microcontroller" e che dà proprio la dimensione di quanto la configurabilità della famiglia provi ad essere così polivalente e poliedrica da puntare proprio al maggior numero di applicazioni possibili. Scopo principale di questo gruppo di MCU è quello di "equiparare" gli XE166 a 16-bit ed i TriCore a 32.

Ci sono sostanzialmente cinque esponenti di questa famiglia, ovvero il 4100, 4200, 4400, 4500 e 4700. Le principali differenze tra tutte fanno riferimento alla frequenza del core, alla memoria disponibile ed al numero di periferiche che possono essere collegate, anche grazie al numero di pin disponibili.

Vedremo meglio di che cosa si tratta ma, fin d'ora, possiamo dire che la famiglia 4000 e dotata di un sottosistema CPU molto performante, funzionalità di signal processing, un'unità floating point, tempi di lettura di memoria (flash) di soli 22 ns e funzionalità ECC. Per quanto riguarda le periferiche, invece, è possibile introdurre timer, sino a quattro convertitori analogico-digitale a 12 bit in parallelo con un intervallo di campionamento di 70 ns ed un tempo di conversione di 500 ns, fino a due convertitori digitale-analogico a 12 bit, fino a quattro canali PWM ad alta risoluzione. Ed ancora moduli esterni con pulsanti e demodulatori delta-sigma integrati.

Il microcontrollore è, inoltre, provvisto di un Ethernet MAC (Media Access Control) come da standard IEEE-1588, interfaccia USB 2.0, e supporto per le interfacce CAN e SD/MMC. Sono, inoltre, supportati fino a sei diversi canali di comunicazione che possono essere singolarmente configurati come UART, SPI, Quad SPI, IIC, IIS o LIN attraverso la programmazione e, quindi, l'utilizzo di un software.

La famiglia di microcontrollori  XMC4000 offre un'interfaccia di comunicazione tramite bus esterno ad alta velocità che supporta standard sincroni come SDRAM oppure Burst Flash, ma anche standard a sincroni come SRAM, NAND Flash e NOR Flash.

Il 23 ottobre a Padova ed il 25 ottobre a Roma, Rutronik ed Infineon, terranno dei seminari tecnici sulla famiglia XMC4000 (ARM Cortex M4). Il programma prevede una presentazione dei dispositivi, un approfondimento tecnico e poi, dopo pranzo, la possibilità di testare la tool chain Infineon e quindi apprezzare le funzionalità avanzate di DAVE 3. La partecipazione, che si terrà prevalentemente in lingua Inglese è gratuita, previa registrazione e conferma da parte di Rutronik.. Questo il link per confermare la vostra presenza a Padova ed a Roma. Un evento da non perdere!

La famiglia XMC4000 e le sue caratteristiche

Per chiarezza e completezza di informazione, vediamo per esteso cosa vuol dire questa impronunciabile sigla completa: XMC4500 –  F 144 K 1024:

  • XMC -> come già detto, sta per "cross-market microcontroller" e sta ad individuare la famiglia di microcontrollori ad uso idustriale basato su Cortex-MX;
  • 4 -> Core Type, ovvero Cortex-M 4, in questo caso;
  • 50 -> posizione "mid-end" nella scala gerarchica della famiglia;
  • 0 -> tipo di prodotto derivato, se diverso da 0;
  • F -> package type, e nello specifico T/LQFP;
  • 144 -> numero di pin;
  • K -> range di temperature di funzionamento (in questo caso da 40 a 125°C);
  • 1024 -> dimensione della memoria flash espressa in kB;

Vediamone, ora, schematicamente caratteristiche e potenzialità:

  • ARM® Cortex™-M4, 120 MHz, con MAC DSP (single cycle) ed unità floating point (FPU);
  • 1 MB eFlash (con funzionalità ECC);
  • 160 kB RAM;
  • DMA a 12-canali;
  • MAC Ethernet IEEE 1588 compliant;
  • USB 2.0;
  • un set di timer e PWM, demodulatore Delta-sigma;
  • 4 ADC da 12-bit;
  • 2 DAC da 12-bit;
  • 6 moduli di interfaccia di comunicazione configurabili, a scelta tra SPI, I2C, I2S, UART;
  • 3 nodi CAN;
  • bus esterni con supporto per SDRAM, SRAM, NOR-/NAND-Flash;
  • supporto per moduli esterni, tra cui LCD;
  • interfaccia SD/MMC;
  • supporto per interfaccia Touch e Matrici LED;
  • RTC (real-time clock) con batteria e funzioni di calendario;
  • range di temperatura di funzionamento esteso fino a 125°C;

Grazie a questo schema a blocchi sarà più facile visualizzare tutte queste feature e come esse concorrano a creare un sistema funzionalmente completo.

Le soluzioni package per i micro XMC4500 saranno:

  • LQFP-144 (-40 °C to +125 °C)
  • LQFP-100 (-40 °C to +125 °C)
  • LFBGA-144 (-40 °C to +85 °C)

Uno degli aspetti che rassicura è anche la durata prevista per questi dispositivi: l'azienda, infatti, stima il tempo di vita dei suoi componenti intorno ai 15 anni. Sebbene questa cifra sia tutta da dimostrare, e soltanto il tempo potrà farlo, si tratta certamente di un'ottima premessa.

 

XMC4700

XMC4500

XMC4400

XMC4200

XMC4100

POSIF

2x

2x

2x

1x

1x

CCU4 (4ch)

4x

4x

4x

2x

2x

CCU8 (4ch)

2x

2x

2x

1x

1x

High-resolution PWM (150ps)

   

1x

1x

1x

IEEE 1588 Ethernet MAC

2x

1x

1x

   

USB

HS OTG

FS OTG

FS OTG

FS DEV

FS DEV

SD/MMC

SI

SI

     

Serial channels (UART, SPI, I2C, I2S)

6x

6x

4x

4x

4x

Ext. Memory I/F

SI

SI

     

CAN

3x

3x

2x

1x

1x

Touch Button

SI

SI

SI

SI

SI

ADC 12-bit

4x

4x

4x

2x

2x

Delta/Sigma Demodulator

4x

4x

4x

   

DAC

2x

2x

2x

2x

2x

Nota bene: la tabella riportata elenca le caratteristiche di tutti e 5 gli esponenti della famiglia ma l'azienda fa sapere che le caratteristiche del 4700 possono comunque subire delle modificazioni.

I 5 microprocessori di questa generazione, in pillole, possono esser visti così: del 4500 va detto che si tratta dell'esponente di punta della famiglia e che la sua destinazione d'uso saranno certamente applicazioni di alto profilo, sebbene classificate come mid-range. Esso potrà essere commercializzato con soluzioni package di tipo LQFP-144, LQFP-100 e LFBGA-144.

Il 4700, invece, diretto prodotto derivato del 4500, differirà dal precedente per via del package; sarà, infatti, disponibile in LQFP-176, LFBGA-144 ed LFBGA-255.

Riguardo poi gli ultimi tre, ovvero, 4100,  4200 e 4400, possiamo affermare che siano derivati dal 4500 ma di più modeste aspettative, ovvero per applicazioni non "estreme", e che differiranno anch'essi dal capostipite per le soluzioni package. Infatti, saranno disponibili in LQFP-100, LQFP-64, VQFN-48.

Quindi cosa dobbiamo aspettarci?

Nell'immagine che segue, Infineon spiega la sua "raodmap", dando un'idea di come, quando e dove i suoi prodotti vogliono andarsi a posizionare. Ecco per cosa promettono che potranno servirvi:

I settori di riferimento per l'impiego della famiglia XMC4000:

  • Energie rinnovabili;
  • Logistica;
  • Automazione delle aziende;
  • Automazione degli edifici;
  • Trasporti;
  • Dispositivi medicali.

e per ciascuno di essi l'azienda già pensa a come adoperare i suoi microcontrollori, identificando, tra le altre, applicazioni quali:

  • controllo motore;
  • rilevamento di precisione
  • dispositivi di IO
  • HMI
  • inverter per impianti fotovoltaici;
  • SMPS;
  • Sense & Control;
  • PLC;
  • UPS.

Ma l'immagine di "copertina" a cosa si riferiva?

L'immagine di "copertina" di questo articolo si riferisce ad una particolare configurazione che prende il nome di Hexagon Developmente Kit. L'XMC Application kit in oggetto è una struttura modulare ed espandibile che permette la connessione di schede che incrementano le funzionalità di base.
L'immagine, piuttosto suggestiva, dimostra in maniera immediata un certo numero di schede satelliti che vengono connesse a quella principale su cui è montata la CPU e grazie alle quali è possibile realizzare specifiche funzioni.
Si vede chiaramente, infatti, che una scheda di espansione può essere utilizzata per aggiungere un modulo di connessione seriale piuttosto che un display, in questo caso OLED.
Tutto questo a dimostrazione del fatto che le possibilità realizzative ed implementative sono vincolate soltanto dalla dotazione di cui si è in possesso.

Che cos'è DAVE?

Con il nome DAVE 3 si fa riferimento ad un ambiente di sviluppo integrato che rende conveniente, veloce e personalizzato lo sviluppo del software. Grazie all'utilizzo di questo ambiente basato su Eclipse, e di un compilatore free GNU, alle utilità di debug e display dei dati, questo software può diventare una suite piuttosto completa, che permetta la progettazione di applicazioni molto ben adattate all'hardware in uso. DAVE 3 ha, tra i suoi punti di forza, il supporto per la generazione automatica del codice, che è basata su componenti software predefiniti che sono detti "DAVE Apps"; essi sono configurati in una maniera decisamente user-friendly che sfrutta appieno le potenzialità di un'interfaccia grafica ed è per questo che il programma si candida a garantire agli sviluppatori di applicazioni industriali il totale controllo su di microcontrollori, con sforzi relativamente contenuti.

Resta, tuttavia, questa delle Apps, una soluzione che è necessario porre a verifica; tutti i progettisti ed i programamtori, infatti, sanno che questo tipo di automatismi seguono algoritmi assolutamente generalisti e poco versatili o adattabili alle singole esigenze.
Quanto detto finora resta, tuttavia, piuttosto interessante visto che Infineon ha, tra le sue collaborazioni più note e frequenti, più di 20 aziende a cui fornisce sia software sia hardware sia tool di sviluppo progettazione molto diverse tra di loro e che puntano ad applicazioni altamente specializzate. Così sarà possibile anche effettuare consulenze e training proprio per verificare e sviluppare queste potenzialità.
Molte delle applicazioni industriali cui i microcontrollori ed i relativi software di sviluppo dovranno essere adatti sarà l'utilizzo di timer programmabili, conversione analogico digitale molto veloce e supporto per hardware che regga temperature estreme.
La facilità d'uso di cui questo software si vanta pare poter rendere più semplice la vita dei progettisti di tutto il sistema, almeno per quanto concerne la programmazione.

Schematicamente possiamo riassumere DAVE grazie alle sue caratteristiche principali:

  • compilatore, debugger e flash loader gratuiti;
  • compiler e debugger utilizzabili per lo sviluppo di applicativi commerciali;
  • generatore di codice automatico;
  • supporto per sistemi operativi.

Un riferimento utile per questo programma potete trovarlo a questo indirizzo.

Il 23 ottobre a Padova ed il 25 ottobre a Roma, Rutronik ed Infineon, terranno dei seminari tecnici sulla famiglia XMC4000 (ARM Cortex M4). Il programma prevede una presentazione dei dispositivi, un approfondimento tecnico e poi, dopo pranzo, la possibilità di testare la tool chain Infineon e quindi apprezzare le funzionalità avanzate di DAVE 3. La partecipazione, che si terrà prevalentemente in lingua Inglese è gratuita, previa registrazione e conferma da parte di Rutronik.. Questo il link per confermare la vostra presenza a Padova ed a Roma. Un evento da non perdere!

 

 

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ritratto di Piero Boccadoro

Ma....non si potrebbe fare una data a Bari?! Questa terra

Ma....non si potrebbe fare una data a Bari?!

Questa terra avrebbe tanto bisogno di professionisti che la vengano a coltivare ed io potrei partecipare con molta più facilità... :(

ritratto di olivaw

ma regalano qualche scheda?

ma regalano qualche scheda?

ritratto di Piero Boccadoro

Non lo so, però l'Hexagon kit sembra estremamente accattivante..

Non lo so, però l'Hexagon kit sembra estremamente accattivante...! :p

 

 

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