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.

Le novità sulla ricarica Wireless – Intervista a Tony Armstrong Direttore Marketing, Power Products @ Analog Devices

La ricarica wireless è senza dubbio un requisito per ottimizzare le richieste di alimentazione di un qualsiasi dispositivo portatile. Offrendo inoltre un modo semplice per ricaricare il cellulare rapidamente e senza disporre di cavi. La ricarica senza fili sfrutta le principali leggi della fisica, permettendo così a qualsiasi utente di ricaricare velocemente il proprio dispositivo. In un prossimo futuro questa tecnologia riguarderà non solo i dispositivi portatili ma anche i veicoli a guida autonoma. In questa intervista con Tony Armstrong Direttore Marketing, Power Products di Analog Devices, cercheremo di approfondire vari aspetti che circondano tale tecnologia. 1.  Come si …

Algoritmi di filtraggio digitale

La diffusione di microcontrollori a basso costo con funzionalità di DSP (Digital Signal Processing) rende disponibili degli apparati in grado di implementare l’elaborazione digitale dei segnali, e in particolare  il filtraggio secondo tecniche digitali. In quest’articolo vedremo un’introduzione alle tipologie di filtri utilizzate in pratica, con particolare riferimento all’implementazione dei filtri passa-basso digitali IIR. Le nozioni di base che saranno esposte sono tuttavia applicabili anche per le altre tipologie di filtri. Per evidenziare un caso pratico d’implementazione infine, saranno esposte brevemente le funzionalità della DSP Library per i DSC delle famiglie dsPIC di Microchip. Metodologie di filtraggio digitale Un punto di partenza nella progettazione …

Conversione da UART a SPI con FPGA

Molto spesso è necessario poter utilizzare direttamente componenti che abbiano un’interfaccia di tipo SPI come sistema di comunicazione. L’articolo evidenzia come sia possibile una comunicazione diretta su questi componenti, utilizzando la classica seriale RS232 senza uso di microprocessori e relativi FW, ma integrando il  tutto in una piccola ed economica FPGA. L’articolo fornisce i dettagli per l’integrazione di un sistema in grado di dialogare all’esterno con un PC che utilizza una comunicazione UART (per esempio la sempre presente RS232), pilotando a sua volta una periferica esterna con interfaccia di comunicazione di tipo SPI. Le porte di comunicazione  SPI sono ampiamente utilizzate in tutti i sistemi embedded, grazie alla loro semplicità di interfaccia HW e alla possibilità di comunicazione sincrona e full …

Scopriamo la Spresense Main Board della SONY

In questo articolo andiamo a esplorare "Spresense Main Board", una scheda di sviluppo molto compatta, basata sul microcontrollore multicore CXD5602 della Sony. La sua maggiore potenzialità è quella di permettere lo sviluppo di applicazioni IoT in maniera molto semplice e veloce, anche attraverso l'utilizzo dell'IDE di Arduino oppure di Eclipse IDE. Sulla board sono inclusi i processori della Sony CXD5247GF e CXD5602GG. In aggiunta vi è un'antenna GPS, una interfaccia per camera e l'estensione per 26 pin esterni. La Spresense è estremamente espandibile con delle aggiunte esterne che saranno disponibili anche da terze parti per il Bluetooth (BTE), il …

La tecnologia POE nell’illuminazione a led

Power over Ethernet (nota anche come PoE) è una tecnologia nata nell'ambito del networking (e più precisamente in quello delle reti locali cablate, o LAN), la cui caratteristica principale è quella di rendere disponibile l'alimentazione per i dispositivi collegati alla rete direttamente sullo stesso cavo Ethernet utilizzato per trasmettere i dati. La tecnologia PoE si presta ad interessanti applicazioni anche nel settore dell'illuminazione, dove si dimostra particolarmente efficace  nel ridurre al minimo le inefficienze relative all'alimentazione di dispositivi LED e legacy Introduzione La tecnologia PoE permette a tutti i dispositivi collegati a una rete Ethernet cablata di ricevere l'alimentazione …

La lettura delle stringhe NMEA

NMEA è uno standard di comunicazione utilizzato nella trasmissione dati satellitare (GPS) e nautica. L’ente che sviluppa e gestisce il protocollo è la National Marine Electronics Association. In questo articolo vedremo che cosa sono le stringhe NMEA e come possiamo acquisire i dati in questo formato. Lo standard NMEA è uno standard di interfacciamento tra apparecchiature digitali. La comunicazione NMEA nasce nel campo nautico ma è molto utilizzato nella comunicazione satellitare, dove viene impiegato per trasmettere dati da un GPS verso un computer. In genere esistono diversi protocolli di comunicazione utilizzati dai GPS (Rockwell, SiRF…) spesso in formato binario, ovvero non leggibili ad occhio nudo. La praticità e il vantaggio  del binario sta nel fatto che possono essere compressi …

L’ABC dei microcontrollori su FPGA

Quando in molti progetti è necessario unire alla logica programmabile la funzionalità di un piccolo microprocessore le soluzioni semplici come il core ABC possono essere la risposta. Ci sia concesso il gioco di parole, ma è un modo per introdurre questa soluzione di progetto basata su FPGA proposta da ACTEL, il cui nome è proprio ABC. Il nome non è casuale perché il core in oggetto è un semplice microprocessore, che in un numero di gate veramente contenuto, sviluppa e supporta le istruzioni basilari richieste ad un qualsiasi micro sia su silicio oppure, come in questo caso, su FPGA. Insomma l’ABC dei microprocessori. Prima di affrontare la sua presentazione è importante sottolineare che stiamo …

Il protcollo ZigBee

Nella scorsa puntata sono state introdotte le caratteristiche principali dei protocolli IEEE 802.15.4 e ZigBee, analizzando in dettaglio la soluzione di Digi-MaxStream, ossia i moduli della serie XBee e XBee PRO. In questo numero verrà analizzato l’uso del software X-CTU, che permette la programmazione dei moduli XBee, ma che può anche essere utilizzato come efficace strumento di diagnostica e debug. Come supporto software alla programmazione, alla configurazione e al debug dell’hardware basato sui dispositivi della famiglia XBee, Digi-MaxStream mette a disposizione degli sviluppatori un unico software che assolve alle varie funzioni elencate sopra. Il software prende il nome di X-CTU ed è liberamente scaricabile via Internet dal sito web della Digi. X-CTU è un software per ambienti Windows, con retrocompatibilità fino …

Xinu embedded

Xinu è un sistema operativo scritto da Comer alcuni anni fa e oggi disponibile per diverse piattaforme. Esiste anche una versione per il segmento dei sistemi dedicati chiamata Embedded Xinu. Accanto al sistema operativo Linux, sicuramente più blasonato rispetto ad altri, esistono sistemi alternativi. Senza ricorrere in maniera specifica a sistemi definiti microkernel, esistono infatti diversi sistemi operativi alternativi, come ad esempio Minix o Xinu. Come altri sistemi operativi, i programmi eseguiti in ambiente Xinu utilizzano servizi che il sistema mette a disposizione attraverso routine (API) appositamente predisposte. Per esempio, un programma o un task possono avere la necessità di scrivere su una seriale standard, per esempio il display, e per svolgere questo compito chiamano una funzione di sistema putc(). Questa funzione …

Attenzione ai puntatori a funzione

Perché dovremmo preoccuparci di questo tema in un sistema embedded? La problematica della sicurezza e, di riflesso, quella dei puntatori a funzioni rientra sicuramente nella fattispecie dell’affidabilità del codice e per un sistema embedded questa necessità diventa prioritaria per via delle implicazioni che ne conseguono. Il tema di questo articolo è davvero molto vasto. L’affidabilità di un sistema software passa attraverso l’uso di strumenti di verifica e di definizione dei requisiti; ogni campo di applicazione ha poi precise normative di riferimento. Così, in campo ferroviario si adotta un insieme di rigide norme che hanno l’obiettivo, o come riferimento, la certificazione dei prodotti e della sicurezza dei sistemi elettronici per il segnalamento  ferroviario. A questo proposito, la tabella 1 mostra le differenti …

Applicazioni RF: le normative

Quali sono i vincoli a cui un prodotto radio è sottoposto per poter essere presente nel mercato? Comprendiamo l’approccio normativo adottato in ambito comunitario per poi guardare nel dettaglio un ambito applicativo interessante per la piccola industria elettronica, quello dei dispositivi a corto raggio (Short Range Device). Nel panorama industriale moderno, un’azienda che voglia essere presente in un mercato ha la necessità di essere conforme ad un groviglio di requisiti normativi. Gli scopi che le norme si prefiggono sono: » tutelare  la sicurezza del consumatore; » tutelare  l’ambiente; » regolamentare l’uso di (preziose) risorse condivise. In particolare nell’ambito della radiofrequenza, sin dagli albori delle tecnologie che permettono la comunicazione via etere, fu evidente la necessità di …

VHDL vs Verilog

VHDL e Verilog sono due linguaggi HDL utilizzati per descrivere modelli hardware. Anche se presentano alcune somiglianze, ciascuno ha caratteristiche proprie. Quali sono le differenze tra questi due approcci metodologici? L’obiettivo di questo articolo è di dare una risposta a questa domanda. Il linguaggio VHDL è utilizzato per la sintesi e la simulazione di circuiti digitali ed è uno degli standard utilizzati per descrivere l’hardware. Nel 1987 questo linguaggio è stato adottato come standard dall’Institution of Electrical and Electronics Engineering,  o IEEE, e siglato come VHDL-87. In realtà, del VHDL se ne parla già dagli anni ’80 da un progetto del DoD, dipartimento della Difesa USA, con il nome VHSIC, o Very High Speed Integrated Circuits e, in …

La scheda open source TinkerForge Red BrickComputer per la prototipazione IoT

Il Red BrickComputer costituisce il cervello del sistema di composizione Tinkerforge. Scopriamo assieme le sue potenzialità e i relativi utilizzi. Con esso è possibile realizzare infiniti prototipi di ogni tipo. Inoltre il supporto per diversi collegamenti esterni rende la scheda adatta a mille applicazioni diversificate. Introduzione TinkerForge è una piattaforma hardware open source composta da blocchi di microcontrollori impilabili (i Bricks) in grado di controllare diversi moduli (i Bricklet), come chiaramente visibile in figura 1. Essa risulta ideale per la prototipazione di soluzioni IoT e consente di utilizzare il linguaggio di programmazione preferito come C, C++, C#, Object Pascal, …

Una piattaforma robusta per acquisizione dati di precisione e controllo di ambienti ad altissima temperatura

Le esigenze di diversi settori industriali hanno portato a un maggiore utilizzo dell’elettronica di precisione in prossimità di zone ad alta temperatura. I motivi sono molti, come nel caso dell’esplorazione energetica, dove accedere a risorse difficili da raggiungere richiede spesso apparati progettati per funzionare a temperature anche superiori a 175°C. A causa delle dimensioni e dei limiti sulla potenza, il raffreddamento attivo non risulta una soluzione pratica e la convezione del calore è molto limitata. In altri sistemi, è necessario collocare i sensori e i nodi di condizionamento del segnale vicino alle aree a temperatura elevata, come motori, sistemi …

Tastiera a sfioramento

Una trattazione dedicata alle tastiere a sfioramento basate sulla tecnologia capacitiva e induttiva di Microchip. Grazie alla completa assenza di parti meccaniche la loro durata è praticamente illimitata. Le tastiere a sfioramento e a contatto stanno prendendo il sopravvento sulle tradizionali tastiere a pulsanti e interruttori. La maggiore potenzialità infatti sta nella totale assenza di parti meccaniche che ne garantiscono il funzionamento praticamente all’infinito. Inoltre contribuiscono all’aspetto estetico e di design poiché anche le dimensioni possono essere ridotte ai minimi termini. I possibili utilizzi abbracciano un campo estremamente ampio, da quello medico, industriale e automobilistico. Questa tecnologia promette anche un’innovazione nel campo estetico, assicura un lungo e duraturo funzionamento, anche in condizioni …

Mining delle criptovalute alternative con il Raspberry Pi

Le criptovalute alternative, o altcoin, sono nate come moneta alternativa alla criptovaluta più nota e diffusa: il Bitcoin. Nel corso dell’articolo approfondiremo il concetto di altcoin, esaminando le principali criptovalute alternative presenti sul mercato, per poi presentare un progetto applicativo di mining di altcoin con il Raspberry Pi Introduzione Le altcoin sono le criptovalute alternative create dopo il successo della prima e più famosa moneta decentralizzata: il Bitcoin. Il successo ottenuto dal Bitcoin come prima moneta digitale basata su una rete di transazioni (la Blockchain) ha aperto la strada all’ingresso di nuove monete, in alcuni casi dimostratesi non solo …

La gestione degli interrupt su MPC555

Come sono trattati gli interrupt e le eccezioni in ambito MPC555™? Questo articolo vuole fornire informazioni sulla gestione degli interrupt nell’architettura MPC555 e dare le necessarie indicazioni di carattere tecnico. I due termini interrupt ed exception sono due aspetti della stessa medaglia; sono infatti eventi che interrompono il normale flusso di esecuzione di un programma. In realtà non sono termini del tutto equivalenti. Le eccezioni (exceptions) sono eventi, che possono essere definiti sincroni o asincroni e che cambiano il normale flusso di esecuzione di un programma, al pari di un’interruzione. Sono classificati come eccezioni gli eventi associati al reset o al decrementer, cioè un evento periodico asincrono utilizzato come timer …

ARM e Renesas architetture a 32-bit

Due proposte per il settore embedded che rispecchiano due differenti soluzioni architetturali: da un lato ARM si basa su un core RISC e dall’altro, Renesas, con un core CISC. Renesas e ARM hanno un ruolo rilevante in un’infinità di applicazioni. Ad esempio, il Mindstorms NXT è composto di servomotori e sensori (di tipo luminoso, tattile, sonoro e a ultrasuoni) e da un dispositivo intelligente: un microprocessore a 32 bit di Atmel, siglato come AT91SAM7S256 (un dispositivo che appartiene alla classe ARM7) con la frequenza di funzionamento di 48 MHz e, come si rileva dalla sua sigla di identificazione, con 256k di memoria non volatile e 64k di RAM. Il core ARM, inoltre, …

Play ZigBee

In questo articolo saranno descritti in dettaglio i radiomodem ZigBee prodotti da Digi-Maxstream, moduli wireless che integrano sia le specifiche di basso livello IEEE 802.15.4, che le specifiche di alto livello proprie del protocollo ZigBee. Il protocollo ZigBee nasce ufficialmente il 14 dicembre 2004, giorno in cui la ZigBee alliance (consorzio di aziende che si occupa dello sviluppo e dell’aggiornamento dello standard e della promozione della tecnologia su di esso basata) rilascia le specifiche 1.0. Come era già avvenuto in passato per la definizione di altri standard, il lavoro relativo allo standard ZigBee è stato diviso in due tronconi. Al task group IEEE 802.15.4 (parte del work group IEEE 802.15) è stato …

Macchine che apprendono: MATLAB e le Convolutional Neural Network

Le deep neural network possono assumere diverse forme, ognuna delle quali adatta all'esecuzione di un particolare task. Nel precedente articolo, abbiamo già approfondito i concetti alla base delle Convolutional Neural Network (CNN), reti utilizzate per compiti come il riconoscimento degli oggetti o l'elaborazione del linguaggio naturale. E' però sempre utile avere un 'feedback pratico' della teoria, e toccare con mano, per quanto possibile, i risultati che è possibile ottenere sfruttando questi strumenti, magari adoperando delle librerie già pronte e (relativamente) semplici da utilizzare. In quest'ottica, in questo articolo parleremo di MatConvNet, uno strumento che si è imposto come standard de …

SPI su ONE-WIRE

Ogni applicazione e ogni circuito che si va a realizzare non ha mai abbastanza segnali per poter controllare tutte le periferiche che si intende inserire. Attraverso questo articolo scopriamo come sia possibile controllare una periferica SPI attraverso il protocollo One-Wire composto da un solo segnale. Il protocollo One-Wire è stato sviluppato dalla Dallas Semiconductor diventata poi Maxim IC. Il protocollo consente la comunicazione di più dispositivi con un host utilizzando  il minimo numero di segnali possibile. Il protocollo viene infatti chiamato One-Wire proprio perché utilizza un solo conduttore per il trasferimento dei dati. L’architettura One-wire utilizza delle resistenze di pull-up per mantenere la linea alla tensione …

I prossimi trend saranno Blockchain ed Intelligenza artificiale

Blockchain, insieme all'intelligenza artificiale, all'apprendimento automatico, alla robotica e alla realtà virtuale e aumentata, ha il potenziale per fornire risultati dirompenti e rimodellare il business digitale nei prossimi anni. La tendenza principale nel breve periodo è l'adozione della blockchain - la tecnologia alla base di Bitcoin - e il suo immenso potenziale per trasformare il mondo del denaro, degli affari e della società usando una varietà di applicazioni. Gli analisi di mercato e gli esperti in tecnologia puntano sulla Blockchain come la promessa per lo sviluppo dell'IoT orientando il mondo degli affari e business verso una graduale e significativa …

I segreti del Bluetooth

Bluetooth è una specifica industriale per reti senza fili (WPAN: Wireless Personal Area Network). Fornisce un metodo standard, economico e sicuro per scambiare informazioni tra dispositivi diversi attraverso una frequenza radio sicura a corto raggio. Vediamolo in dettaglio. La tecnologia Bluetooth è stata originariamente messa a punto per Ericsson nel 1994. Nel febbraio 1998 un gruppo di interesse battezzato Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG), che riuniva più di 2000 compagnie fra cui Agere, Ericsson, IBM, Intel, Microsoft, Motorola, Nokia e Toshiba, è stato formato per produrre le specifiche Bluetooth 1.0, pubblicate nel luglio del 1999. La tecnologia Bluetooth è prevista principalmente per collegare fra loro delle periferiche (stampanti, telefoni cellulari, apparecchiature domestiche, auricolari senza fili, …

Driver VHDL per memorie NAND Flash

Le memorie flash di tipo NAND occupano un segmento di mercato sempre più rilevante nel settore embedded grazie al loro costo e all’offerta in termini di capacità di memoria. Le loro prestazioni, permettono inoltre di coprire soluzioni orientate all’elettronica di consumo. Le soluzioni orientate verso il mondo embedded, almeno fino a qualche anno fa, utilizzavano proposte basate su memorie flash di tipo NOR, ma da diversi anni le richieste si sono spostate verso tecnologie di tipo NAND per sfruttare la loro alta densità, il costo abbastanza contenuto insieme alle ottime prestazioni. La figura 1 pone in evidenza le possibili applicazioni delle memorie NAND per tre differenti segmenti di mercato, quali dispositivi USB, MP3 player e …

JTAG: non solo test

Il Joint Test Action Group (JTAG) ha sviluppato un sistema di test boundaryscan standardizzato poi nelle specifiche IEEE 1149.1 nato, in prima battuta, per effettuare test esaustivi da un punto di vista elettrico, ma ora sempre più utilizzato anche per condurre vere e proprie sessioni di collaudo del software. Le attività di debug del software per sistemi embedded presentano delle difficoltà aggiuntive rispetto alle normali attività previste per sistemi desktop; inoltre, di solito, un’applicazione di tipo embedded non è generalmente verificata utilizzando la stessa macchina, ma si ha sempre più spesso l’esigenza di strumenti che garantisco il controllo hardware dell’apparecchiatura sotto esame. Esistono differenti metodi e strumenti utilizzati per condurre il collaudo del software/hardware, a questo riguardo …
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