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.

Il microcontrollore ADUC7022

L’ADuC7022 appartiene alla serie di microcontrollori analogici di precisione ADuC7xxx basati su core ARM-TDMI a 32 bit RISC e integranti un ADC 12-bit multicanale ad elevate prestazioni, Flash/EE memory on-chip e numerose altre risorse hardware. Come gli altri modelli della sua famiglia può essere considerato un ottimo componente per lo sviluppo di applicazioni mixed-signal. I microcontrollori ADuC di Analog Devices combinano funzioni analogiche di precisione, grazie ad ADC e DAC ad alta risoluzione, con risorse fisiche quali riferimento di tensione, sensore di temperatura e porte di interfaccia che li rendono particolarmente adatti per impieghi in svariate applicazioni sia specifiche, come in campo industriale, medicale ed automotive …

VMEcore MODULE

In questo articolo verrà illustrato il funzionamento del bus Versa Module Europa, meglio conosciuto come VMEbus, e una sua possibile implementazione in VHDL. Il VMEbus è stata sicuramente una delle più importanti vittorie della tecnologia ottenendo nel 1983 da IEC (IEC821) e successivamente nel 1987 da IEEE, come ANSI/IEEE 1014, una standardizzazione ben meritata. Nel tempo lo standard VMEbus è stato continuamente aggiornato inserendo sempre nuove funzionalità, ad esempio si è cercato di aumentare la capacità di indirizzare nuovi moduli esterni fino alle estensioni VME64, ovvero è stato garantito il supporto a 64 bit, o VME64x e VME320. La tabella 1 pone in evidenza l’evoluzione …

Test di continuità su macchine di collaudo

Garantire una corretta connessione del dispositivo sotto test è la prima preoccupazione di ogni sistema di collaudo, sia esso destinato al test di componenti, singole schede o interi moduli. Garantire la connessione del dispositivo sotto test è un aspetto particolarmente critico nel collaudo di produzione di circuiti integrati e diventa fondamentale nei test su wafer, precedenti all’incapsulamento del chip nel package finale. In questo caso la connessione del dispositivo è realizzata con un “ragno” di sottili sonde, una per ogni pin. L’insieme sonde, scheda di supporto, sistema di movimentazione e posizionamento sono soggetti ad usura nell’uso. La prima fase di ogni test vede quindi …

Fondamenti di deep learning per la visione artificiale

Le tecniche di deep learning, letteralmente "approfondimento profondo", sono sempre più diffuse ed utilizzate in ambiti differenti ed i più vari. Gli avanzamenti tecnologici, nel calcolo parallelo con le GPU (Graphics Processing Unit), hanno consentito di risolvere problemi che fino a poco tempo fa erano considerati, addirittura, impossibili in campi come la visione artificiale (computer vision), il processamento del linguaggio naturale e la robotica.  Cos'è il deep learning? Il deep learning è una tecnica di machine learning (apprendimento automatico), che fornisce ai computer l'abilità di apprendere senza essere stati esplicitamente programmati: posto un insieme di dati in ingresso, tipicamente grezzi, ed un compito …

LED bianchi: meglio un boost converter o un charge pump?

In questo articolo analizzeremo due principali regolatori di carica per LED: un convertitore di tipo boost e uno charge-pump. I convertitori DC/DC sono dispositivi che accettano una tensione di ingresso continua e producono una tensione di uscita, tipicamente di livello differente rispetto a quella di ingresso. I convertitori DC/DC sono comunemente usati in applicazioni che richiedono una potenza continua regolata, come computer, strumenti medici, dispositivi LED, dispositivi televisivi ecc... I sistemi alimentati a batterie spesso sono costituiti da molte celle poste in serie per ottenere tensioni più elevate. Non è sempre possibile, per mancanza di spazio o per questioni di peso, …

Aspetti di mercato per la digitalizzazione della nuova Industria

Industry 4.0 è un ecosistema integrato costituito da automazione, controllo robotico e analisi dei big data. Industria 4.0 detiene molte potenzialità e si prevede che registrerà una crescita sostanziale nel prossimo futuro. Il nuovo settore non riguarda solo la tecnologia, ma anche le società che raccolgono dati appropriati e li integrano con i servizi digitali per utilizzarli a proprio vantaggio. Introduzione L'adozione crescente di Internet in diverse applicazioni industriali è uno dei principali fattori che stanno guidando la crescita del mercato. Per ogni azienda, l'industria 4.0 è il cuore di ogni trasformazione digitale. L'obiettivo è creare un valore produttivo …

Misure accurate e stabilità in temperatura

Le batterie a ioni di litio vengono sempre più utilizzate in numerosi dispositivi portatili che richiedono batterie ricaricabili. Maggiore densità di energia per volume e peso, alta tensione, tasso ridotto di auto-scarica e assenza di effetto memoria sono i principali vantaggi di questo tipo di batterie. Quando si decide di utilizzare una batteria a ioni di litio, una sua corretta gestione è importante per garantire un funzionamento sicuro, la massima capacità per ciclo e la più lunga durata. Per questo motivo, di solito si utilizza un’unità per la gestione della batteria (BMU - Battery Management Unit). Per ottenere la massima sicurezza di funzionamento, …

XPLAIN: alla scoperta dei micro XMEGA

Un kit di sviluppo a basso costo per valutare prestazioni e caratteristiche dei micro AVR Xmega presentato negli anni passati. XMEGA A1 è la famiglia di microcontrollori a bassa dissipazione di potenza recentemente introdotta da Atmel. Realizzati nella tecnologia nonvolatile ad alta densità messa a punto da Atmel, i dispositivi sono basati sulla nota architettura AVR con CPU RISC a 8/16 bit, struttura Harvard ed un insieme completo di periferiche standard. Assicurano così elevata capacità di calcolo (fino a 1MHZ/Mips) ma ridotto assorbimento di corrente (20 mA ad una frequenza di clock di 30 MHz e con alimentazione di …

Il protocollo FlexRay

FlexRay è un protocollo di comunicazione su bus seriale espressamente concepito per applicazioni automotive e caratterizzato da elevata velocità, determinismo, tolleranza ai guasti e ridondanza. Gli autoveicoli di ultima generazione sono equipaggiati con un sempre maggior numero di sistemi di sicurezza: airbag dislocati in più punti del veicolo, ABS per migliorare l’efficacia e la stabilità della frenata, EPS per garantire un elevato grado di stabilità in ogni condizione di utilizzo, e altri ancora. Tutti questi sistemi presentano l’innegabile vantaggio di elevare il grado di sicurezza rendendo al contempo la guida più confortevole e piacevole. Per contro, essi richiedono un notevole sforzo a livello di integrazione sia meccanica che elettronica: la …

Impariamo le reti neurali da zero con ESPertino

Scopo di questo articolo è affrontare i principali concetti che stanno alla base delle reti neurali artificiali (ANN), aspetti peraltro ricorrenti sia nel mondo del machine learning che del deep learning. Mostreremo inoltre come ESPertino, pur essendo una board basata su un normale microcontrollore, possa essere utilizzata per implementare, addestrare e testare una rete neurale artificiale Introduzione Nonostante la teoria delle reti neurali artificiali (note anche come ANN, acronimo di Artificial Neural Network) sia stata formulata parecchi anni or sono, soltanto recentemente si è manifestato un crescente interesse verso questo tipo di tecnologia. Il motivo, come spesso accade, è da imputarsi alla attuale disponibilità …

Il software e il bus PCI

L’acronimo PCI sta per Peripheral Component Interconnect e si occupa, così come dice il suo nome, di interconnettere diverse periferiche su un unico bus garantendo l’interoperabilità delle periferiche con un alto data rate al fine di rispondere ai moderni controllori grafici, dispositivi di massa o interfacce di rete. Il PCI è stato realizzato allo scopo di ottenere un alto data rate nei trasferimenti di I/O con la particolare attenzione di non legarsi alle caratteristiche del processore utilizzato, nel senso che il bus PCI ha un protocollo che risulta indipendente dal processore. Da un punto di vista implementativo questa particolarità è stata …

Il famoso whitepaper di Bitcoin, presentato dal punto di vista funzionale e algoritmico

Il white paper di Bitcoin è stato l'innesco della tecnologia blockchain che ad oggi rappresenta uno degli sviluppi più interessanti a livello informatico. Le sue applicazioni sono innumerevoli e mentre nascono nuove blockchain e nuovi progetti è importante capire da dove tutto questo è partito e cosa si trova alla base. Il modo migliore per farlo è esplorare il white paper di Bitcoin, sviscerando tutti i passaggi che avvengono sulla rete (globale e decentralizzata), da un punto di vista algoritmico estremamente preciso che conta sulle tempistiche e sulla formazione dei blocchi per mantenere un altissimo livello di sicurezza e …

L’impatto dell’Industry 4.0 sull’Aerospace

L'industria aerospaziale si sta avviando verso una completa adozione della produzione intelligente, se pur con le sue sfide e difficoltà, seguendo quindi la transizione verso quello che è diventato noto come Industria 4.0. Negli impianti di produzione di componenti, l'implementazione di Industry 4.0 offre un notevole potenziale, specialmente nella manutenzione predittiva. La digitalizzazione sta diventando più comune in quanto i produttori di componenti e sistemi sviluppano dei modi per rendere i loro prodotti più intelligenti. I potenziali benefici - maggiore efficienza e reattività in un ambiente di produzione - sono chiari, ma c'è ancora incertezza su come e quando …

La compatibilità elettromagnetica nei circuiti integrati

Anche i circuiti integrati ed i microcontrollori sono fonte di disturbo elettromagnetico, per questo valgono le regole di compatibilità elettromagnetica anche se su scala ridotta. Ricordiamo brevemente che con ‘Compatibilità  Elettromagnetica’ (EMC) intendiamo la capacità per un apparato di funzionare correttamente in presenza di interferenze elettromagnetiche senza subire malfunzionamenti o danni ed, a sua volta, non perturbare l’ambiente influenzando il normale svolgimento delle operazioni di altre apparecchiature. Un insieme di normative nazionali ed internazionali si preoccupa di quantificare i livelli massimi di emissione tollerati ed i livelli di suscettibilità per ogni campo applicativo, descrivendo in dettaglio anche le procedure di misura da impiegare. Superando i …

EVE un tool per la modellazione di sistemi

Con EVE è possibile descrivere un sistema e generare automaticamente il codice sorgente relativo all’applicazione. Ecco come usare questo utilissimo strumento. Un C.A.S.E. (Computer-Aided Software Engineering, ossia sviluppo del software assistito dal computer) è senza dubbio un mezzo importante per dominare i problemi più o meno complessi nel progetto di un sistema embedded. È attraverso uno strumento di questo tipo che diventa possibile la definizione e lo sviluppo di un modulo software, utilizzando le interfacce grafiche e le librerie di funzionalità messe a disposizione. Questi sistemi semplificano notevolmente la scrittura di linee di codice con relativi benefici anche alla conformità agli standard del software stesso. Esistono differenti C.A.S.E. in commercio che permettono …

Le piattaforme embedded ARM per il settore IoT e industriale

Le piattaforme su moduli estende il concetto convenzionale di System On Module (SOM) focalizzando le caratteristiche sulle esigenze di specifici settori di mercato, riducendo in genere il time-to-market di almeno 12 mesi. Le piattaforme basate su processori ARM Cortex-A e Cortex-M vengono strategicamente progettate per il controllo industriale, networking e opportunità di gateway IoT. Introduzione Al giorno d’oggi vi è un aumento del numero di piattaforme hardware disponibili in commercio offerte ai progettisti embedded per lo sviluppo di dispositivi IoT più efficienti. Con i progressi nella progettazione dei chip, la disponibilità di processori avanzati ad alta efficienza non rappresenta …

Navi intelligenti: flotte ottimizzate con il machine learning

I vascelli a guida autonoma sono in arrivo e si diffonderanno prima dei veicoli autonomi su strada. L'era dell'intelligenza artificiale, quindi, è arrivata anche nel settore navale. Come già in altri settori, anche queste flotte vengono gestite in maniera sempre più integrata e ad elevati livelli di automazione. L'hardware impiegato è standard, con sensori hi-res compreso il lidar, piccoli data center e anche FPGA. La digitalizzazione è destinata a rivoluzionare l'industria marittima a partire dalla progettazione per poi passare alle operazioni, alla gestione e agli stessi modelli aziendali della nave. Introduzione Immagina un futuro con navi che si spostano da …

Tracing real-time su Cortex-M3

In questo articolo ci concentreremo sul Serial Wire Viewer uno strumento di tracing real-time proposto tempo fa da ARM per facilitare il debug di applicazioni sui microprocessori Cortex-M3. Come ormai succede da molti anni l’obiettivo di ARM è di fornire a progettisti e sviluppatori dei microcontrollori sempre più potenti con funzionalità avanzate, ma che a corredo abbiano anche degli strumenti di debug efficienti e adeguati. ARM ha esteso il modulo EmbeddedICE di debug presente nei core ARM7, ARM9 e ARM11 con la nuova tecnologia di debug e trace on-chip chiamata CoreSight. CoreSight è utilizzata principalmente nei processori Cortex ed in particolare nel Cortex-M3. Nel …

CPU Design: L’unione fa la forza

Da un centinaio d’anni a questa parte, sembra quasi che ci sia una rivoluzione scientifica al giorno. Un po’ per le scoperte in fisica, un po’ per le innovazioni tecnologiche, sembra letteralmente che si siano aperte le porte del Paese dei Balocchi della scienza. C’è però una differenza sostanziale tra i progressi di oggi e quelli, diciamo, di una cinquantina d’anni fa: oggi, i progetti più importanti, di ricerca o di sviluppo che siano, li portano avanti gruppi di persone, non più singoli. Il motivo è sicuramente che fisica e ingegneria sono molto più complicate di cinquant’anni fa, e …

Corso C avanzato su Raspberry PI: Generare numeri casuali

L'esigenza di generare numeri casuali con un sistema embedded è spesso sentita dagli sviluppatori. Sebbene sembri che lo scopo principale di tale possibilità sia quello ludico e del gioco, la finalità va oltre tutte le immaginazioni. Gestire degli eventi random può trovare, infatti, la propria utilità in molte occasioni legate alla robotica, alla domotica e altre mille tipologie di applicazioni. Vediamo, in questa ottava puntata del corso, come generare facilmente i numeri aleatori col nostro amato Raspberry Pi. Introduzione Lo scopo della generazione di numeri casuali o di eventi casuali è sempre il medesimo: quello di simulare comportamenti imprevedibili …

Le prossime reti neurali

Una rete neurale è un modello computazionale utilizzato per risolvere problemi ingegneristici di intelligenza artificiale; essenzialmente è una combinazione di software e hardware dedicato (DSP, Digital Signal Processing).  A livello tecnico, una delle sfide più grandi è la quantità di tempo necessario per addestrare le reti, che può richiedere una notevole quantità di potenza di elaborazione per attività più complesse. La previsione accurata dei valori futuri dei dati è cruciale per le decisioni strategiche come la pianificazione del budget e l'allocazione efficiente delle risorse. Tuttavia, la previsione può essere molto impegnativa, specialmente quando vi sono elementi di incertezza, tra …

Soluzioni per touch screen resistivi

Una panoramica delle soluzioni di conversione A/D offerte da Analog Devices per la gestione di touch screen resistivi. Negli ultimi anni, la grande diffusione di smart phones e console di gioco portatili ha determinato una crescita esponenziale del mercato dei touch screen. In grado di operare in un più ampio intervallo di temperatura (da -15°C a +55°C) rispetto alle soluzioni capacitive ed in qualsiasi condizione di umidità, resistenti ad urti e elementi corrosivi come acqua e polveri ma non ad oggetti appuntiti, i touch screen resistivi assicurano ottima visibilità in ambienti chiusi, elevata sensibilità e precisione, costi ridotti; soffrono tuttavia di …

L’alimentazione degli FPGA

Negli ultimi anni i regolatori a basso drop-out sono stati usati per alimentare gli FPGA che richiedono basse tensioni ed alte correnti, con problemi di interferenze e limitazioni nella risposta ai transienti. Grazie alle recenti innovazioni del settore, i nuovi LDO non presentano più problemi di prestazioni. I circuiti integrati a corrente elevata e bassa tensione come i dispositivi a logica programmabile (PLD), tra cui FPGA, DSP, µP e ASIC, sono diffusi in quasi tutti i sistemi embedded destinati a vari settori, ad esempio industriale, comunicazione, telecomunicazioni, server, videogiochi, apparecchiature medicali, beni di consumo audio/video e automotive. Gli FPGA consentono di realizzare applicazioni molto innovative in questi segmenti di mercato. Gli istituti di …

L’efficacia di un buon connettore

I nuovi requisiti relativamente alle specifiche Military Standard numero 32139, delineano un nuovo mercato per i connettori Metal Nano-D. Le specifiche definiscono le caratteristiche delle interconnessioni ad alta densità di piccole dimensioni e molto robuste. Introduzione Il trend dei connettori è caratterizzato da sei diversi fattori di crescita, corrispondenti ai requisiti spesso identificati con l'acronimo 'FESTER' (Faster, EMI-shielded, Smaller, Tough, Tough, Easy to lock, e Rapid design and delivery). Attualmente, il design elettronico richiede soluzioni di connettività più veloce, robuste ma soprattutto opportunamente schermate dalle interferenze elettromagnetiche. Il connettore Nano-D risponde a molti requisiti relativamente a queste sfide progettuali, …

Virtualizzazione per sistemi embedded

La virtualizzazione di più sistemi operativi su una singola macchina è sicuramente uno degli argomenti piu ‘hot’ nel campo delle applicazioni per PC, ma è ancora fonte di discussione nel settore dei sistemi embedded. Le particolari esigenze in termini di determinismo e di bassa latenza nella risposta del sistema, rendono necessario adottare dei software studiati appositamente, e richiedono anche un’attenzione particolare nella configurazione dell’hardware della macchina. Nell’articolo saranno esposti i principi di funzionamento dei software per la virtualizzazione per sistemi embedded ed alcuni software commerciali che rispondono a queste esigenze. GLI OBIETTIVI DELLA VIRTUALIZZAZIONE Lo scopo della virtualizzazione, in generale, è quello …