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.

Kernel real-time

È veramente indispensabile utilizzare un sistema operativo real-time? Quali sono le ragioni per utilizzare un RTOS in un sistema dedicato? Vediamo quali sono gli aspetti da tenere presenti per decidere l’acquisto di un sistema operativo per sistemi embedded. Non è detto che un sistema dedicato deve disporre di un RTOS real-time. Infatti una grossa fetta delle applicazioni commerciali non utilizzano un sistema operativo, ma si basano su un modello ciclico basato anche su evento. In questo articolo si vogliono dare indicazioni di massima sulle ragioni che possono decidere l’acquisto di un kernel real-time. LE  RAGIONI Il firmware potrebbe essere semplicemente un ciclo software principale …

Considerazioni di design per la realizzazione di uno spirometro

In questo articolo vedremo alcune considerazioni hardware e software per realizzare un dispositivo in grado di quantificare le capacità respiratorie di un essere umano, misurando sia i volumi che le portate. I risultati delle misure effettuate da questo dispositivo potranno essere inviate ad un computer per visualizzare graficamente i dati.  Fondamenti di spirometria Vediamo anzitutto di acquisire familiarità con i principali parametri utilizzati nell’ambito della spirometria, analizzando come essi possano essere misurati. Per spirometria si intende una serie di test volti a determinare le capacità respiratorie di una persona. La spirometrica misura la quantità di aria inalata ed espirata …

La Gestione degli Interrupt sui Microcontrollori Arduino (ATMega e ATSAM3X8E)

Tutti oramai sanno cos’è un Arduino, ovvero di come un dispositivo di prototipizzazione elettronica rapida abbia semplificato i test e la realizzazione di molti circuiti, avvicinando un gran numero di non addetti ai lavori, al mondo dell’elettronica. Arduino si è imposto per la sua semplicità d’utilizzo e la sua community, che in una sorta di effetto valanga si allarga in continuazione. Tuttavia l’IDE di sviluppo, consigliata ed usata dalla maggior parte degli utenti per la scrittura degli sketch, proprio in nome della semplicità, non permette di sfruttare appieno tutte le periferiche a bordo dei micro-controllori appartenenti alla famiglia Arduino, …

µClinux, una soluzione per sistemi embedded

L’esigenza primaria di µClinux era quella di soddisfare il settore embedded dalla mancanza di una propria distribuzione Linux. La distribuzione µClinux è sottoposta ai vincoli della licenza GPL che permette la modifica del codice sorgente incluso e la sua distribuzione: nessun vincolo può essere imposto dal distributore, come nessun tipo di licenza a pagamento può essere richiesto. Chiunque può, chiedere un pagamento per il supporto tecnico o per la modifica del codice sorgente per particolari applicazioni commerciali. Questo tipo di distribuzione è l’arma vincente perché permette di adattare completamente il sistema operativo in modo che risponda perfettamente alle singole necessità.  Introduzione …

La scheda NanoPi Neo Air 512 MB

La NanoPi NEO Air è una scheda ARM open source di dimensioni 40 x 40 mm con processore A7 di Allwinner H3 Quad Core a 1,2 GHz. I suoi pin sono compatibili con il NanoPi NEO (per approfondimenti consulta il seguente link) e con il GPIO del Raspberry Pi. La scheda NanoPi NEO AIR dispone di 512 MB di RAM DDR3 da 16 bit, di 8 GB eMMC e di uno slot MicroSD. Ha interfaccia WiFi, Bluetooth e DVP Camera Interface per il pieno supporto di moduli da 5M pixel. Introduzione La scelta di una scheda SBC (Single Board …

ESPertino, demoboard software

Quando si riceve in anteprima una scheda o un microcontroller per me è come iniziare un viaggio, una nuova avventura. Iniziare a studiarne caratteristiche e tecnologie porta sempre ad un arricchimento professionale. Con ESPertino è stato lo stesso, ecco quindi che vorrei condividere con voi il mio viaggio descrivendovi funzionalità, curiosità e possibilità di questa scheda ispirata ad Arduino e gli innumerevoli cloni esistenti. Progetteremo un software da caricare sulla scheda e un altro per Windows per pilotarla facendoli dialogare tramite la porta seriale e in futuro tramite il Blootooth. In pratica una demoboard ma software. Introduzione Scopo del …

VHDL for beginners: Dati e tipi

Eccoci alla seconda lezione del corso base di VHDL. Nella precedente lezione, prettamente teorica, abbiamo affrontato una panoramica sul linguaggio introducendo i concetti base che ci sono dietro lo sviluppo di un nuovo componente, quali ENTITY e ARCHITECTURE. In questa lezione entreremo nel dettaglio dello sviluppo affrontando i concetti alla base dei tipi, delle variabili e dei segnali. Proverò a trasmettervi delle linee guida per gestirli nel modo corretto. Questa lezione non sarà solo teorica, ma inizieremo a sporcarci le mani con qualche esempio muovendo i primi passi con la suite di sviluppo Xilinx e valutando i primi errori …

Le soluzioni GigaBit Ethernet Controller

Un nuovo portafoglio di 48 chip Gigabit Ethernet denominato GigEpack, dotato di funzionalità avanzate, supporto software completo e strumenti di valutazione, mira a ridurre la complessità e rimuovere le barriere nella distribuzione di reti ad alta velocità, aprendo nuovi usi e applicazioni. Introduzione GigEpack include i primi switch Gigabit Ethernet a chip singolo con ridondanza HSR / DLR integrata per fornire un'alta affidabilità nelle applicazioni critiche. Inoltre è incluso il primo bridge USB 3.1 Gen 1 verso Gigabit Ethernet che supporta sistemi ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) e sistemi di infotainment su diversi livelli di rete fisica. Per approfondimenti …

FreeRTOS™ per AVR

FreeRTOS™ è uno small real-time kernel studiato e realizzato per architetture di bassa/media fascia basate su microcontrollore. In questo articolo, oltre a mettere in evidenza la distribuzione per AVR, verrà illustrato il porting su un dispositivo AVR con tutto quello che ne consegue. Introduzione Parlando di un sistema RTOS balzano subito alla mente le innumerevoli realizzazioni commerciali che certamente danno, almeno in apparenza, grandi garanzie da un punto di vista tecnico. Oggi, con l’avvio del progetto GCC, questo non è più sempre vero: esistono infatti prodotti “aperti” dalle prestazioni comparabili ai più noti prodotti a pagamento, anche se poi, per applicazioni commerciali, sono …

Quanto è importante la calibrazione della strumentazione?

La strumentazione scientifica medica è un'area in cui tutti si aspettano precisione e sicurezza. Come i produttori possono fornire apparecchiature "perfette" ad un prezzo ragionevole? In una sola parola, calibrazione. La calibrazione è un confronto delle prestazioni dell'apparecchio con uno standard di precisione noto e una relativa correzione al fine di ridurre al minimo gli errori. Introduzione Le tecniche di calibrazione riducono le tolleranze nelle apparecchiature imperfette pur mantenendo una certa convenienza economica. Tutte le componenti sia meccaniche che elettroniche hanno tolleranze di fabbricazione.  Quando i componenti vengono assemblati in un sistema, le singole tolleranze si sommeranno per crearne …

Quale sarà il futuro dei MEMS? [OPINIONI A CONFRONTO]

Noi tutti vogliamo i nostri dispositivi estremamente performanti. Le persone vogliono registrare eventi social, performance musicali e riprodurre nello stesso tempo la musica in maniera accurata, oppure disporre di una elevata qualità di chiamata vocale priva di rumori di fondo anche in condizioni critiche. Queste tendenze richiedono tecnologie MEMS efficienti! Cresce la domanda di microfoni MEMS (per un approfondimento sui MEMS consultare la categoria corrispondente) che garantiscono elevate prestazioni e fedeltà con una decisa affidabilità, in dimensioni compatte adatte all'uso in dispositivi portatili. Il mercato dei microfoni MEMS dovrebbe aumentare da 3,6 miliardi di unità nel 2015 a oltre …

Meglio usare un emulatore o un debugger?

Per soddisfare le stringenti richieste di mercato, Microchip ha sviluppato una linea di prodotti hardware e software che aiutano il programmatore a sviluppare e a testare i progetti basati su microcontrollori. Il centro di gestione di questi prodotti è l’ambiente di sviluppo integrato MPLAB Integrated Development Environment. Un sistema per il debug del firmware è uno strumento indispensabile per chiunque programmi microcontrollori. Nell'articolo si descriveranno due “colonne portanti” nell’analisi del flusso di istruzioni dei PICMicro: ICE e ICD2. Si evidenzieranno vantaggi e svantaggi dell’una e dell’altra soluzione. Introduzione MPLAB ICD 2 ha le caratteristiche di debugger a basso costo, emulatore e programmatore in …

LM317: calcolare online la tensione di uscita

Come calcolare la tensione di uscita dell'LM317? Semplice, utilizzando questo comodo tool online. Inserisci il valore della tensione di uscita di cui hai bisogno e, fissata la resistenza R1, otterrai il valore di R2. Opzionale il calcolo della potenza dissipata, inserendo Vin e Iout. Tensione di uscita Vout Volt (minimo 1,25V massimo 37V) Resistenza R1 Ohm (Valore tipico 240 Ω) Tensione di ingresso Vin Volt (Almeno 2,5V maggiore di Vout) Corrente di uscita Iout A (Per 500mA inserire 0.5)(max 1,5A) Inserisci Vout inserisci R1 premi Calcola per ottenere R2 Per la Potenza dissipata Pd inserisci anche Vin e Iout …

Firmware 138 Speciale Automotive

È uscito il nuovo numero di Firmware di Settembre! Il focus di questo mese è dedicato all'Automotive, ecco alcuni articoli: la flash embedded per il settore automotive, auto a guida autonoma: cresce la domanda per lo storage, e il primo articolo del corso VHDL! Buona lettura! La copertina di Firmware n. 138 Il sommario di Firmware n. 138   Il test dei convertitori DC-DC per il settore Automotive Che cosa significa Platooning per i camion a guida autonoma iNAND 7250A: la flash embedded per il settore automotive   La tecnologia PC Fanless di Advantech per la gestione del traffico …

Algoritmo RAPID™ per la programmazione EPROM

Oggi esistono differenti algoritmi di programmazione, ogni casa costruttrice  elabora un proprio modello. Le procedure di test di questi dispositivi sono spesso (non sempre) basati sul comportamento di questi algoritmi. Le case costruttrici, poi, si basano molto sulla loro efficienza anche per affinare i propri prodotti e le loro strategie: gli algoritmi sono spesso selezionati per ottenere la più alta resa delle EPROM. L’algoritmo di programmazione Rapid™ riduce il tempo richiesto per programmare le EPROM e garantisce, nel contempo, la reliability del sistema.  Introduzione Il pregio di Rapid™ è di diminuire il tempo di programmazione già stabilita da un altro algoritmo, chiamato …

Il bus VME: caratteristiche principali

La struttura generale del bus VME (Standard IEEE-1014-1987) e i fatti principali che hanno portato alla nascita di questo importante standard di comunicazione utilizzato in diverse applicazioni industriali, militari e commerciali. Introduzione Un BUS è una struttura di interconnessione tramite linee di comunicazione che permette lo scambio di informazioni tra varie unità dello stesso sistema: per esempio tra la CPU, la memoria centrale e le periferiche. Le linee del BUS sono condivise tra tutti i dispositivi. Possibili strutture di interconnessione sono: punto-punto, anello, stella. Un bus ha molti vantaggi: in particolare permette di mettere insieme parti costruite da case diverse (con …

La strumentazione modulare nei sistemi di test

PXI / PXIe e AXIe rappresentano i più recenti formati di strumentazione modulare, capaci di ottime prestazioni combinando la flessibilità di progettazione e le funzioni di test attraverso i moduli ad incastro all’interno di uno chassis. Per ottenere il massimo da uno strumento PXIe o AXIe, è necessario comprendere gli strati tra il software applicativo di test e l'hardware. In questo articolo faremo una panoramica generale sulla strumentazione modulare e il relativo mercato.   Introduzione La crescente complessità dei dispositivi elettronici, combinata con la pressione sui costi e tempi, sta mettendo a dura prova gli ingegneri nel riconsiderare le loro …

Librerie per la gestione del bus VME

Le librerie VME Universe II della Tundra sono un insieme di operazioni standard che permettono la gestione di moduli VME. Analizzeremo le librerie dello standard IEEE-1014-1987 che permettono la comunicazione e la gestione di moduli elettronici standard 6U/3U su bus VME. Introduzione I moduli VME (6U, 3U) risiedono in un crate di 21 slot; al primo slot c’è un modulo dotato di CPU per la gestione del bus (system controller o crate manager). Ciascun utente opererà, via software, su tutti i moduli del crate attraverso il system controller. Il system controller è un semplice computer con caratteristiche opportune da poter gestire le funzionalità che si richiedono al sistema (figura 1). Un …

Un microcontrollore con transceiver ZigBee integrato

La famiglia MC1321X è progettata  per fornire un elevato livello di integrazione, combinando le MCU della serie HCS08 ed un transceiver ZigBee a 2.4GHz in un singolo package di tipo LGA 71 pin. Il transceiver RF è compatibile con lo standard IEEE 802.15.4. Sebbene lo standard prevede la possibilità di trasmettere dati su tre frequenze (2.4GHz, 868MHz, 915MHz), per ragioni strategiche Freescale (ora NXP), come la maggior parte degli altri costruttori, ha realizzato i suoi dispositivi in modo che operino nella banda ISM a 2.4GHz. Introduzione Il modem include un amplificatore a basso rumore (LNA) con un potenza di uscita …

VHDL for beginners: Entità e Architetture

La necessità di prestazioni sempre superiori e di consumi sempre più ridotti ha spinto il mondo dell'elettronica ad un uso sempre più massivo di dispositivi quali FPGA. Tali dispositivi devono la loro fama per la peculiarità di essere programmabili o meglio configurabili grazie a linguaggi come il VHDL o il Verilog, anche se sono linguaggi abbastanza complessi. Questi sono dedicati alla descrizione dell'hardware e consentono quindi di specificare il comportamento di circuiti elettronici sia semplici (ad esempio una funzione booleana o un sommatore) sia molto complessi come i processori. Con questo articolo iniziamo un corso base sul VHDL muovendo …

Soluzioni di alimentazione single chip per FPGA

I sistemi basati su FPGA stanno riscuotendo un crescente successo. Mentre parecchi progettisti preferiscono le architetture basate su FPGA per la loro flessibilità, grazie alla quale è possibile aggiungere caratteristiche o apportare modifiche attraverso il codice, la progettazione di un alimentatore idoneo comporta la risoluzione di alcuni problemi. Il primo è quello relativo alla presenza di più terminali di alimentazione. Introduzione Gli FPGA richiedono, come minimo, una tensione per l’alimentazione del core e una (o più) tensioni per l’alimentazione dei gruppi di I/O. Comunque, i sistemi basati su FPGA possono richiedere altri terminali per l’alimentazione di memorie DDR (Double …

Interfaccia USB per un dispositivo in classe HID

Alla classe HID appartengono dispositivi comuni per applicazioni PC quali mouse e tastiere ma anche sensori di misura analogica o schede I/O. Il vantaggio è che i server per un dispositivo HID sono già disponibili in Windows e non necessitano di uno sviluppo specifico. Introduzione Nella specifica del bus USB sono state definite numerose classi che raggruppano i diversi dispositivi dotati di interfacce USB. I dispositivi appartenenti ad una classe non necessariamente hanno caratteristiche comuni ma forniscono la stessa  interfaccia  di  comunicazione  sul  bus USB. La classe HID, acronimo di Human Interface Device, è quella facilmente realizzabile anche in un dispositivo embedded. A …

I computer del futuro avranno la luce al posto dei transistor?

Gli attuali dispositivi elettronici sono basati su transistor e altri dispositivi a semiconduttore. La legge di Moore si è rivelata quasi precisa in quanto sviluppiamo circuiti sempre più piccoli con un numero di transistor sempre crescente. Tuttavia, ci sarà un momento dove non saremo in grado di fare ulteriori sviluppi con i dispositivi a circuito integrato.  Con la crescente domanda di calcolo più veloce e più efficiente, la fotonica e l'ottica sembrano essere dei promettenti candidati. Introduzione La ricerca fotonica contribuisce alla messa in funzione di innumerevoli strumenti quotidiani: smartphone, internet ad alta velocità e controller wireless. È strettamente …

La scheda NanoPI-NEO

La scheda Nano-PI-NEO con processore H3 Allwinner Quad-Core A7 4x1.2 GHZ è ideale per hobbisti, maker e sviluppatori vari che operano nel campo dell'elettronica. La piccola dimensione di 40 x 40 mm mantiene il fattore di forma molto compatto per una serie di progetti nel campo industriale. La scheda è dotata di una presa Micro-USB, interfaccia Ethernet 10/100 M, slot per micro SD, USB OTG e un'interfaccia GPIO a 36 poli per l'implementazione di varie shield. Introduzione NanoPi Neo è una board della FriendlyArm con una buona qualità costruttiva della CPU e un prezzo molto competitivo, che lo rende …

La tecnologia PC Fanless di Advantech per la gestione del traffico stradale

La sicurezza stradale è sempre stata una preoccupazione importante per le varie politiche mondiali. Un sistema di gestione del traffico stradale con monitoraggio e registrazione video in diretta può aiutare a visualizzare lo stato corrente, e rivedere nello stesso tempo i filmati per identificare gli eventi verificatisi durante un incidente stradale. Introduzione L'integrazione tra hardware e software di analisi video intelligente può consentire applicazioni come il conteggio dei veicoli e la rilevazione della velocità media. Con queste informazioni possono essere identificati i flussi di traffico giornalieri e le relative violazioni, migliorando così la sicurezza stradale. Molteplici scopi possono essere …