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.
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 …
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 …
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 …
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 …
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 …
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, …
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 …
Nonostante l’introduzione della nuova tecnologia DDR4, le memorie DDR3 rappresentano oggi un buon compromesso tra velocità, efficienza e costo, fattori che ne determinano il largo impiego soprattutto nei sistemi embedded di fascia alta. Introduzione Le memorie SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) hanno subito una continua evoluzione nel corso degli anni, una necessità per rimanere al passo con le sempre crescenti esigenze dei computer e dei sistemi embedded. DDR3 SDRAM rappresenta la terza generazione della famiglia di memorie DDR SDRAM e offre miglioramenti in termini di maggiore frequenza, maggiore capacità e migliore qualità del segnale grazie all’adozione della tecnologia …
Il circuito integrato di gestione della potenza (PMIC) è un dispositivo che aiuta a gestire i requisiti di alimentazione del sistema host. Questo tipo di IC gestisce il flusso di alimentazione da varie fonti. Stanno diventando sempre meno costosi e più piccoli a causa dei progressi tecnologici. Le unità di controllo motore trovano impiego, invece, in molti campi industriali, quali quello automotive, e la sua efficienza di gestione è strettamente legata alla sua struttura. Introduzione I dispositivi dotati di circuiti integrati di gestione dell'alimentazione tendono ad essere più intelligenti e più efficienti, in quanto regolano il flusso di energia …
ArmExe è un RTOS estremamente ridotto, occupa, infatti, non più di 1.5 Kb di memoria flash, ed è pensato e realizzato esclusivamente per ARM Cortex-M3. Senza dubbio ArmExe è un kernel compatto dotato di caratteristiche di real-time in grado di sfruttare le diverse prerogative che offre la versione Cortex-M3 di ARM. ArmExe è stato realizzato specificatamente per Luminary Micro Stellaris ARM Cortex-M3. A questo riguardo, il kernel sfrutta diversi vantaggi architetturali del Cortex-M3, tra cui le nuove potenzialità del set di istruzioni di Thumb-2. ArmExe utilizza diversi accorgimenti per massimizzare l’efficienza di un sistema di questo tipo. Così, il kernel utilizza …
L’evoluzione delle applicazioni embedded in campo industriale spinge sempre di più gli sviluppatori verso l’impiego di piattaforme dotate di connettività ethernet. MCF51CN è una famiglia di controllori entry-level a 32-bit ColdFire di Freescale, con interfaccia ethernet 10/100, a basso costo, basso assorbimento ed alte prestazioni, supportata da kit di sviluppo e risorse software che consentono di realizzare, in tempi brevi, prototipazioni ed applicazioni efficienti ed affidabili. L'evoluzione delle applicazioni embedded in campo industriale e la loro complessità spinge sempre di più gli sviluppatori verso l’impiego di piattaforme hardware e software che consentono, in tempi rapidi, la realizzazione e la messa a punto di applicazioni ethernet. Molte MCU NXP/Freescale basate su core ColdFire integrano un FEC 10/100Mbps (Fast Ethernet Controller) …
In questo articolo verrà descritto il modulo per la gestione del clock presente nella famiglia di microcontrollori AVR XMEGA di Microchip/Atmel, contraddistinti da un ottimo compromesso tra prestazioni e potenza assorbita. XMEGA occupa un ruolo di primaria importanza all’interno della nota famiglia di microcontrollori AVR di Atmel, essendo caratterizzata da un ottimo compromesso tra assorbimento di corrente e livello di prestazioni offerte. I microcontrollori AVR XMEGA, a 8 e 16bit, si distinguono per le seguenti caratteristiche: # tecnologia di tipo picoPower in grado di assicurare basso assorbimento di potenza; # frequenza di clock fino a 32 MHz con alimentazione a 1,6 V; # controllore DMA …
I robot sono macchine complesse che svolgono attività, riproducendo fedelmente le azioni e i comportamenti umani, sia a livello fisico che decisionale. Gli ambiti di applicazione della robotica sono molteplici e diversificati, e spaziano dalle applicazioni in ambienti caratterizzati da condizioni gravose, quali possono essere quelle del settore nucleare, militare, spaziale e sottomarino, fino all’ambito medico e biomedico, domestico e industriale. PERCHE’ LA ROBOTICA? Lo studio e la progettazione dei robot è finalizzato a creare macchine efficienti multifunzionali che possano svolgere attività umane, sia a livello fisico che decisionale, grazie alla capacità di elaborazione delle informazioni sullo stato del …
Il circuito presentato nell'articolo rileva e segnala le interruzioni di corrente elettrica, anche di breve durata. Tali interruzioni sono piuttosto rare nell'Europa centrale e, quando si verificano, di solito sono brevi. Tuttavia, se il sistema di riscaldamento della vostra casa non si riavvia dopo un'interruzione di corrente, le conseguenze potrebbero essere gravi. O se il congelatore di casa smettesse di funzionare mentre si è in vacanza, i prodotti alimentari decomposti potrebbero rovinare il ritorno a casa. Il rilevatore descritto in questo articolo rileva anche brevi interruzioni di corrente e invia degli avvisi di messaggi testuali. Introduzione Il presente articolo …
In questo articolo metteremo a confronto alcune delle FPGA dei produttori più conosciuti, il tutto per capire quale, dal punto di vista energetico, garantisce un consumo di potenza inferiore. Il problema del consumo di potenza per le logiche programmabili sta diventando sempre più importante, tanto che i maggiori produttori hanno creato dei prodotti dedicati a mantenere bassi i consumi. Nel seguito dell’articolo metteremo a confronto sei prodotti utilizzando i dati dichiarati dal datasheet, dai tool di previsione dei consumi e i dati ottenuti da rilevazioni sul campo. Il tutto per decidere quale FPGA è il prodotto leader nei bassi consumi. CONTRIBUTI AL CONSUMO …
Oggi parliamo con Tony Armstrong, che ci spiegherà come Analog Devices sta affrontando le sfide future in ambito di alimentazione. Tony Armstrong è il product marketing director della divisione di prodotto Power by Linear™ di Analog Devices ed è responsabile di tutti gli aspetti gestionali dei prodotti per la conversione di potenza, dalla fase di introduzione sul mercato a quella dell’obsolescenza. La gestione dell'alimentazione è un elemento di sfida in molti settori della progettazione elettronica, non solo in quello industriale. Gestire al meglio le problematiche di efficienza e gestione termica permettono di ottenere dispositivi con un bassissimo consumo energetico. …
La gestione dell'alimentazione svolge un ruolo importante praticamente in ogni apparecchiatura elettronica. Un sottosistema di gestione dell'energia efficace può influire sull'affidabilità, le prestazioni e il time to market delle apparecchiature elettroniche associate. Tutti i sottosistemi di gestione dell'alimentazione utilizzano tecniche lineari, a commutazione o una combinazione di entrambe le configurazioni. Gli alimentatori lineari conducono sempre corrente, mentre gli alimentatori in modalità switch accendono e spengono l'alimentazione ad alta frequenza. Le differenze tra i due includono dimensioni e peso, capacità di gestione della potenza, EMI e tecniche di regolazione. La progettazione generale del sottosistema di gestione dell'alimentazione coinvolge diverse sfide …
In una misura accurata le sonde sono parte integrante, e spesso critica, della catena di misura e non va dimenticato che esse sono tutt’altro che trasparenti e la loro influenza sul risultato della misura merita di essere ben compresa. Le sonde sono spesso considerate solo un filo con uncino, comodo mezzo per prelevare il segnale cui siamo interessati e poco altro. Girando nei laboratori ed osservando lo stato di conservazione di questi oggetti, le condizioni del cavo, la dispersione degli accessori originali, quando non l’uso “della prima sonda trovata disponibile”, riflettono la scarsa attenzione riservata a questi fedeli compagni di tante …
Un convertitore switching con autotrasformatore costituisce una soluzione a basso costo e di ridotte dimensioni per la conversione di bassa tensione in alta tensione. Il crescente impiego di dispositivo piezoelettrici, sistemi elettromeccanici, fotodiodi APD e sensori CCD/CMOS nelle più comuni applicazioni pone l’attenzione sui circuiti per la generazione di un’alimentazione ad alta tensione a partire da una linea a più bassa tensione. Configurazione boost La figura 1 mostra lo schema di principio della più semplice soluzione switching di tipo boost. Il principio di funzionamento può essere inteso qualitativamente sulla base delle considerazioni seguenti in regime stazionario; la figura 2 mostra l’andamento della corrente …
Da una decina di anni a questa parte un nuovo protagonista si sta affacciando sulla scena delle applicazioni digitali a radiofrequenza. Si tratta della tecnologia elettronica a superconduttori Rapid-Single-Flux-Quantum (RSFQ), un’alternativa molto promettente per lo sviluppo di circuiti integrati digitali e mixed-signal ad altissime prestazioni, basata sugli effetti quantistici della barriera Josephson e sviluppata da aziende leader nel settore quali la statunitense Hypres, con sede a Helmsford (New York). Dall’invenzione del transistor nel 1947, l’elettronica classica a semiconduttore ha seguíto un progresso esponenziale in termini di velocità e complessità, ben rappresentato dalla legge di Moore (figura 1). Il principale motore di questo fenomeno è da ricercare in gran parte nell’impennata delle tecnologie informatiche e …
