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.
L’articolo affronta il problema dell’implementazione di applicazioni cifrate secondo l’algoritmo DES su piattaforme AVR. Il DES è un algoritmo di crittazione adottato per la prima volta dal governo americano nel 1977: si tratta di un sistema di cifratura che trasforma blocchi di dati di 64 bits mediante una serie di sostituzioni e di scambi in cui intervengono una o più chiavi di 56 bits. Nonostante l’età esso è ancora ampiamente utilizzato in tutte quelle applicazioni che non richiedono margini di sicurezza troppo elevati, dal momento che hardware specializzato potrebbe violare il sistema in tempi dell’ordine di giorni o settimane (anche se un’evoluzione del DES originario, il 3DES, è virtualmente inattaccabile). Nel mondo dell’elettronica consumer la cifratura di dati e files è pratica diffusa soprattutto per la protezione di firmware dedicato …
SENSORSHLD1-EVK-101 è una piattaforma shield della ROHM Semiconductor che integra vari sensori (tra cui temperatura, accelerometro, di prossimità) su una singola scheda. La shield utilizza pin di interfaccia standard Arduino, rendendo possibile la connessione a qualsiasi kit di valutazione. Introduzione Sensor Shield (SENSORSHLD1-EVK-101) offre un'alternativa a basso costo che include vari sensori e i pin di interfaccia standard Arduino per il collegamento a qualsiasi kit di sviluppo. Ciò consente la verifica immediata del funzionamento del sensore e facilita la progettazione di dispositivi di sensing, alleggerendo significativamente il carico di sviluppo, promuovendo l'espansione del mercato dei sensori e nello stesso tempo offre …
La crescente convergenza tra i diversi settori dell’elettronica consumer richiede l’integrazione di periferiche con interfacce di comunicazione diverse. Uart ed I2C sono due dei protocolli di comunicazione più diffusi nelle applicazioni low bit-rate. Scopriamo insieme come connettere i due mondi. UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) è un protocollo di comunicazione seriale asincrono di tipo half-duplex o full-duplex; sebbene piuttosto datato (il primo dispositivo UARTlike era basato su commutatori meccanici rotanti, il primo integrato fu costruito nel 1971 dalla Western Digital) risulta ancora oggi largamente utilizzato soprattutto nelle applicazioni a microcontrollore. Prendendo come riferimento il modello OSI, l’UART implementa una versione piuttosto semplice del data-link layer; come mostrato in figura 1, i pacchetti dati consistono di 1 bit di start che serve come sincronizzazione, 7, 8 …
L’industria automobilistica si sta preparando ad introdurre sui veicoli di prossima generazione delle funzionalità avveniristiche ad elevato contenuto tecnologico. L’esigenza di aumentare il livello di sicurezza sulle strade, richiesto dalle recenti normative, renderà infatti necessaria sia l’introduzione di meccanismi di comunicazione dati tra i veicoli, che una riprogettazione dell’abitacolo e del sistema di infotainment, in modo tale da ridurre al minimo le possibili distrazioni del guidatore. Introduzione La tecnologia V2V (acronimo di vehicle-to-vehicle) prevede la possibilità che più veicoli possano comunicare tra di loro, scambiandosi delle informazioni utili ad aumentare il grado di sicurezza sulle strade, contribuendo in questo …
IOTA è una criptovaluta focalizzata sulla fornitura di comunicazioni sicure e pagamenti tra macchine dell'Internet of Things. Usando la tecnologia direct acyclic graph (DAG) invece della tradizionale blockchain, le transazioni di IOTA sono gratuite, indipendenti dalle dimensioni, e possono essere gestite simultaneamente e in maniera illimitata. Ancora oggi, le macchine riescono a fare il loro lavoro senza l'intervento umano. Se, inoltre, si richiede una transazione autonoma di pagamento tra le macchine, è necessaria una valuta digitale. L'IoT è attualmente molto interessante per la logistica, poiché sempre più pacchi e contenitori devono essere inviati al nostro mercato globale. L'idea di base è …
Le reti wireless sono la naturale evoluzione di quelle wired ed hanno visto il loro sviluppo a partire dalla metà degli anni ottanta con le cosiddette WLAN (Wireless Local Area Network). Con lo sviluppo di dispositivi mobili di differente tipologia si è manifestata, poi, la necessità di realizzare reti che siano concentrate attorno alla persona e che quindi si estendano per pochi metri in tutte le direzioni. Tali reti si chiamano WPAN (Wireless Personal Area Network) e sono regolate dallo standard IEEE 802.15 (in figura 1 riportata una rappresentazione schematica). In particolare, sono definiti tre differenti classi di WPAN, sulla base della …
I requisiti di un sistema di alimentazione per FPGA esaminati dal punto di vista del progettista di sistema in termini di linee di tensione di alimentazione e di livelli di corrente, sequenza di applicazione delle tensioni, e caratteristiche di start-up. La Xilinx Virtex™-5 e l’Altera Stratix® III sono famiglie di FPGA avanzate basate su un core da 65-nm che riunisce varie piattaforme ed è disponibile in varie tipologie di velocità, fattori che consentono di ottenere un elevato livello di prestazioni e di flessibilità. In questo articolo si discute dei requisiti di un sistema di alimentazione per FPGA esaminati dal punto di vista del progettista di sistema in termini di linee di tensione di alimentazione e di livelli di corrente, sequenza di applicazione delle tensioni, e caratteristiche di start-up. Di seguito …
La famiglia LPC2000 è una serie di microcontrollori (NXP) basati su una CPU a 16/32 bit ARM7tdmi-s™; sono progettati per l’uso in una vasta gamma di applicazioni che richiedono elevate prestazioni con basso consumo di energia. L’architettura del LPC2000 consiste in una CPU a 16/32 bit ARM7TDMIS ™ con emulazione in tempo reale e supporto di traccia embedded. Un’interfaccia di memoria estesa a 128 bit e un’architettura unica dell’acceleratore permettono l’esecuzione di codici a 32 bit a frequenza di clock massima. Per le applicazioni con dimensioni di codice critiche, la modalità alter nativa a 16 bit Thumb™ riduce il codice di oltre il 30% con penalizzazione minima delle prestazioni. Grazie al …
In ambito automotive esistono diversi tipi di fluidi (carburante, olio motore, liquido di raffreddamento, liquido lavavetri, e altri ancora) che richiedono un monitoraggio dello stato o del consumo utilizzando dei metodi non invasivi, sicuri, ed affidabili. Scopriamo in questo articolo la tecnica probabilmente più diffusa per questo tipo di applicazioni, basata sulle proprietà fisiche degli ultrasuoni Gli ultrasuoni Gli ultrasuoni sono del tutto simili alle comuni onde sonore, in quanto entrambi viaggiano e si propagano attraverso un determinato mezzo materiale. In particolare, gli ultrasuoni sono rappresentati da onde sonore di elevata frequenza, non percettibili dall'orecchio umano. La frequenza degli …
E' sempre davanti a noi, ci confrontiamo con essa in qualsiasi occasione eppure non la vediamo mai. Di cosa si tratta? Dell'elettricità statica, una importantissima e misteriosa forza che ci fa sempre compagnia. Utilizziamo ESPertino, e qualche altro componente, per studiarla un po' più da vicino, in maniera semplice e divertente. Introduzione Le grandi scoperte nella fisica sono state fatte due o tre secoli fa, quando l'innovazione tecnologica era proprio agli inizi e non esistevano, ovviamente, gli strumenti di misura che la tecnologia di oggi mette a disposizione. L'articolo che andiamo a leggere è rivolto principalmente alla sperimentazione e …
Nel corso del 2017 le aziende hanno prestato sempre più attenzione ai nuovi tipi di servizi offerti dalla blockchain, in particolare se blockchain è combinato con Internet of Things (IoT) e Artificial Intelligence (AI). Recentemente alcune criptovalute, IOTA, Exxor e HDAC, stanno convergendo verso un buon mercato. I dispositivi IoT convergeranno sempre più con l'apprendimento automatico, l'intelligenza artificiale, il computing e le tecnologie blockchain. Ciò aiuterà le aziende a passare da iniziative IoT che producono solo guadagni incrementali, a quelle che creano modelli di business e flussi di entrate completamente nuovi. Questo potrebbe diventare l'inizio di una tendenza chiave prevista per il 2018: …
Molti di voi probabilmente si saranno chiesti come funziona un microprocessore. Alcuni probabilmente si saranno anche dati una risposta, frugando su internet, o magari su qualche libro. Ma quanti di voi si sono detti “cavolo, mi piacerebbe proprio progettarne uno e fare concorrenza alla Intel!” Bene, questo e i successivi articoli sono proprio per quelli di voi affetti da manie di grandezza e che pensano di poter fare meglio della Intel. Vi guideremo passo passo nella progettazione di un moderno processore e, se siete abili con il VHDL, potrete anche implementarvelo su scheda. Iniziamo con questo articolo presentando l’architettura …
Sono presentati diversi metodi per il calcolo di polinomi, le costanti utilizzate sono lette direttamente da flash oppure da ram inizializzata. Gli esempi ed i disassemblati di questo articolo si riferiscono a cpu con enhanced core (atmega 16, 32, 64…), l’ambiente è avr studio con compilatore GCC. Nelle applicazioni per il calcolo scientifico sono in genere utilizzate delle funzioni matematiche. Se non si dispone di un coprocessore (integrato od esterno), per garantire un’accettabile velocità di esecuzione, si rinuncia all’utilizzo delle funzioni di libreria (anche perché consumano molta ROM) e si preferiscono approssimazioni che diano una sufficiente precisione. Un esempio tipico di questo tipo di situazione è la conversione (resistenza PT1000 temperatura); non è necessario effettuarla con errore inferiore a 0,001°C …
I microcontrollori della serie ST10 sono dotati di un coprocessore a 16 bit ottimizzato per le operazioni di elaborazione numerica e filtraggio dei segnali. L’elaborazione numerica dei segnali trova oggi ampio utilizzo in un vasto insieme di applicazioni, che vanno dall’acquisizione dati, al progetto di regolatori industriali, al trattamento di suoni e immagini. Di particolare importanza sono quelle applicazioni che richiedono l’esecuzione in tempo reale degli algoritmi di calcolo (applicazioni real-time), come quelle del settore automotive (centraline di controllo iniezione, ABS, sospensioni…). E’ comprensibile dunque lo sviluppo di algoritmi sempre più veloci (Fast Fourier Transform, convoluzioni, deconvoluzioni) in parallelo alla realizzazione hardware di unità di calcolo sempre più specializzate e performanti. I …
Sono così importanti i numeri casuali? che differenze ci sono tra i numeri casuali e pseudocasuali? In questo articolo vedremo come generare numeri veramente casuali. I generatori di numeri casuali sono dei componenti fondamentali per diverse applicazioni, quali crittografia, algoritmi probabilistici, simulazioni di sistemi stocastici, analisi di algoritmi o protocolli di comunicazione sicuri. In questo ambito i numeri casuali sono utilizzati per costruire simulazioni di natura probabilistica di fenomeni fisici, di problemi decisionali o semplicemente per fornire delle applicazioni ludiche (per esempio, i videogiochi). C’è chi afferma che esiste un forte legame tra il gioco e le simulazioni probabilistiche, non per niente a tali simulazioni viene dato il nome di metodi di Monte Carlo in onore del famoso casinò a Monaco. La successione …
La MB2031-01 è una scheda di valutazione multifunzionale che, in parallelo con la scheda-figlia MB2031-20, permette il testing e lo sviluppo di applicazioni basate sui microcontrollori Fujitsu della serie MB90330A, a 16 bits e dotati di memoria Flash. Rivolgendosi a segmenti di mercato come quelli del settore automobilistico (automotive) e di controllo industriale, dispongono di una capacità di elaborazione aumentata sino a cinque volte, grazie anche ad un incremento sostanziale della bandwidth del bus interno. Il ricorso alla nuova tecnologia di processo CMOS a 0,18μm permette di raggiungere frequenze di clock fino a 56 Mhz, sfiorando le prestazioni dei processori a 32 bit. Il minor voltaggio interno della CPU, ridotto a 1.8 V e …
Lo sviluppo di periferiche sempre più specifiche e complete a bordo dei microcontrollori ha permesso l’integrazione sempre più spinta dei circuiti di controllo e la conseguente riduzione di spazio e potenza dissipata. Nell’articolo si illustrerà un caso tangibile di questa integrazione: il pilotaggio di un motore con la tecnica della modulazione della larghezza dell’impulso (pwm). Il micro H8/3687 di Renesas è dotato di un PWM a 14-bit che sarà utilizzato per generare la forma d’onda necessaria a far ruotare un tipico motore brushless. La figura 1 mostra la configurazione circuitale che sarà impiegata per il pilotaggio. E’ utilizzato l’interrupt esterno (IRQ1) per avviare il …
Energy-Logger 4000 fornisce la possibilità di misurare il consumo energetico di vari utilizzatori, immagazzinando i dati nella propria memoria interna per poi inviarli ad un PC per un'analisi off-line. In questo modo il consumo dei vari elettrodomestici diventa trasparente, con la possibilità di tenere sotto controllo i costi energetici. Introduzione La gestione energetica domestica consiste nel rilevare la quantità di elettricità utilizzata dalla casa o dall'appartamento, per poi trovare i modi per risparmiare. Monitorare il consumo energetico della propria casa, tuttavia, non è sempre facile: come pensiamo di misurare l'energia utilizzata da qualsiasi apparecchio, per non parlare dell'intera casa? Fortunatamente, negli …
Nei tradizionali modelli blockchain, le transazioni vengono raggruppate in ciascun blocco dopo essere state verificate dai minatori. Quindi, con l'aumentare del numero di transazioni, aumenta anche il lavoro per i minatori. In IOTA, invece di una blockchain globale, abbiamo il cosiddetto grafo aciclico, chiamato Tangle. Questo grafo è il libro mastro per la memorizzazione della cronologia di tutte le transazioni. Il numero in aumento esponenziale di dispositivi connessi, insieme all'aumento previsto delle applicazioni IoT in tempo reale, metteranno a dura prova le prestazioni delle reti odierne. Al fine di fornire esperienze di alta qualità tra gli utenti IoT, è assolutamente necessaria …
La smart grid è l'integrazione della rete elettrica tradizionale con le telecomunicazioni e le tecnologie dell'informazione di più recente fabbricazione. Tale integrazione consente di ottimizzare l'utilizzo efficiente delle risorse energetiche. Introduzione I proprietari di case residenziali hanno iniziato a installare elettrodomestici intelligenti e risorse energetiche rinnovabili nei loro locali per ottimizzare in maniera efficiente i loro costi. Poiché negli ultimi anni i concetti legati alla smart grid sono emersi come argomento in rapida crescita, molti istituti di ricerca hanno fissato le basi per una migliore comprensione della tecnologia. I dispositivi della smart grid comunicano in direzioni bidirezionali utilizzando diversi protocolli di comunicazione …
