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.

Descript: un embedded scripting language

Descript è un tool tutto italiano per il controllo e la manutenzione di schede embedded. E' un ottimo strumento per scrivere routine di test e fare sessioni di debug on board liberando il progettista hardware dalla necessità di conoscere un linguaggio evoluto, come il C, o l'assembler: il linguaggio utilizzato in Descript è molto simile al basic. Il tool Descript è uno strumento di lavoro open interamente italiano, ed è stato sviluppato partendo dall’architettura Motorola 68k (Freescale, ora NXP). Esistono porting anche per Coldfire e il suo nome deriva dalla fusione delle parole debug e script. Con Descript è fornito anche un BSP (Board Support Package), in …

Ethernet facile con le VIRTEX-5

Con la serie Virtex-5, Xilinx continua a percorrere la strada dei multi-platform FPGA integrando core hard IP in dispositivi logici riprogrammabili di nuova generazione. I componenti delle serie LXT ed SXT, in particolare, includono macro tri-mode ethernet mac (media access control) 10/100/1000 MBPS IEEE 802.3 compliant. Il presente articolo ne introduce le caratteristiche principali unitamente ad una panoramica delle tipiche applicazioni supportate. Nel mercato moderno, Ethernet è, senza ombra di dubbio, lo standard di connessione cablata più diffuso al mondo; allo stesso modo, nel settore delle applicazioni embedded i dispositivi logici programmabili rappresentano ormai una consolidata realtà in rapida diffusione. Non era difficile prevedere, quindi, che le …

Il convertitore ADC10 dei micro MSP430

I mixed signal controller MSP430 della Texas Instruments si basano su un'architettura RISC a 16 bit. Sono dispositivi a bassissimo consumo adatti per apparecchiature portatili alimentate a batteria. Possono includere le più comuni periferiche digitali e diversi moduli analogici quali ADC, DAC e comparatori. Nell'articolo si esaminerà in particolare la configurazione e l'utilizzo della periferica di conversione A/D a 10bit. Il core A/D del micro MSP430 di Texas Instruments è un convertitore SAR a 10bit e si trova nelle famiglie MSP430x11x2 e MSP430x12x2. Il multiplexer all’ingresso del convertitore permette di selezionare 8 ingressi analogici single ended oppure quattro segnali interni al microcontrollore e cioè la tensione …

Moltiplicare le linee I/O dei micro con i Port Expander

Quando si affronta la progettazione di un sistema embedded, uno dei limiti è quello di non riuscire a prevedere in maniera precisa il numero di pin del micro che saranno necessari. Ecco come risolvere questo problema ricorrendo all’uso dei port expander. Nella progettazione di sistemi embedded un vincolo importante da considerare è il numero di pin disponibili del sistema a microcontrollore scelto. Spesso il fallimento di un progetto può dipendere proprio dalla scelta errata del modello di micro, dotato di un numero di pin inferiore rispetto a quello necessario a pilotare tutte le periferiche. D’altro canto anche una pianificazione attenta e l’adozione di …

VHDL for beginners: Testbench

Nelle prime tre lezioni di questo corso base per il VHDL abbiamo affrontato tutti gli elementi base che consentono la progettazione di un componente in piena autonomia. Tali conoscenze hanno permesso di acquisire le competenze necessarie anche per prendere confidenza con la suite di sviluppo Xilinx ISE e osservare il risultato della sintesi di circuiti che, per quanto semplici, ci hanno permesso di ottenere una panoramica completa dell'attività di sviluppo di un nuovo componente. L'attività di design di un componente non prevede solo lo sviluppo dello stesso ma anche la verifica che tale componente implementi correttamente le funzionalità per …

La certificazione del software

Il software pervade ormai tutti gli aspetti della nostra vita. Da applicazioni che possiamo definire blande a quelle cosidette di tipo safety-critical, per questo motivo sono state approntate metodologie robuste per qualificarlo. Ultimamente si parla molto di certificabilità, come se la tecnologia creasse un mondo più rischioso. Infatti, la maggior parte degli incidenti più seri dell’ultimo secolo è avvenuta negli ultimi 30 anni. Solo per fare un esempio, è possibile ricordare la tragedia di Bhopal (India) con 15000 morti e 200000 feriti. Nel panorama del software safety-critical sono nate negli anni diverse agenzie che si propongono di certificare il software e, nel frattempo, diverse normative di riferimento.  …

Micro Infineon AUDO TC1762

Infineon ha sviluppato tempo fa una famiglia di dispositivi, AUDO che uniscono in un unico componente la potenza di calcolo dei DSP, l'efficienza dei processori con architettura RISC e la velocità dei microcontrollori. L'articolo descrive in dettaglio una sottocategoria di tale famiglia, indicati con la sigla TC1762. I dispositivi della famiglia AUDO di Infineon sono micro ottimizzati per applicazioni in cui sono richiste elevate prestazione in real-time e capacità tipiche di un DSP, unite alla bassa latenza di interrupt e con la più elevata tolleranza ai guasti. I campi applicativi sono i più svariati e spaziano da automotive a telecom/datacom passando attraverso il controllo industriale (figura 1). L’architettura TriCoreTM …

La proposta COSMIC per Infineon c166

IDEAST10 è la proposta COSMIC per lo sviluppo e il testing di programmi C o assembler basati su microprocessori INFINEON C166 e X166. L'ambiente comprende un compilatore, un debugger e altre utilities per facilitare il lavoro del programmatore per sistemi embedded. Insieme all'ambiente cross è proposto anche un checker Misra. Il compilatore è conforme alle normative ANSI e ISO per C; questo rende la proposta COSMIC interessante dal punto di vista commerciale: l’aderenza a questi standard garantisce l’ affidabilità del prodotto. Il compilatore cx166 è  stato realizzato specificatamente per la famiglia dei microprocessori Infineon C166; attraverso uno switch di compilazione è possibile, poi, scegliere una particolare architettura. Il back-end …

Problematiche progettuali in WiMax

Gli standard 802.16 IEEE sono stati definiti per garantire una connessione dati wireless a banda larga di tipo “always  on” agli utenti sia fissi (prima generazione, 802.16d/802.16-2004) che mobili (seconda generazione, 802.16e). Grazie alla capacità di soddisfare i requisiti di classi multiple di Quality of Service (QoS), una rete 802.16 può supportare servizi vocali mobili, trasmissione dati ad alta velocità e video in modalità wireless. Gli standard 802.16 sono approvati dal WiMAX Forum (WiMAX sta per Worldwide Interoperability for Microwave Access) a garanzia sia dell’interoperabilità degli apparati che della diffusione degli standard. Modulazione e codifica  adattabili Nello standard 802.16 la distanza massima tra una stazione base (BS) e un terminale utente (Service Station, SS o Mobile …

La tecnologia chipDNA per la sicurezza non clonabile

L’avvento della tecnologia IoT e IIoT ci sta conducendo verso un pianeta sempre più connesso con rischi di cyber attacchi e violazione di dati. Maxim Integrated ha sviluppato una nuova soluzione di protezione dati basata su tecnologia PUF (Physical Unclonable Function) ChipDNA. Introduzione L'era dell'internet delle cose ormai è alle porte, anzi, ci siamo decisamente dentro! I dispositivi elettronici sono tutti connessi e invadono ogni aspetto della nostra vita, incluse le nostre case, uffici, automobili e persino i nostri corpi. Con l'avvento di IPv6 e l'ampia diffusione di reti Wi-Fi, l'IoT sta crescendo a un ritmo veloce e i …

Il calcolo dei tempi di risposta dei task nei sistemi real-time

Questo articolo descrive nel dettaglio un algoritmo utilizzabile per calcolare i tempi di risposta dei task schedulati in modo prioritario da un sistema operativo real-time assieme alla tecnica di assegnamento di priorità Deadline Monotonic. Conoscere i tempi di risposta permette di stimare con precisione i tempi di risposta di un insieme di task e di verificare se un sistema sia o meno schedulabile. I sistemi di controllo digitale sono spesso implementati come un insieme di attività periodiche a diverse frequenze attivate da eventi esterni. Questo corrisponde ad avere diverse attività concorrenti gestite tramite l’utilizzo di un task per ogni frequenza di campionamento. Consideriamo adesso la …

Progettazione della strumentazione: sfide e soluzioni

La strumentazione consente agli ingegneri di vedere e capire cosa sta accadendo su differenti processi elettronici e meccanici o sistemi. Questi dispositivi ottengono, analizzano e mostrano dati, permettendo agli ingegneri di monitorare e controllare macchinari e realizzare tutte le correzioni necessarie. Durante le prove e la prototipizzazione, gli strumenti consentono miglioramenti dei circuiti così che nuovi e migliori progetti possano essere creati. Strumenti dalle capacità elevate con ampia funzionalità ed utilizzabilità sono necessari per incontrare le sfide di progettazione presentate da una varietà di applicazioni. Introduzione Mercati differenti prevedono caratteristiche diverse per uno strumento: il mercato militare è guidato …

Lattice Wave Digital Filters

Una breve introduzione alle principali caratteristiche strutturali dei "Lattice Digital Filters" e alla loro implementazione tramite microcontrollori MSP430.  Il filtraggio numerico è ormai diventata una tecnica di ampio utilizzo nei moderni sistemi di elaborazione e trattamento dei segnali. I filtri digitali hanno prestazioni nettamente superiori rispetto alla controparte analogica: in termini di risposta in frequenza presentano bande di transizione molto ristrette e valori di ripple in banda passante e oscura relativamente bassi; la presenza poi di numerosi tools di sviluppo e progettazione automatica rende agevole il loro disegno a partire dalle specifiche volute, mentre per quanto riguarda la loro implementazione software esistono numerosi dispositivi specializzati, come DSP di grande potenza o micro general-purpose dal costo …

Usare un coprocessore matematico con i PIC

Il coprocessore matematico uM-FPU di Micromega è un microcontrollore in grado di effettuare operazioni floating point a 32 bit secondo lo standard IEEE 754, concepito per facilitare l’uso di operazioni anche sofisticate con micro dalle risorse ridotte o per i quali non siano disponibili librerie matematiche adatte. Tra le funzioni che rende disponibili, oltre a quelle matematiche di base, vi sono quelle trascendenti ed operazioni tipiche degli algoritmi di DSP, come la MAC e la FFT. Può essere collegato a qualsiasi microcontrollore dotato di un’interfaccia SPI o I2C. Nell’articolo vedremo quali strumenti sono disponibili per la stesura del codice e come …

Architettura VLIW

Dopo RISC e CISC è ora la volta dell’architettura VLIW. Quali sono le sue caratteristiche? Quali sono le differenze rispetto alle architetture precedenti? Quali sono le sue implicazioni? L’architettura VLIW (Very Long Instruction Word) è una macchina di nuova concezione e si pone come una valida alternativa alle soluzioni basate su RISC e CISC. Principalmente, un’architettura VLIW ha le parole di istruzioni molto lunghe e consente di attivare più operazioni contemporaneamente, senza richiedere un riordino delle istruzione durante l’esecuzione. Questo consente di lavorare su unità di controllo più semplici rispetto a una architettura di tipo superscalare, in cui il riordino delle istruzioni …

Accessori analogici a supporto di ARM SoC

In una applicazione embedded che necessita di molteplici funzionalità analoghe, è bene considerare quanto può essere funzionalmente collocato esternamente al chip. Tutti i System on Chip (SoC) basati su ARM necessitano, in qualche parte del sistema, di funzioni analogiche e, poiché la migrazione verso sistemi embedded a basso costo continua a spingersi verso livelli sempre più bassi, la preoccupazione sulla quantità di integrazione sul chip, in comparazione con la funzionalità di sistema, inizia a sollevare alcuni quesiti. Sia l’ARM7 che l’ARM9 sono esempi primari di core embedded a 32-bit che si sono guadagnati una grande notorietà per il supporto di linguaggi …

Realizzare un Plane Watcher con Raspberry Pi

Esaminiamo, in questo articolo, un interessante progetto realizzato con il Raspberry Pi, un piccolo display TFT da 3.5 pollici e un economico dispositivo SDR, per ricevere le informazioni di volo degli aerei, dislocati anche a centinaia di chilometri di distanza. Il ricevitore Il modello utilizzato nel progetto è un ricevitore SDR (software-defined radio) basato su RTL2832U (vedi figura 1). Esso, in origine, veniva utilizzato per la ricezione del DVB-T. E' possibile, tuttavia, prelevare dal dispositivo i dati grezzi per poterli gestire secondo le proprie esigenze. Il chip RTL2832U è, di solito, associato a un sintonizzatore IC e nel caso …

Tics un sistema operativo real-time

Dalla sua introduzione nel mercato embedded, dal giugno 1992, Tics è utilizzato in diverse applicazioni: dalla telefonia cellulare all’automazione industriale. Uno dei suoi pregi è quello di occupare poco spazio di memoria ed è distribuito in accordo alla licenza GNU, General Public License. I processi concorrenti in Tics sono le funzioni C che diventano dei veri task mediante l’uso delle primitive RTOS disponibili all’utilizzatore. I task sotto Tics comunicano tra loro attraverso i costrutti messages e mail: i task possono sospendersi per aspettare un messaggio, cancellare i messaggi ricevuti o controllarne periodicamente l’arrivo. Inoltre, i task invocano servizi quali pause e …

Il giusto alimentatore per i dispositivi integrati FPGA

I progettisti elettronici che hanno a che fare con la progettazione di sistemi hardware impieganti circuiti integrati FPGA (field-programmable gate array), devono prestare particolare attenzione nella progettazione di alimentatori ad essi dedicati per la particolare caratteristica di integrazione di questi dispositivi, e per alcuni elementi di criticità e complessità come ad esempio le numerose linee di alimentazione, il livello di ripple di tensione e il rumore intrinseco. I dispositivi a logica programmabile FPGA, così come i PLD, hanno una complessità tale da essere considerati dei veri e propri complessi sistemi integrati, conseguentemente l’alimentazione di questi dispositivi equivale a quello …

Autocalibrazione del clock su PIC12F6xx

Le moderne esigenze di riduzione degli spazi e di riduzione dei costi delle apparecchiature, portano molti progettisti a scegliere microcontrollori dotati di clock interno. Spesso questo clock, per vari motivi, deve anche essere di una certa precisione: ecco alcuni consigli su come ottimizzare la calibrazione del clock interno in un dispositivo PIC12F6xx. Nelle moderne applicazioni, i progettisti richiedono una sempre maggior integrazione dei dispositivi a semiconduttori, per soddisfare le richieste del mercato di dispositivi finali sempre più compatti ed economici. Un passaggio molto importante degli ultimi anni è stata l’integrazione a bordo dei microcontrollori dei dispositivi di generazione del timing, ossia dei quarzi o …

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