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 linguaggio VHDL consente di descrivere ed implementare circuiti complessi utilizzando tecnologie quali FPGA, CPLD, ASIC e structured ASIC. In questo articolo verrà fornita un’introduzione al linguaggio, ne verranno descritti gli elementi fondamentali e saranno presi in considerazione diversi esempi di codice sintetizzabile che potranno servire da base per la descrizione di circuiti più complessi. Introduzione Il linguaggio VHDL (Very high speed integrated circuit Hardware Description Language) è stato creato più di 20 anni fa come linguaggio di descrizione dell’hardware, in particolare di circuiti digitali. Da allora ha assunto un’importanza sempre maggiore in campo industriale tanto da essere standardizzato in diverse riprese dalla IEEE. La sua importanza deriva dal fatto che oltre alle applicazioni iniziali …
Numerosi sono i sistemi di comunicazione impiegati per lo scambio delle informazioni tra le varie ECU (Electronic Control Unit) di un autoveicolo. In particolare il BUS LIN viene utilizzato per connessioni locali di sottosistemi sensori e attuatori. All’interno di un autoveicolo sono presenti diversi sistemi di comunicazione su bus seriali. Il più affermato è probabilmente il CAN bus per le sue caratteristiche di robustezza e semplicità. L’evoluzione tecnologica ha portato alla realizzazione di nuovi bus di comunicazione ad esempio: Flexray e TTT-CAN. Si stanno anche affermando nuovi bus ad alta velocità quali MOST of Firewire per applicazioni multimediali a bordo del veicolo. Il protocollo LIN (Local Interconnect Network) nasce invece per …
Molte applicazioni PoE fanno uso di alimentazioni ausiliarie, tipicamente degli alimentatori brick, connessi al dispositivo alimentato (Powered Device o PD), dotati di un connettore maschio per la presa a muro, denominato "WALL WART" perchè, essendo ingombrante, tende a bloccare anche le prese vicine. L'integrazione dell'alimentazione ausiliaria può essere un compito arduo e il progettista di sistemi PoE deve comprendere i vari metodi e i relativi compromessi che esistono per ciascuno di essi. Le tre configurazioni comunemente usate per aggiungere un’alimentazione ausiliaria ai sistemi PoE, consistono nel multiplexare l’alimentazione ausiliaria con quella PoE nei seguenti modi: ➤ attraverso la sezione sostituibile a caldo (hot …
L'elaborazione digitale dei segnali consente di ottenere risultati di gran lunga superiori a quelli che si avrebbero con un'elaborazione analogica. In quest'ambito hanno riscosso grande successo i DSP, utilizzati ormai nei più svariati campi applicativi, tra cui audio e video. Nell'articolo si analizzerà una particolare famiglia di Digital Signal Processor prodotti della Analog Devices: gli Sharc. Un DSP (Digital Signal Processor) ha il compito di acquisire segnali del “mondo reale” come voce, audio, video ed altri parametri analogici, digitalizzarli, manipolarli tramite opportune operazione e quindi restituirli nel dominio analogico. Un DSP è progettato per eseguire funzioni matematiche come addizione, sottrazione, moltiplicazione e divisione a velocità molto maggiori rispetto …
La preemption è la possibilità da parte di un sistema di interrompere una attività in corso per eseguirne un’altra in quel momento giudicata “più importante”. Esempi di preemption sono l’interruzione dell’esecuzione del codice di un microcontrollore a causa dell’arrivo di un interrupt, il termine di un quanto di tempo in un sistema operativo time-sharing, oppure la preemption dovuta all’attivazione di un task ad alta priorità in un sistema operativo real-time. Questo articolo descrive le principali caratteristiche delle tecniche di scheduling preemptive e non preemptive utilizzabili nei dispositivi a microcontrollore con sistemi operativi di classe OSEK. Introduzione I sistemi di elaborazione embedded possono …
Tra i componenti presenti nel kit di ESPertino è presente anche un piccolo buzzer, con cui si possono realizzare tanti progetti. Come si sa, si tratta di un cicalino che ha lo scopo di emettere una segnalazione audio. Quello utilizzato per l'articolo è un modello dotato di oscillatore interno. Introduzione Per chi ancora non lo sapesse (ma pensiamo proprio di no), ESPertino è una scheda basata su ESP32, progettata e prodotta in Italia da Elettronica Open Source. Permette di realizzare facilmente qualsiasi tipologia di applicazione e di sistema. Per agevolare ancora di più i progettisti è a disposizione il …
NTCM-HP-10K è un termistore di tipo NTC (Negative Temperature Coefficient) che fa parte del Kit di ESPertino. I suoi utilizzi possono essere i più disparati ma fanno sempre capo alla misura della temperatura. Esso si comporta come una resistenza variabile il cui valore diminuisce con l'aumentare della temperatura. Introduzione Per chi ancora non lo sapesse, ESPertino è una scheda basata su ESP32, progettata e prodotta in Italia da Elettronica Open Source. Permette di realizzare facilmente qualsiasi tipologia di applicazione e di sistema. Per agevolare ancora di più i progettisti è a disposizione il Kit ESPertino, una fantastica raccolta di …
Come in tutti i mercati, quando si parla di innovazione bisogna considerare molti aspetti legati alla sicurezza sia in termini di Safety che Security. Tutti e due svolgono un ruolo essenziale nel mercato automotive ed embedded dove la sicurezza dei dati implica una sicurezza funzionale. Nell'insieme dell'innovazione troviamo termini come IoT, Industry 4.0, Automotive e guida autonoma, tecnologie spaziali. Lo sviluppo di prodotti intelligenti e nello stesso tempo collegati ha bisogno di un supporto hardware e software per velocizzare il time-to-market e stare al passo con i tempi, e nello stesso tempo disporre di soluzioni che possono affrontare i …
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 …
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 …
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 …
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 …
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 …
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. …
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 …
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 …
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 …
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 …
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 …
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 …
