Pe blog-ul meu, anterior, m-am concentrat pe funcționalitatea noului nucleu ARM® Cortex®-M7. Am scris despre transferul mai mare de informație procesată, noua micro-arhitectură, memoria cache pentru interfețele de memorie și avantajele compatibilității nucleelor ARM Cortex-M. Există un alt aspect care răspunde provocării aplicațiilor IoT (Internet of Things) de astăzi, pe care nu am reușit să îl menționez.
de Donnie Garcia, Freescale Semiconductor
Pe blog-ul meu, anterior, m-am concentrat pe funcționalitatea noului nucleu ARM® Cortex®-M7. Am scris despre transferul mai mare de informație procesată, noua micro-arhitectură, memoria cache pentru interfețele de memorie și avantajele compatibilității nucleelor ARM Cortex-M. Există un alt aspect care răspunde provocării aplicațiilor IoT (Internet of Things) de astăzi, pe care nu am reușit să îl menționez.
Acest lucru se referă la provocările legate de dimensiuni și spațiu. Deoarece dispozitivele electronice sunt asimilate cu uşurinţă în viața noastră de zi cu zi, proiectantul trebuie să ţină cont de aspectele de montare și de formă, la fel de importante, astăzi, precum funcția lor. Designul elegant al dispozitivelor portabile existente în piață impune această nouă abordare.
Noul nucleu ARM Cortex-M7 oferă un bun exemplu despre cum producătorii de semiconductoare și partenerii lor abordează provocarea dată de constrângerile de spaţiu. Acesta oferă o viteză impresionantă de 2.14DMIPS/MHz. În timp ce scriu pe blog, nu există pe site-ul ARM specificații despre mărimea celui mai performant nucleu din clasa Cortex-M, dar dacă există ceva de genul nucleului Cortex-M4, acesta ar trebui să fie un schimbător al jocului în ceea ce priveşte livrarea performanței/mm², pentru a satisface cererea tot mai mare a consumatorilor pentru dispozitivele lor portabile.
Ca punct de referință, dacă ești ca mine și ai cumpărat primul computer prin anii ’90, acesta putea să fie un procesor care rula la 200MHz cu < 2DMIPS/MHz.
Viitoarele soluții embedded de la Freescale care utilizează nucleul Cortex-M7 vor livra capabilităţi de procesare similare într-o fracțiune din aria de care a fost iniţial nevoie. Este mai mult decât legea lui Moore în acest joc; mulțumesc ARM!
În afară de prelucrarea care susține o experiență de utilizare captivantă pe un dispozitiv embedded ușor de folosit, există alte aspecte ale portofoliului Kinetis MCU, precum linia de microcontrolere Freescale bazată pe nucleele ARM Cortex-M, care abordează constrângerile de spațiu. Microcontrolere Kinetis mini MCU au fost dezvoltate în capsule de dimensiuni la mărimea cipului pentru o gamă largă de soluții cu diferite dimensiuni de memorie, I/O și capabilități de procesare. Capsulele de dimensiuni mici, chip-scale, permit ca aria să fie optimizată, deoarece dimensiunea capsulei corespunde strict cu dimensiunea fizică a microcontrolerului. Acest tip de încapsulare permite ca memoria flash nevolatilă să ajungă la mega-biți, iar foarte multe periferice de comunicații să fie accesibile într-o dimensiune a capsulei care este aproape de 5 mm × 5 mm. Gama de soluții Kinetis mini variază în mărime de la cea mai mică soluție din lume bazată pe ARM având dimensiunea de 1.6mm × 2.0mm, până la soluții puternic integrate cu dimensiunea de 4.8mm × 5.6mm. Având la dispoziție o gamă largă de produse Kinetis mini, proiectantul de produse embedded are posibilitatea de a găsi funcționalitatea potrivită pe milimetru pătrat pentru aplicațiile voastre.
În plus față de încapsulare, Kinetis MCU oferă o integrare care, atunci când este utilizată, permite ca spațiul de pe placă să fie optimizat. Un exemplu este dat de sub-sistemul USB de pe dispozitivele Kinetis. În standardul USB se cer semnale de 3.3V, iar dispozitivele Kinetis care integrează USB conțin un regulator de tensiune de la 5V la 3.3V pentru a alimenta sub-sistemul USB. Această caracteristică reduce nevoia de un circuit integrat (IC) extern, în unele cazuri. În plus, pe unele dintre cele mai recente dispozitive Kinetis, nu mai este necesar un cristal extern pentru sub-sistemul USB. Un ceas generat intern poate fi utilizat pentru îndeplinirea cerințelor de ceas ale unui dispozitiv USB. Asemenea caracteristici rezolvă constrângerile de dimensiune ale unui dispozitiv Kinetis, suportând astfel infrastructura ce trebuie să fie plasată în jurul MCU.
Un alt aspect cheie al multor dispozitive portabile este legat de senzori. Mulți senzori necesită interfețe digitale, cum ar fi I2C, dar, în unele cazuri, este nevoie de o interfață analogică. Cele mai multe dispozitive Kinetis conțin un convertor analog-digital foarte capabil, care poate fi utilizat pentru interfațare la o gamă largă de dispozitive de detecție. Se poate asigura o precizie > 12 biți pe un număr mare de pini de intrare. Pe unele dispozitive Kinetis există o integrare mai avansată la o rezoluție mai ridicată (până la 24 biţi Sigma Delta) și amplificatoare operaționale (opamps) sau PGA-uri pentru condiționarea semnalului.
Integrând această capabilitate avansată, se reduce numărul de componente și se creează dispozitive finale ultra portabile.
Portofoliul Kinetis MCU oferă o gamă largă de instrumente pentru a face față provocărilor impuse de spaţiu. Selectarea unui microcontroler Kinetis care oferă o integrare potrivită pentru un proiect portabil specific, depinde, în mare măsură, de cerinţele aplicaţiei finale. Este greu de spus exact care caracteristici vor fi utilizate cel mai mult, deoarece dispozitivele portabile au carcase diverse și evoluează continuu. Este un microcontroler Kinetis potrivit pentru următorul tău proiect? Încearcă-l.
Aflați mai multe și cereţi mostre accesând site-ul www.freescale.com/Kinetis
Donnie Garcia este în echipa dezvoltatorilor de produse Kinetis noi.
Freescale Semiconductor România S.R.L.
București
Tel: 021 3052 400
officero@freescale.com
www.freescale.ro