Soluţii software Freescale pentru aplicaţii, familia ColdFire MCF5225x
Tower System este o platformă modulară de dezvoltare care vă salvează timp acum şi în viitor pentru a avea rapid un prototip reutilizabil.
Conceptul Freescale Tower System are caracteristici care ridică proiectarea la un nivel superior:
• modular, cu hardware uşor de folosit fiind expandabil şi reconfigurabil pentru verificări de proiecte şi dezvoltări de programe;
• modulele sunt form-factor standardizate, tip open-source, cu funcţii multiple, reutilizabile, iar lista de semnale permite utilizatorilor şi unor parteneri să proiecteze module adiţionale cuplabile la sistem;
• modulele microcontroler includ programe de depanare hardware Open Source BDM;
• scade timpul de verificare a soluţiilor având acces la sisteme de operare în timp real (RTOS) şi programe open-source şi se simplifică proiectarea;
• costul redus al modulelor ajută la testare de proiecte simple şi dezvoltare de produse complete.
Soluţii Software Freescale MQX™ gratuite şi suport tehnic www.freescale.com/MQX
Freescale raţionalizează proiectarea de sisteme integrate oferind Freescale MQX, un sistem de operare în timp real (RTOS) care suportă protocolul standard TCP/IP pentru Internet şi stive de programe pentru comunicaţii prin USB (USB software stacks) către microcontrolere ColdFire®MCU, deoarece a crescut complexitatea aplicaţiilor industriale şi s-a expandat funcţionalitatea dispozitivelor semiconductoare. Proiectele se dezvoltă pe platforme care verifică soluţiile hardware şi software, scurtându-se timpul până la lansarea pe piaţă a produselor. Conform cercetărilor recente, echipele de dezvoltare consumă aproximativ 60% din resursele lor pe software.
Proiectele integrate bazate pe dispozitivele pe 32 de biţi au o nevoie mai mare de reutilizare de software pentru a gestiona costurile de dezvoltare. Sistemul de operare în timp real Freescale MQX RTOS şi stivele de software se adresează acestei nevoi de reutilizare prin furnizarea unei platforme scalabile, reutilizabile, care funcţionează într-o gamă largă de arhitecturi de procesoare Freescale, instrumente de dezvoltare şi software de la terţe părţi.
Freescale livrează pe piaţă componentele sale însoţite de codul sursă Freescale MQX, inclusiv stive software de comunicaţii, fără cost suplimentar. Freescale este capabil să ofere clienţilor un model licenţiat de software commercial-friendly, care permite dezvoltatorilor să păstreze modificările în programul sursă, oferind în acelaşi timp posibilitatea de a distribui programul cerut în cod binar.
Sistemul de operare Freescale MQX RTOS a fost coloana vertebrală de produse integrate bazate pe siliciu pentru mai mult de 15 de ani. Software-ul MQX se întinde peste o gamă largă de segmente de piaţă şi la cei mai importanţi producători la nivel mondial. Freescale MQX RTOS oferă tehnologie software de vârf pentru modele embedded bazate pe procesoare şi microcontrolere (MCU). Freescale MQX RTOS oferă o interfaţă simplă de programare a aplicaţiei (API), cu un sistem modular, cu o arhitectură care îl face simplu de adaptat la aplicaţii personalizate.
De asemenea, permite dezvoltatorilor să adauge programe pentru servere Web, e-mail, de management de reţea, de securitate şi de rutare (routing) a proiectelor.
Componentele sunt legate numai dacă este necesar, împiedicând funcţiile neutilizate să mărească fără rost aria de memorie.
Freescale are o reţea puternică de parteneri, astfel că soluţiile software sunt scalabile în software-ul de la terţi, precum instrumentele de securitate, protocoalele industriale şi dispozitivele grafice plug-in.
Familia ColdFire MCF5225x (MCF52252,MCF52254, MCF52255, MCF52256, MCF52258 şi MCF52259) cuprinde microprocesoare cu set redus de instrucţiuni (RISC) şi integrează opţiunile de conectivitate la principalele protocoale de comunicaţie industrială, incluzând 10/100BaseT Ethernet Controller şi USB On-the-Go Controller cu un FlexCAN Controller opţional.
Pentru securizarea comunicaţiilor există opţional un accelerator de criptografie hardware şi un generator de numere aleatoare.
Caracteristici de bază ale familiei MCF5225x
• Unitate centrală (CPU) V2 ColdFire 32-bit cu viteza de execuţie de până la 76 MIPS (Dhrystone 2.1) la 80MHz, oferind performanţă şi consum de putere redus;
• Nucleu de procesor RISC V2 ColdFire cu lungime variabilă;
• Operaţia de multiplicare cu unitate EMAC (Enhanced Multiply Accumulate);
• Controler USBOTG dual-mode;
• Controler 10/100 Fast Ethernet (FEC);
• Modul FlexCAN 2.0 pentru reţea;
• Interfaţă External Mini Flexbus;
• 8 canale de conversie Analog/ Digitală (ADC), timp de conversie 1.25µs;
• Comunicaţie serială prin 3 × UART, 2 × I2C™, modul serial QSPI;
• Controler 4 canale DMA.
• Timere diverse: timer cu 4 canale cu utilizare generală (GPT) pentru modulare PWM, PCM sau Acumulare, 4 timere de 32 biţi cu suport DMA (DTIM), 2 timere de 16 biţi pentru întreruperi periodice (PIT), timer principal WDT programabil software, timer secundar WDT cu ceas independent;
• Ceas de timp real (RTC) – pe frecvenţa 32kHz, modul ceas pe 8MHz cu PLL integrat;
• Port de acces pentru testare/depanare (JTAG, BDM);
• Alimentare la 3.3V, moduri de operare low-power;
• Capsulă 100 şi 144-pin LQFP şi 144MAPBGA optimizată pentru un cablaj imprimat simplu.
Aplicaţii de bază în controlul proceselor
Familia MCF5225x cu sistemul de operare MQX RTOS ColdFire V2 MPU este ideală pentru controlul proceselor tehnologice prin algoritmi I/O, PLC, PAC, DCS. Folosind familia MCF5225x se pot realiza, fără efort şi costuri minime, aplicaţii foarte variate:
• Automatizarea clădirilor şi a proceselor de fabricaţie;
• Servere industriale mici;
• Sisteme de securitate, control al accesului;
• Sisteme de alarmare la incendiu;
• Interconectări de reţele industriale;
• Sisteme de control HVAC;
• Sisteme de iluminat controlate;
• Automatizări domestice prin servere Web;
• Control de la distanţă şi monitorizare;
• Monitorizarea şi controlul mişcării şi poziţiei;
• Interfeţe om-maşină (HMI);
• Reţele cu aplicaţii medicale.
Modulul controler TWR-MCF5225X este un instrument de dezvoltare, la cost mic, pentru dispozitive din familia MCF5225X V2 ColdFire®. Oferit ca un kit sau ca placă independentă, modulul TWR-MCF5225X este parte din Freescale Tower System. TWR-MCF5225X este livrat complet cu Freescale MQX™ Software şi o variantă de evaluare a CodeWarrior Development Studio pentru a uşura dezvoltarea şi depanarea de aplicaţii.
Modulul controler TWR-MCF5225X are caracteristici funcţionale compatibile total cu Freescale Tower System şi conţine: Microcontroler MCF5225X V2 ColdFire, program complementar Freescale MQX™ Software, conectivitate USB 2.0 full-speed host/device/OTG controller; controler FlexCAN, controler 10/100 Ethernet, interfaţă External Mini-FlexBus, unitate Cryptographic accelerator, program Open-Source BDM. Caracteristici fizice: placa standard Small form factor (59mm × 90mm) pentru Freescale Tower System, elemente de conectare serială ale MCF5225X.
Modulul are butoane cu apăsare, LED-uri, un potenţiometru şi alte elemente pentru testări.
Controlerul de proces I/O foloseşte un modul cu microcontroler şi interfeţe la proces pentru controlul (reglarea) unui proces tehnologic. Se achiziţionează variabile din proces (Process Variable) binare sau analogice, se prelucrează algoritmic (algoritm logic, temporizări, programare secvenţială, contorizări, algoritm PID) şi se dau comenzi (Outputs) binare (ON/OFF) sau analogice (în gama 4-20mA sau alte semnale unificate) către elemente de execuţie în scopul menţinerii procesului în jurul unei referinţe impuse (Set Point).
Sistemele de control cu siguranţă intrinsecă au semnale cu nivel energetic mic (ex. bucle de curent 4- 20 mA, translatare de nivel şi/sau izolare optică).
Primele 3 părţi ale prezentării structurii de Tower System au avut ca scop prezentarea structurală şi funcţională a modulelor pe baza cărora vom prezenta o serie de aplicaţii practice în numerele viitoare ale revistei:
Electronica Azi nr. 6, Iulie 2011: “Achiziţia de date binare şi analogice”
Electronica Azi nr. 7, Septembrie 2011: “Reglarea discontinuă (ON/OFF)”
Electronica Azi nr. 8, Octombrie 2011: “Programator secvenţial”
Procesele vor fi simulate prin dispozitive conectate la Tower System, surse de semnale şi indicatoare de stări (ex.LED-uri).
Distribuitori Freescale în România
Arrow Electronice SRL I 026 4417251 I office@arrowromania.com
EBV Elektronik I 021 5296911 I catalin.raduta@ebv.com
Farnell I 0800 894 946 I info-ro@farnell.com
Future Electronics SRL I 0264 457774 I info-RO-future@futureelectronics.com