5,432 matches
-
integrat în dispozitive hidraulice: aă Structura hardware; bă Servovalvă cu modul în cauză Arhitectura hardware a acestui modul cuprinde, pe lângă microcontroler, un circuit de excitație a bobinelor traductorului inductiv de deplasare realizat cu amplificatoare operaționale, un circuit de comunicație pe interfața USB, o punte H realizată cu tranzistoare MOS complementare pentru controlul curentului prin bobinele servovalvei și o sursă de stabilizare integrată cu cădere de tensiune redusă (LDO Low Dropout Regulatoră. În figura 1.14 se prezintă un sistem embedded simplu
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
ISM de 868 MHz și asigură comunicația de la contoare la concentratoare și între concentratoare. Comunicația la distanță către centrul de calcul care colectează datele și facturează consumurile individuale se face printr-un dispozitiv gateway pentru care sunt disponibile mai multe interfețe (RS-232, GSM, Ethernetă. În timpul instalării rețelei radio, concentratoarele formează automat o rețea, iar contoarele (de apă, de energie termică, repartitoare de costuri, adaptoare pentru alte tipuri de contoare cu ieșire în impulsuri( transmit valorile consumurilor măsurate către concentratoare. Dispozitivul gateway
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
costuri, adaptoare pentru alte tipuri de contoare cu ieșire în impulsuri( transmit valorile consumurilor măsurate către concentratoare. Dispozitivul gateway are o intrare de magistrală Mbus ce poate fi folosită pentru combinarea mai multor rețele radio sau pentru citirea contoarelor cu interfață compatibilă M-bus. Dispozitivul gateway are o bază de date locală ce permite stocarea indexului consumului, consumul la data aniversară și pe ultimele 18 luni pentru până la 2000 de contoare; această bază de date este accesibilă la distanță prin protocolul
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
iar în figura XXX structura unui sistem de calcul actual, cu procesoare multicore de la Intel sau AMD și magistrală PCI Express. Cele două figuri, 2.24 și 2.25, ilustrează tendințele actuale în creșterea performanțelor sistemelor de calcul tip desktop - interfețe tot mai rapide cu memoria DRAM, procesări grafice mutate din procesorul sistemului în procesorul grafic GPU și asigurarea unei linii de comunicație de mare viteză între aceste două procesoare prin magistrala PCI Express x16. O nouă direcție de dezvoltare a
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
este prezentată în figura 2.27 și cuprinde aproape toate elementele realizării unui sistem de calcul complet - procesor, subsistem grafic și audio, magistrală de extensie PCI Express, elemente periferice specifice aplicațiilor embedded (timere, controller de întreruperi, ceas de timp real, interfață serială sincronă SPI, porturi de intrare-ieșire de uz generală și controller de memorie DDR2. Se remarcă integrarea unui număr foarte mare de funcții; destinația acestor procesoare sunt sistemele embedded și telefoanele inteligente (smartphone-uriă. Interesantă este abordarea Intel pentru pătrunderea pe
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
central în microcontrolere ale diverșilor producători de dispozitive semiconductoare, cele mai de succes implementări fiind Atmel AT91RM9200 și Philips/NXP LPC31xx. Structura completă a unui procesor ARM920T este reprezentată în figura 2.29, și cuprinde, pe lângă procesorul în virgulă fixă, interfață de depanare și testare JTAG, unitate de management a memoriei (MMU), interfață pentru coprocesoare externe și magistrală de comunicație AMBA - Advanced Microcontroller Bus Architecture. Caracteristicile unui sistem ARM920TDMI tipic sunt: Proces tehnologic de fabricație de 0.25 microni, 4 straturi
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
succes implementări fiind Atmel AT91RM9200 și Philips/NXP LPC31xx. Structura completă a unui procesor ARM920T este reprezentată în figura 2.29, și cuprinde, pe lângă procesorul în virgulă fixă, interfață de depanare și testare JTAG, unitate de management a memoriei (MMU), interfață pentru coprocesoare externe și magistrală de comunicație AMBA - Advanced Microcontroller Bus Architecture. Caracteristicile unui sistem ARM920TDMI tipic sunt: Proces tehnologic de fabricație de 0.25 microni, 4 straturi metalice; Transistoare echivalente 2,500,000; Viteză de calcul 220 MIPS; Arie
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
rapide de transfer de date. Advanced System Bus (ASBĂ pentru conectarea modulelor de performanță, mai simplu decât modul AHB Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 53 Advanced Peripheral Bus (APBĂ asigură o interfață simplă cu dispozitivele periferice ce necesită transferuri lente de date. Interfața AMBA este folosită și în dispozitivele actuale bazate pe nuclee avansate ARM Cortex iar un microcontroler tipic cu nucleu procesor ARM incorporează de obicei 2 din aceste magistrale, AHB
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
modulelor de performanță, mai simplu decât modul AHB Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 53 Advanced Peripheral Bus (APBĂ asigură o interfață simplă cu dispozitivele periferice ce necesită transferuri lente de date. Interfața AMBA este folosită și în dispozitivele actuale bazate pe nuclee avansate ARM Cortex iar un microcontroler tipic cu nucleu procesor ARM incorporează de obicei 2 din aceste magistrale, AHB sau ASB și APB, într-o structură de tipul celei prezentate
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
ARM Cortex iar un microcontroler tipic cu nucleu procesor ARM incorporează de obicei 2 din aceste magistrale, AHB sau ASB și APB, într-o structură de tipul celei prezentate în figura 2.30. Figura 2.30 Structura microcontroler ARM cu interfață AMBA ([53]Ă Generația actuală de procesoare ARM se bazează pe nuclee procesor numite comercial Cortex și grupate pe trei categorii, în funcție de aplicațiile cărora li se adresează, Cortex A, Cortex R și Cortex M. Categoria Cortex-A vizează aplicații cu
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 56 Figura 2.37 Structura nucleului ARM Cortex-M0 ([53]Ă Nucleul Cortex-M0+ prezintă o structură mai avansată: Figura 2.38 Structura nucleului ARM Cortex-M0+ ([53]Ă Nucleul Cortex-M1 oferă în plus interfețe mai rapide la memorie: Figura 2.39 Structura nucleului ARM Cortex-M1 ([53]Ă Nucleul Cortex-M3 oferă în plus interfață avansată cu dispozitivele periferice și unitate de protecție a memoriei: Cel mai performant membru al familiei Cortex-M, nucleul Cortex-M4 oferă
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
Nucleul Cortex-M0+ prezintă o structură mai avansată: Figura 2.38 Structura nucleului ARM Cortex-M0+ ([53]Ă Nucleul Cortex-M1 oferă în plus interfețe mai rapide la memorie: Figura 2.39 Structura nucleului ARM Cortex-M1 ([53]Ă Nucleul Cortex-M3 oferă în plus interfață avansată cu dispozitivele periferice și unitate de protecție a memoriei: Cel mai performant membru al familiei Cortex-M, nucleul Cortex-M4 oferă în plus extensii de procesare digitală de semnal: Un exemplu de dispozitiv bazat pe nucleul Cortex-M3 este microcontrolerul STM32L15xx6
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
PLC, producția și distribuția energiei, defibrilatoare și infuzoare, echipamente medicale cu radiațiiă și oferă mecanisme multiple de detecție și corecție a erorilor, de control în timp real al dispozitivelor periferice de procesare de semnal și de comunicație cu exteriorul prin interfețe standard (SPI, I2C, CAN, UART, Ethernetă. Figura 2.43 Microcontroler cu siguranță sporită în funcționare TI Hercules RM4X([61]Ă Dispozitivele bazat pe nuclee Cortex-A se găsesc în majoritatea dispozitivelor mobile actuale (telefoane inteligente, tablete, media playereă. 2.4
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
Din caracteristicile circuitului 8051 pot fi menționate: 256 bytes memorie RAM pentru date maxim 32Kbytes ROM pentru program posibilitatea accesării memoriei externe (maxim 64KĂ 2 module timer temporizator/numărător 12 cicli de tact per instrucțiune 4 porturi pe 8 biți interfață serială full-duplex compatibilitate la nivel de instrucțiuni cu microprocesorul Intel 8085 în funcție de producător pot exista versiuni cu memorie flash Figura 2.44 Structura internă a microcontrolerului Intel 8051 Microcontrolerele 8051 permit extinderea memoriei de date și de program prin conectarea
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
de modele cu diferite capsule, de la 5 la 100 de terminale, prețul scăzut, capabilitatea mare de curent (20mA per pină a porturilor I/O, existența unei game largi de programatoare ieftine, multitudinea de periferice integrate (timere, convertoare AD și DA, interfețe de comunicație seriale, CAN, LIN, USB, comanda afișoarelor LCDĂ. Un alt avantaj este existența variantelor cu gamă extinsă de temperatură, -40...125oC, pentru aplicații în industria automobilului. Microcontrolerele Microchip sunt împărțite pe mai multe familii, în funcție de aplicația Țintă -: PIC10, PIC12
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
suplimentareă. Arhitectura permite programarea eficientă în C și portarea facilă a codului la schimbarea dispozitivului în cadrul familiei. Dispozitivele oferă o gamă largă de periferice integrate, ce justifică abrevierea ce dă numele familiei - Mixed Signal Processor(convertoare AD și DA, timere, interfețe de comunicație seriale, porturi I/O, circuite de comandă a afișoarelor LCD, circuite supervizoare ale tensiunii de alimentare, comparatoare, module dedicate anumitor aplicații de metrologie). Câteva din caracteristicile importante ale acestei familii sunt: -arhitectură cu set restrâns de instrucțiuni pe
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
răspândite sunt sistemele de dezvoltare AVR din seria Arduino și PIC din seria PICKIT, dar cea mai interesantă opțiune este mini-sistemul de dezvoltare MSP430 Launchpad de la Texas Instruments, ce combină pe aceeași placă un programator și depanator în circuit cu interfață USB de conectare la PC și o zonă de dezvoltare / experimentare pentru microcontrolere cu capsulă DIP de până la 20 de pini, totul la un preț de 8USD. • Posibilitățile de cumpărare ale unui anumit tip de microcontroler reprezintă un aspect ce
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
cu miezuri magnetice ([18]Ă Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 81 4. Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Dispozitivele periferice consider că sunt cele mai importante elemente din arhitectura unui sistem embedded pentru că asigură interfața cu exteriorul, iar sistemele embedded sunt întotdeauna parte a unui sistem mai larg. Buna înțelegere a funcționării și utilizării lor este o condiție absolut necesară pentru succesul dezvoltării produsului final. Există o varietate extrem de largă de dispozitive periferice, pornind de la
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
modul din TimerA. Demn de menționat este faptul că, în funcție de dispozitiv, anumiți pini multiplexează funcțiunile de intrare-ieșire cu alte funcțiuni speciale, de genul intrări/ieșiri de modul timer, intrări de convertor analog-digital, intrări-ieșiri ale modulului de comunicație serială sau chiar interfața de programare și depanare JTAG. Alegerea uneia dintre funcțiuni se face prin setarea corespunzătoare a unor regiștri de configurare. Multiplexarea este cu atât mai complexă cu cât numărul de pini ai dispozitivului este mai redus (14, 20Ă; la dispozitivele capăt
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
doar două tipuri de rezistor, care pot fi alese de precizie bună. Figura 4.24 Convertor DA cu rețea R-2R În cazul în care se dorește obținerea unor performanțe deosebite se poate alege soluția utilizării unui convertor DA extern, cu interfață serială (pentru minimizarea numărului de pini necesari ai microcontroleruluiă de tip SPI sau I2C, conectat conform figurii 4.25. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 101 Figura 4.25 Conectarea la microcontrolerul MSP430 a
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
ai microcontroleruluiă de tip SPI sau I2C, conectat conform figurii 4.25. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 101 Figura 4.25 Conectarea la microcontrolerul MSP430 a unor convertoare externe AD și DA prin interfața serială I2C Există mai multe tipuri de convertoare AD: flash, cu aproximații succesive (SAR Succesive Approximation Register Converteră, sigma-delta sau cu dublă pantă (dual-slopeă, în sistemele embedded uzuale folosindu-se mai ales SAR și sigma-delta. Celelalte tipuri se folosesc la
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
la poziția curentă a cursorului se face prin trimiterea unui octet specific fiecărui caracter. Afișorul primește comenzi la nivel de octet și pentru ștergerea sa, deplasarea cursorului sau clipire. Acest tip de afișoare se incorporează de obicei în module cu interfață “Hitachi”, denumire dată după cipul de control, compatibil Hitachi HD44780, care implementează toate circuitele necesare funcționării afișorului. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 117 Figura 4.38 Interfață Hitachi HD44780. Circuitul integrează generatorul de
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
incorporează de obicei în module cu interfață “Hitachi”, denumire dată după cipul de control, compatibil Hitachi HD44780, care implementează toate circuitele necesare funcționării afișorului. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 117 Figura 4.38 Interfață Hitachi HD44780. Circuitul integrează generatorul de forme de undă pentru planele comune și pentru segmente, memoria de afișare, generatoarele de caractere, partea de comandă și control și de comunicație. Pentru interfațarea cu un sistem de calcul sunt necesare 8 linii
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
sistem de calcul sunt necesare 8 linii de date sau 4 (caz în care octetul de transmis se împarte în 2 grupuri de câte 4 biți - nibbles transmise succesivă și 3 linii de comandă. Modulele mai noi pot avea și interfață serială SPI pentru reducerea suplimentară a numărului de pini de comandă. Modulele pot avea și iluminare de fundal, realizată cu LED-uri. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 118 Prețul acestor dispozitive este mai
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
este sporită și de disponibilitatea unor biblioteci de funcții în limbajul C pentru controlul acestor afișoare. Afișoarele LCD grafice: se întâlnesc în orice telefon mobil modern, în configurație monocromă sau color, și permit afișarea pe ecran la nivel de pixel. Interfața de comunicație cu sistemul de calcul este de obicei serială, pentru a limita numărul de linii necesare, dar gestionarea imaginii afișate de către microcontroler este mai complexă, fiind, de exemplu, necesară generarea caracterelor pixel cu pixel. Un exemplu foarte popular de
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]