4,160 matches
-
și microcontrolere cu memorie ROM de tip OTP (One Time Programableă sau EPROM. Metoda a fost intens folosită în anii 80 și 90 până la răspândirea microcontrolerelor și a memoriilor reprogramabile electric (Flash sau EEPROMĂ. A treia metodă de înlocuire a softului este aplicabilă în cazul microcontrolerelor moderne cu memorie program de tip Flash și capabilități de programare în sistem (În System Programable ISPĂ. În acest caz operatorul uman realizează o conexiune între calculatorul său (laptopă și modulul supus modificării și rescrie
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
cu memorie program de tip Flash și capabilități de programare în sistem (În System Programable ISPĂ. În acest caz operatorul uman realizează o conexiune între calculatorul său (laptopă și modulul supus modificării și rescrie memoria microcontrolerului cu noua versiune de soft utilizând sistemul de programare oferit de producătorul microcontrolerului. Metoda are avantajul că nu se efectuează nici un fel de modificare hardware, nu este necesar nici un stoc de cipuri, dar necesită personal cu înaltă calificare capabil a lucra cu un mediu de
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
necesar nici un stoc de cipuri, dar necesită personal cu înaltă calificare capabil a lucra cu un mediu de dezvoltare și programare. Capitolul 8 Aspecte practice în realizarea sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 196 Metode moderne de înlocuire a softului microsistemelor integrate Aceste metode sunt considerate moderne pentru că nu necesită prezența operatorului uman la locul modulului supus modificării, operația de rescriere a softului făcându-se de la distanță. În acest fel se pot reduce costurile de service și mentenanță ale produselor
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
Aspecte practice în realizarea sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 196 Metode moderne de înlocuire a softului microsistemelor integrate Aceste metode sunt considerate moderne pentru că nu necesită prezența operatorului uman la locul modulului supus modificării, operația de rescriere a softului făcându-se de la distanță. În acest fel se pot reduce costurile de service și mentenanță ale produselor respective, cu condiția păstrării în timp la parametrii normali a liniei de comunicație. În cazul instalării unei versiuni software cu erori majore în
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
este ștergerea și rescrierea segmentului ce conține vectorii de întreruperi ale procesorului; o scriere defectuoasă a acestui segment conduce la blocarea sistemului și la necesitatea reprogramării locale a microcontrolerului prin una din metodele amintite anterior. În urma activităților de elaborare a softului pentru microcontrolere am conceput și realizat câteva modalități de implementare a reprogramării la distanță([65]Ă: O primă soluție, extrem de eficientă, se poate aplica în cazul în care la microcontroler este cuplată o memorie externă de capacitate mai mare decât
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
se facă într-un limbaj de nivel înalt cu un grad de portabilitate cât mai ridicat, limbajul C fiind cel mai indicat. În acest caz, trecerea la o altă familie de microcontroler/microprocesor se face mai ușor, anumite porțiuni din softul dezvoltat putând fi portate cu ușurință pentru noul microcontroler. 5. La dezvoltarea aplicațiilor embedded de serie foarte mare (sute de mii, milioane de bucățiĂ în care costul de fabricație este un criteriu cheie, se recomandă înlocuirea dispozitivelor reprogramabile cu dispozitive
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
hardware-software interface”, 4th ed., Morgan Kaufmann, Waltham, USA, 2012. [4] John Hennessy, David Paterson, ”Computer Architecture. A Quantitative Approach”, 4th edition, Morgan Kaufmann, San Francisco, USA, 2007. [5] Nobuyasu Kanekawa et al, “Dependability in electronic systems mitigation of hardware failures, soft errors, and electromagnetic disturbances”, Springer Science+Business Media LLC, New York, 2011. [6] Tom Wiliamson, ”Designing microcontroller systems for noisy environments”, INTEL AP-125 Application Note, Intel Corporation, 1993. [7] Andrew Tanenbaum, Todd Austin, “Structured Computer Organization”, 6th edition, Pearson Education, New
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
microunde, al mașinilor de spălat automateă sau în sistemele de control al proceselor industriale, robotică, avionică și senzorică. 1.1. Introducere Sistemul embedded (sistem dedicat, sistem înglobată este o noțiune ce definește un sistem de structuri de calcul hard si soft, circuite electronice respectiv componente electromecanice, conceput pentru a realiza o funcție specifică (sistem dedicat unei aplicațiiă. Sistemele embedded stau la baza oricărui sistem modern miniaturizat sau așa zis “semiinteligent”. O altă definiție a sistemelor embedded ([3]Ă este că sunt
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
oprește brusc. În anumite aplicații există o cerință mai nuanțată, și anume timpul mediu pentru o anumită sarcină este limitat și la fel și numărul de cazuri în care se depășește un anumit timp maxim de execuție. Această abordare, numită soft real-time, se folosește în cazurile în care se permite depășirea ocazională a constrângerilor de timp pentru un eveniment, atâta timp cât acest lucru nu se întâmplă prea des. Performanța în timp real este foarte dependentă de aplicație. Foarte multe aplicații ale sistemelor
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
în întregime în memoria internă a procesorului sau microcontrolerului, în alte situații trebuie să încapă într-un cip extern de memorie de mici dimensiuni. Importanța mărimii memoriei se traduce astfel în accent sporit pe mărimea codului și complică semnificativ dezvoltarea softului pentru acel sistem embedded, soft care poate să funcționeze perfect, dar să aibă necesar de resurse mai mare decât cele oferite de soluția hardware (procesor-memorieă impusă de prețul limită al sistemului. Optimizarea consumului este critică pentru sistemele embedded alimentate de la
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
a procesorului sau microcontrolerului, în alte situații trebuie să încapă într-un cip extern de memorie de mici dimensiuni. Importanța mărimii memoriei se traduce astfel în accent sporit pe mărimea codului și complică semnificativ dezvoltarea softului pentru acel sistem embedded, soft care poate să funcționeze perfect, dar să aibă necesar de resurse mai mare decât cele oferite de soluția hardware (procesor-memorieă impusă de prețul limită al sistemului. Optimizarea consumului este critică pentru sistemele embedded alimentate de la baterii, dar o altă motivație
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
rula pe microcontroler. O mare atenție trebuie acordată testării și depanării, orice dezvoltare de produs nou necesitând un plan de testare bine pus la punct. Greutatea dezvoltării aplicațiilor embedded rezidă în faptul că trebuie cunoscute foarte bine și hardul și softul. Ambele părți se dezvoltă în paralel, iar erorile pot fi cauzate de oricare dintre ele, de multe ori problema fiind căutată în software când, de fapt, era în hardware (acesta este totuși cazul mai rar întâlnită. Celelalte faze sunt comune
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
acestei lucrări. Capitolul 1 Noțiuni introductive Construcția și tehnologia sistemelor embedded 10 Figura 1.1. Fazele dezvoltării unui modul electronic cu microcontroler Un sistem embedded se compune din: elemente de intrare - senzori (pentru culegerea de informațiiă, unitate de calcul (CPUĂ, soft specializat, elemente de ieșire - actuatoare (pentru controlul unor fenomene fiziceă. Un microcalculator reprezintă un ansamblu ce include unitatea de calcul, memorii (de date / programă și dispozitive de intrare/ieșire sau dispozitive periferice. Unitatea de calcul centrală (CPUĂ, denumită uneori procesor
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
memorie RAM atașat peste cipul procesor în tehnologia Package on Package (PoPĂ. Această soluție asigură reducerea dimensiunilor sistemului de calcul și contribuie la reducerea prețului total. Sistemul rulează rapid aplicațiile Linux, dar producătorul evită să colaboreze cu comunitatea dezvoltatorilor de soft open-source și liber pentru a Capitolul 1 Noțiuni introductive Construcția și tehnologia sistemelor embedded 19 dezvolta drivere pentru toate modulele integrate în dispozitiv. Acesta este unul din motivele pentru care anumiți utilizatori de sisteme tip Single Board Computer care rulează
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
prezentată în figura 2.23, este extrem de simplă, tip acumulator, și putea lucra cu date pe 8 biți și adrese pe 16 biți, Toate procesoarele Intel apărute ulterior au asigurat compatibilitate înapoi cu vechile procesoare pentru a putea rula tot softul deja dezvoltat pentru această familie de procesoare. Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 45 Figura 2.23 Arhitectura internă a procesorului Intel 8080 Există la momentul de față un număr foarte mare
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
sistemelor embedded 68 2.5. Criterii de alegere a microcontrolerului pentru o anumită aplicație Există mai multe criterii pentru selecția tipului microcontrolerului pentru o aplicație industrială dată, mai importante putând fi considerate următoarele: prețul, performanța, informațiile existente pe Internet, uneltele soft folosite, uneltele hard folosite și existența la distribuitorii de componente electronice a produsului. S-au avut în vedere familii reprezentative de microcontrolere pe 8 biți - Intel 8051 și derivate, Motorola / Freescale 68HC 05/08/11, Atmel AVR, Texas Instruments MSP430
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
producerea unei cantități mari de informație referitoare la familia AVR. De asemenea, majoritatea cărților din domeniul microcontrolerelor se referă la microcontrolerele AVR sau PIC. Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 69 • Uneltele soft vizează performanțele și costul asambloarelor, compilatoarelor, simulatoarelor și mediilor integrate de dezvoltare folosite în dezvoltarea aplicațiilor cu microcontrolere. Pentru reducerea timpului de dezvoltare este de dorit să se lucreze cu limbaje de nivel înalt (C, Pascal sau Basică și nu
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
sau numărarea unor impulsuri/evenimente externe într-un timp dat sau a duratei între două astfel de impulsuri succesive. Acest lucru se poate realiza cu circuite logice externe (porți, bistabile, numărătoare, dispozitive programabile de gen PAL, PLA, PLD, FPGAĂ, prin soft, cu ajutorul buclelor de întârziere (similar celor folosite în lucrarea anterioarăă sau cu module integrate în microcontroler de tip timer/counter dedicate acestui gen de aplicații. Datorită încetățenirii în vorbirea curentă a specialiștilor a termenului din limba engleză „timer” vom folosi
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
salveze în orice locație de memorie fără intervenția procesorului eșantioanele achiziționate. Parametrii principali ai modulului ADC10 sunt: • rată de eșantionare mai mare de 200kSps • conversie monotonă fără coduri lipsă • circuit de eșantionare și memorare cu timpi programabili • conversie inițiată prin soft sau de către modulul Timer A Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 106 • generator integrat de tensiune de referință selectabilă prin software (1.5 V sau 2.5 VĂ • referință internă sau externă de tensiune, selectate
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
este limitată doar la sistemele de comandă și control cu resurse hardware bogate - memorie suficientă, linii I/ O suficiente, putere de procesare mare. Avantajul acestei soluții rezidă în standardizarea sa ușurința accesului oferit și larga răspândire. Practic, nu este necesar soft special de comunicare cu sistemul de control, orice browser web (Internet Explorer, Netscape, Operaă putând fi folosit. În plus, accesul din Internet al unui asemenea sistem poate fi realizat simplu, utilizând tehnicile și procedurile standard de configurare a rețelelor de
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
stângaă și programator/depanator în circuit cu interfață JTAG pentru microcontrolere Texas Instruments MSP430 (dreaptaă Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 126 Obiectivul emulatorului în circuit era de a înlocui dispozitivul Țintă în timpul dezvoltării softului cu un sistem special care, pe cât posibil, “emula” în mod transparent dispozitivul Emulatorul era conectat la placa aplicației cu ajutorul unui cablu prevăzut la capăt cu un soclu asociat capsulei dispozitivului emulat. Un alt cablu realiza legătura între emulator și PC
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
dispozitivului Țintă să se emuleze singur. Modulul de emulare un nucleu de logică de depanare de dimensiuni reduse este realizat în siliciul dispozitivului Țintă. Modulul permite dezvoltatorului de aplicații să vadă și să controleze capabilitățile interne ale dispozitivului comunicând cu softul de dezvoltare prin intermediul interfeței seriale. Majoritatea dispozitivele programabile performante din ziua de astăzi dispun de un port de programare și depanare compatibil cu standardul JTAG. Capitolul 6 Elemente constructive electromecanice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 127 5
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
de electricitate a unui sistem embedded este soluția cea mai simplă și, în majoritatea cazurilor, și cea mai ieftină. Cerințele impuse sistemului embedded sunt mai laxe - consumul nu mai este o problemă critică, deci pot fi utilizate componente mai ieftine, softul poate fi simplificat prin menținerea permanentă a procesorului în stare activă și evitarea utilizării modurilor de consum redus, mai greu de implementat, testat și depanat. Există însă un dezavantaj al alimentării de la rețea, și anume lucrul cu tensiuni mari, ceea ce
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
ștergere electricăă și posibilități de reprogramare în circuit - exemplul clasic este microcontrolerul Microchip PIC16F84. Putem considera modern un microcontroler cu memorie de program reprogramabilă electric (Flashă ce poate fi programat în circuitul în care funcționează (ISP în System Programmingă. Dezvoltarea softului pentru microcontrolerele utilizate în aplicații de comandă și control a sistemelor industriale este un proces complex și de durată supus erorii umane; programele elaborate pot avea erori (bug-uriă ușoare sau severe ce se detectează la un moment ulterior lansării produsului
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]
-
deplaseze la fiecare dispozitiv și să efectueze un set de proceduri ce compun procesul de firmware update. În cazul existenței pe teren a unui număr mare de dispozitive, costurile și timpii necesari operației devin prohibitive. Prima metodă de înlocuire a softului într-un sistem bazat pe microcontroler este de a înlocui complet modulul electronic ce conține microcontrolerul. Este o metodă universal valabilă, cu aplicare la orice tip de microcontroler, dar este și cea mai scumpă, datorită efortului logistic deosebit - operatorul trebuie
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1069]