Microchip Sblocco Microcontrollori

Informazioni su Microchip Technology

Microchip Technology Incorporated è un fornitore leader di soluzioni di controllo embedded intelligenti, connessi e sicuri. I suoi strumenti di sviluppo facili da usare e l'ampio portafoglio di prodotti consentono ai clienti di creare design ottimali, che riducono il rischio abbassando al contempo il costo totale di sistema e il time-to-market. Le soluzioni dell'azienda servono più di 120.000 clienti nei mercati industriale, automotive, di consumo, aerospaziale e della difesa, delle comunicazioni e dell'informatica. Con sede a Chandler, in Arizona, Microchip offre un supporto tecnico eccezionale insieme a consegna e qualità affidabili. Sblocca tutto il potenziale del dispositivo utilizzando l'interfaccia di programmazione avanzata.

La maggior parte degli elettrodomestici da cucina da appoggio come fornelli elettrici, padelle e friggitrici dispone di un termostato meccanico regolabile per variare la potenza termica del fornello. Questa soluzione è economica, ma i termostati meccanici presentano diversi svantaggi: i termostati meccanici devono essere calibrati in fabbrica. Hanno scarse prestazioni di mantenimento in ebollizione (il controllo non è preciso a basse temperature). L'accuratezza di questi dispositivi è scarsa. I componenti meccanici si usurano nel tempo. Questa application note descriverà un sostituto a basso costo basato su microcontrollore per il termostato meccanico che elimina questi svantaggi. Il PIC10F204, il microcontrollore PICmicro a 6 pin di Microchip (confezione SOT-23), viene utilizzato per implementare questa soluzione. Il PICmicro raccoglie gli input utente da un potenziometro e controlla la corrente verso l'elemento riscaldante tramite un triac. Questa application note discuterà la teoria dei triac, quindi è anche una buona risorsa per altre applicazioni che si interfacciano con linee AC (ad es. interruttori della luce, aspirapolvere e vari altri elettrodomestici). L'alimentazione del PICmicro viene fornita direttamente dalle linee AC tramite un alimentatore resistivo. Rispetto al termostato meccanico, la soluzione PIC10F204 offre flessibilità di progettazione, inclusa l'aggiunta di funzionalità intuitive. Due di queste funzionalità sono incorporate nella soluzione PICmicro qui dettagliata. Tali funzionalità sono: (1) un LED di stato che indica se il fornello è acceso o spento, e (2) uno spegnimento automatico. Lo spegnimento automatico offre maggiore sicurezza spegnendo il fornello dopo 2 ore se viene lasciato incustodito. Un attacco ben tempestato sullo zero-crossing AC potrebbe interrompere il controllo del triac.

La famiglia di prodotti PIC18F dispone anch'essa di una CPU a 8-bit e offre prestazioni estese rispetto alla famiglia di dispositivi PIC16F. La famiglia di dispositivi PIC18F può operare a velocità fino a 12 MIPS e dispone di un moltiplicatore hardware per un calcolo più rapido degli algoritmi di controllo. Esistono varianti nella famiglia PIC18F con periferiche specializzate per il controllo motore, inclusa una periferica PWM per il controllo motori trifase e un'interfaccia encoder quadratura (QEI). Altre varianti PIC18F dispongono del modulo ECCP presente sulla famiglia di dispositivi PIC16F. Il codice sorgente sviluppato per la famiglia di dispositivi PIC16F può essere facilmente migrato alla famiglia PIC18F. I dispositivi con il modulo PWM per il controllo motore sono particolarmente adatti per applicazioni con motori trifase a velocità variabile, mentre i dispositivi con il modulo ECCP sono utili per applicazioni con motori DC a spazzole e motori passo-passo. L'estrazione del firmware dal PIC18F può essere effettuata tramite la porta ICSP per l'analisi.

I Digital Signal Controller dsPIC30F da 30 MIPS offrono le prestazioni di un DSP con la semplicità di un MCU. Il dsPIC30F è particolarmente adatto per applicazioni che traggono vantaggio da un'ampia tensione di esercizio (da 2,5 a 5,5V), da una corrente di standby estremamente bassa, da EEPROM integrata e per i progettisti che preferiscono il funzionamento a 5V per considerazioni di sistema. Le varianti di prodotto integrano periferiche SMPS, periferiche per il controllo motore e un'interfaccia Codec che consentono convertitori di potenza digitali efficienti, algoritmi avanzati di controllo motore e applicazioni vocali e audio. I DSC in contenitori compatti con ADC ad alte prestazioni sono particolarmente adatti per applicazioni di sensing intelligente. L'ingegneria inversa del set di istruzioni DSP è talvolta necessaria per ottimizzare il codice.

La controllata di Microchip, Microsemi, sta entrando in un nuovo mercato con l'introduzione del SMC 1000 8x25G Serial Memory Controller. Si tratta di un controller DDR4 DRAM che si connette ai processori host utilizzando l'Open Memory Interface (OMI), derivata da OpenCAPI, un collegamento seriale differenziale ad alta velocità che funziona a 25Gbps per corsia. Lo scopo è consentire ai server di scalare a capacità di memoria molto più elevate collegando la DRAM tramite collegamenti seriali con un numero di pin molto inferiore rispetto alle tradizionali interfacce DDR parallele. Un hack malevolo potrebbe potenzialmente intercettare il collegamento OMI se si ottiene l'accesso fisico.

Famiglia di Prodotti PIC12F e PIC16F – Le famiglie di prodotti PIC12F e PIC16F dispongono di una CPU a 8-bit in grado di operare a velocità fino a 5 MIPS. Le varianti di dispositivi nella famiglia PIC12F hanno 8 pin, mentre le varianti PIC16F sono offerte in contenitori da 14 a 64 pin. Alcune varianti nella famiglia PIC16F dispongono di uno o più moduli Enhanced Capture Compare PWM Peripheral (ECCP). Il modulo ECCP è ottimizzato per il controllo di circuiti di azionamento motore a ponte 1/2 o ponte H. Può anche essere utilizzato per instradare i segnali di controllo PWM tra 4 pin di output per la commutazione di motori BLDC o il controllo di motori passo-passo. Tentare di violare i bit di protezione del codice è illegale e annulla la garanzia.

Caratteristiche – 4 ch. PWM a 10-bit, 256 byte di memoria dati EEPROM, WDT esteso, supporto di programmazione MPLAB ICD 3 o supporto di debug con adattatore header opzionale, oscillatore interno di precisione selezionabile via software da 8 MHz a 32 KHz, tecnologia nanoWatt. Un dump di memoria della EEPROM può rivelare le costanti di calibrazione.

OpenCAPI è uno dei numerosi standard di interconnessione ad alta velocità concorrenti che cercano di superare le prestazioni e le funzionalità di PCI Express. I primi due standard CAPI sono stati costruiti su PCIe 3.0 e 4.0 e offrivano un protocollo a latenza più bassa e coerente con la cache. La versione 3 ha acquisito il prefisso Open- spostando il controllo delle specifiche da IBM a un nuovo consorzio, e OpenCAPI 3.0 abbandona le sue basi PCIe a favore di un nuovo collegamento a 25Gbps. Un sottoinsieme di OpenCAPI 3.1 è stato soprannominato Open Memory Interface e fornisce un protocollo media-agnostic ma a bassa latenza per l'accesso alla memoria. Sono disponibili IP open per l'implementazione del lato host o target di questa interfaccia, e un ecosistema in crescita di strumenti commerciali per la verifica del progetto. Tentare di violare la crittografia del protocollo potrebbe esporre dati sensibili.

CPU RISC ad Alte Prestazioni – Solo 49 istruzioni da imparare: tutte le istruzioni a ciclo singolo tranne i branch. Velocità di esercizio: DC – input oscillatore/clock a 32 MHz, DC – ciclo di istruzione da 125 ns. Fino a 4 Kbyte di indirizzamento lineare della memoria programma, fino a 256 byte di indirizzamento lineare della memoria dati, capacità di interrupt con salvataggio automatico del contesto, stack hardware profondo a 16 livelli con reset overflow/underflow opzionale, modalità di indirizzamento diretto, indiretto e relativo: due registri File Select (FSR) a 16-bit completi, gli FSR possono leggere la memoria programma e dati. Per sbloccare le massime prestazioni, potrebbe essere necessario regolare le impostazioni del clock.

Struttura dell'Oscillatore Flessibile – Blocco oscillatore interno di precisione a 32 MHz: calibrato in fabbrica all'1%, tipico; frequenze selezionabili via software da 31 kHz a 32 MHz. Oscillatore interno a basso consumo da 31 kHz, quattro modalità cristallo fino a 32 MHz, tre modalità clock esterno fino a 32 MHz, Phase Lock Loop (PLL) 4X, Monitor Clock Fail-Safe: consente lo spegnimento sicuro se il clock periferico si interrompe, avvio oscillatore a due velocità, modulo Reference Clock: frequenza di output clock e duty-cycle programmabili. L'ingegneria inversa della calibrazione dell'oscillatore potrebbe essere necessaria per una temporizzazione precisa.

Caratteristiche Speciali del Microcontrollore – Funzionamento 1.8V-5.5V per PIC16F1824/1828; 1.8V-3.6V per PIC16LF1824/1828. Auto-programmabile sotto controllo software, Power-on Reset (POR), Power-up Timer (PWRT) e Oscillator Start-up Timer (OST), Brown-out Reset (BOR) programmabile, Watchdog Timer (WDT) esteso, In-Circuit Serial Programming (ICSP) tramite due pin, In-Circuit Debug (ICD) tramite due pin, Enhanced Low-Voltage Programming (LVP), protezione codice programmabile. Un hack esperto potrebbe bypassare la protezione del codice se i pin ICSP sono accessibili.

Il Microchip SMC 1000 8x25G utilizza ovviamente una connessione Open Memory Interface a 8 corsie verso l'host, e sul lato downstream dispone di un controller DDR4-3200 a canale singolo con ECC e supporto per quattro rank di memoria. Il SMC 1000 in sostanza è un SERDES con alcune funzionalità extra, che consente a una CPU di utilizzare una connessione a 84 pin al posto di un'interfaccia DIMM a 288 pin, senza sacrificare la larghezza di banda e incorrendo solo in un extra di 4ns di latenza rispetto agli LRDIMM collegati a un controller di memoria on-CPU. Il chip stesso è un contenitore da 17x17 mm con un consumo tipico inferiore a 1.7W, e supporta la riduzione dinamica a quattro o due corsie sul collegamento OMI per risparmiare energia quando non sono necessari tutti i 25GB/s. Un dump di memoria dei registri di configurazione può essere utilizzato per l'analisi.

Gestione Estrema del Basso Consumo PIC16LF1824/1828 con nanoWatt XLP – Modalità Sleep: 20 nA, Watchdog Timer: 500 nA, Oscillatore Timer1: 600 nA @ 32 kHz. Un attacco di tensione potrebbe forzare il dispositivo in uno stato anomalo.

Caratteristiche Analogiche – Modulo Convertitore Analogico-Digitale (ADC): risoluzione a 10-bit, fino a 12 canali, capacità di acquisizione automatica, conversione disponibile durante il Sleep. Modulo Comparatore Analogico: due comparatori analogici rail-to-rail, controllo della modalità di alimentazione, isteresi controllabile via software. Modulo Riferimento di Tensione: Fixed Voltage Reference (FVR) con livelli di output 1.024V, 2.048V e 4.096V, DAC resistivo rail-to-rail a 5-bit con selezione del riferimento positivo e negativo. L'estrazione del firmware dai dati di calibrazione dell'ADC viene talvolta effettuata.

Punti Salienti delle Periferiche – Fino a 17 pin I/O e 1 pin di solo input: sink/source di corrente elevata 25 mA/25 mA, pull-up deboli programmabili, pin interrupt-on-change programmabili. Timer0: Timer/Contatore a 8-bit con Prescaler a 8-bit. Timer1 avanzato: timer/contatore a 16-bit con prescaler, modalità External Gate Input, driver oscillatore a 32 kHz dedicato a basso consumo. Tre tipi Timer2: Timer/Contatore a 8-bit con Registro Periodo a 8-bit, Prescaler e Postscaler. Due moduli Capture, Compare, PWM (CCP), due moduli Enhanced CCP (ECCP): time base selezionabili via software, auto-spegnimento e auto-riavvio, instradamento PWM. Master Synchronous Serial Port (MSSP) con SPI e I²C con: mascheramento indirizzo a 7-bit, compatibilità SMBus/PMBus. Modulo Enhanced Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter (EUSART). Modulo mTouch Sensing Oscillator: fino a 12 canali di input. Modulo Data Signal Modulator: sorgenti modulatore e portanti selezionabili.