Контроллеры и процессоры

Продолжение цикла статей от опытных разработчиков о процессе разработки. В этот раз Акаш Гуджарати, ведущий инженер-программист компании Magic Leap, расскажет о разработке встроенного ПО

В статье обсуждается базовый набор инструментов и приборов, необходимый каждому разработчику в процессе создания и отладки нового электронного устройства.

22 августа компания GigaDevice Semiconductor официально запустила семейство 32-битных микроконтроллеров общего назначения GD32V103 на базе открытого ядра RISC-V. В статье проводится краткий обзор нового семейства, его основных особенностей, а также существующих аппаратных и программных средств разработки и отладки.

Для вычислений в портативном устройстве в общем случае следует выбирать самый миниатюрный микроконтроллер (МК) из подходящих моделей. Но при всей простоте этой концепции выбрать МК не так легко, поскольку существует бесчисленное множество комбинаций из моделей процессора, энергонезависимой и энергозависимой памяти, периферийных устройств и портов ввода/ вывода.

Комплект STLINK-V3SET поддерживает не только программирование и отладку 32- и 8-битных микроконтроллеров ST с использованием JTAG/SWD, SWIM, но и позволяет связываться с целевым устройством через интерфейсы UART, SPI, I2C, CAN, GPIO. Модульная архитектура изделия является хорошей основой для расширения его основных возможностей.

В статье кратко рассказывается об истории нейропроцессоров, раскрываются различия между нейропроцессорами и процессорами с традиционной архитектурой, анализируются основные принципы работы и обучения нейропроцессоров на примере микросхемы NM500 от NeuroMem.

Как и в других областях электроники, производители интегральных микросхем не стоят на месте. Созданные ими специализированные ИС являются готовыми решениями для технологии слияния данных. С помощью этих микросхем можно эффективно взаимодействовать с различными цифровыми сенсорами. При этом в них уже встроены алгоритмы обработки данных, что значительно упрощает жизнь разработчикам.

Ответ на поставленный вопрос достаточно прост: да, могут. Некоторые транзисторы способны работать с напряжениями менее 0,9 В. Это позволяет добиваться совершенно фантастических показателей потребления. Например, ток потребления микросхемы часов реального времени (RTC) не превышает 14 нА.

Комплект позволит пользователю оценить возможности 3D датчика Time of Flight (ToF) OPT8241 второго поколения с QVGA разрешением 320 Х 240 и частотой кадров 12 … 60 в секунду и ToF контроллера OPT9221 и построить на их основе прототип, например, системы 3D машинного зрения или устройства распознавания жестов.

13759 SENtral M&M Вlue – один из измерительных модулей серии SENtral M&M Module от корпорации PNI Sensor. В составе серии - небольшие и удобные для интеграции в другие изделия малопотребляющие модули, предназначенные для приложений, связанных с ориентацией объектов в пространстве и определением параметров движения. В основе каждого модуля – сопроцессор движения SENtral.

Ранее на портале Унитера публиковалась новость о SiP микросхемах OSD3358 от компании Octavo Systems. Эти микросхемы при размерах 27х27 мм, объединяли в одном корпусе производительный микропроцессор Sitara™ AM335x (Texas Instruments), до 1 Гб памяти DDR3, системную микросхему питания TPS65217C, линейный регулятор TL5209 и более 140 пассивных компонентов. В той же статье анонсировалось появление отладочного комплекта OSD3358 BeagleBone Development Board от компании GHI Electronics. И вот наконец, этот набор, а также законченные вычислительные модули на базе OSD3358, поступили в продажу в ограниченном количестве.

В конце прошлого года в мире малопотребляющих микроконтроллеров произошло одно интересное событие, которое заставило задуматься об объективности различных рейтинговых систем. В журнале DESIGN&ELEKTRONIK вышла статья «Benchmark – ULPBench debunked» с разоблачением рейтинга ULPBench от EEMBC. Авторы статьи провели независимое тестирование некоторых микроконтроллеров с учетом реальных условий эксплуатации. При этом оказалось, что некоторые общепринятые «лидеры» продемонстрировали достаточно посредственные характеристики. Очень интересный результат показали микроконтроллеры Apollo от Ambiq Micro. Они превзошли всех конкурентов в широком диапазоне температур и напряжений питания, показав рейтинг ULPBench в 472 балла, что на 200 баллов больше, чем у ближайшего конкурента.

Фирма Silicon Mobility за пару лет прошла путь от стартапа до вполне серьезной компании, имеющей поддержку со стороны французского правительства. Причиной такого стремительного роста стала достаточно смелая идея по принципиально новой организации автомобильных интеллектуальных систем. Вместо постоянного увеличения производительности процессорных ядер Silicon Mobility предлагает устранять узкие места в каналах передачи данных за счет внедрения новейших технологий из области программируемых логических схем. Результатом такого подхода стал микроконтроллер OLEAT222-1005 – первый автомобильный контроллер с блоком программируемой логики.

Светодиодное освещение набирает все большую популярность. Оно позволяет добиваться отличных показателей эффективности, имеет широкий функционал и высокую гибкость. Современные системы «умный свет» объединяют источники света, блоки питания, датчики (движения, присутствия, освещенности и т. д.) в единую информационную сеть. Все крупные производители предлагают свои решения в данной сфере. Так, например, компания Infineon выпускает широкий спектр специализированных микросхем от регуляторов напряжения, до микроконтроллеров семейства XMC1000.

В одной из прошлых публикаций на портале УНИТЕРА уже рассказывалось о сопроцессоре-концентраторе датчиков SENtral-A для Android 4.4 KitKat. В этот раз мы рассмотрим еще один продукт от компании PNI из того же семейства. Новейший сопроцессор-концентратор SENtral-A2 обладает всем необходимым функционалом для работы с ОС Android6.0 Marshmallow. Несмотря на увеличение числа поддерживаемых датчиков, SENtralA2 сохранил все достоинства своего предшественника: малое потребление, компактные размеры и высокую производительность.

Число встроенных датчиков в современных Android-устройствах, таких как смартфоны или планшеты, постоянно увеличивается. Это значительно расширяет возможности гаджетов, но приводит к двум негативным последствиям: росту потребления и необходимости повышения вычислительной мощности для обработки данных. Компания PNI предлагает свое решение этих проблем в виде концентраторов-сопроцессоров SENtral™, которые берут на себя всю нагрузку по обсчету сырых данных с сенсоров и отличаются минимальным потреблением. В данной статье речь пойдет о разработанном специально для ОС Android 4.4 KitKat концентраторе SENtral™-A.

Ранее мы уже писали о специализированном процессоре X1000 для IoT, модулях Halley2 и отладочном наборе Phoenix board компании Ingenic. На этот раз речь пойдет о новом продукте – видеопроцессоре T10. Он также как и X1000 построен на базе фирменного высокопроизводительного процессорного ядра XBurst, работающего на частоте до 1 ГГц. Главной особенностью нового X10 стало наличие специализированных ядер для обработки видео и изображений с разрешением до 1280x1024 и встроенной памяти DDR2.

Создание прибора учета потребления коммунальных услуг – достаточно сложная задача. Чтобы помочь разработчикам, компания Texas Instruments предлагает готовое решение в виде ультразвукового счетчика потребления воды на базе своих микросхем TDC1000 и TDC7200.

Радиация и экстремальные температуры – злейшие враги электронных компонентов. И в первую очередь это касается интегральных микросхем. Для того чтобы обеспечить надежную работу ИС в условиях сверхвысоких температур и радиации, необходимо решить проблемы ложных переключений и защелкиваний элементарной логической ячейки. Компания VORAGO Technologies разработала технологию HARDSIL, которая позволяет создавать SRAM-память и микроконтроллеры с ядром ARM Cortex-M0, способные работать при температурах до 200°С и наличии мощного воздействия радиации.

Герой известного советского мультфильма с восхищением говорил: «До чего техника дошла!». Именно эта фраза приходит на ум, когда читаешь спецификации нового семейства SIP OSD335x от компании Octavo Systems. OSD335x имеет габариты всего 27х27 мм, но при этом объединяет в одном корпусе производительный микропроцессор Sitara™ AM335x (Texas Instruments), до 1 ГБ памяти DDR3, системную микросхему питания TPS65217C, линейный регулятор TL5209 и более 140 пассивных компонентов!

Системы машинного зрения с каждым днем становятся все более востребованными. Они применяются в датчиках движения, в системах защиты от столкновений, в игровой индустрии для распознавания жестов и во многих других приложениях. Сейчас существует несколько основных технологий машинного зрения. Одну из них предлагает компания Texas Instruments. Главной особенностью новой системы является возможность создавать трехмерные изображения при высокой стойкости к внешним источникам фонового освещения.

В ноябре 2015 компания Innovasic сообщила, что ее программно-аппаратная платформа RapID Platform Network Interface прошла сертификацию на соответствие требованиям последних версий стандартов EtherNet/IP (v. CT12) и PROFINET (v 2.31 Class B (RT) и Class C (IRT)). Это относится и к микросхеме Ethernet коммутатора fido5000. Уникальная микросхема fido5000 значительно упрощает жизнь разработчикам, так как поддерживает все популярные протоколы промышленного Ethernet: PROFINET, EtherNet/ IP, ModbusTCP, SERCOS III, POWERLINK, EtherCAT.

Спутниковая навигация – чрезвычайно полезная технология, и с этим трудно спорить. Однако у нее есть некоторые недостатки. Например, она не всегда хорошо работает в зданиях и, кроме того, очень быстро расходует заряд аккумулятора. Компания PNI предлагает очень любопытное решение этих проблем в виде микросхемы SENtrace. Это сопроцессор, который помогает отслеживать положение устройства даже при отсутствии GPS сигнала.

В ноябре 2015 компания Ambiq Micro закончила подготовку производства и начала серийный выпуск всех представителей линейки микроконтроллеров APOLLO. Главная их особенность заключается в сверхнизком потреблении – 34 мкА/ МГц, что значительно меньше, чем у аналогов. Данная статья посвящена фирменным отладочным средствам Ambiq Micro для микроконтроллеров APOLLO.

Микроконтроллеры с поддержкой платформы .NET Micro Framework дают возможность программистам, ранее писавшим программы только для ПК, с легкостью создавать ПО для встраиваемых приложений. Одной из компаний, активно продвигающих эту технологию, была и остается GHI Electronics. В прошлом году GHI Electronics представила новый чип G80 с поддержкой .NET Micro Framework на базе 180 МГц 32-бит ARM Cortex-M4 микроконтроллера STM32F427VG.

Каким должен быть процессор для Интернета Вещей? Ответ на этот вопрос не так уж очевиден. Кто-то скажет, что малопотребляющим. Для кого-то ключевым качеством станет высокая производительность. В ряде случаев важным будет универсальность и гибкость. Компания Ingenic Semiconductor предлагает универсальный вариант – процессор X1000. Его максимальная частота достигает 1 ГГц, а удельное потребление ядра составляет всего 0,09 мВт/ МГц.

В последнее время на российских и зарубежных форумах разработчиков электроники поползли слухи о появлении китайских клонов сверхпопулярных контроллеров STM32. Кто-то утверждал, что хитрые китайские «пираты» наконец «вскрыли» контроллеры именитого производителя и «лепят» контрафакт даже без лицензии от ARM. Другие говорили, что ST Microelectronics сам организовал утечку, чтобы таким образом окончательно подмять рынок. Однако слухи оказались лишь слухами. Новые 32-битные ARM Cortex-M3 контроллеры GD32 вполне официальный и легальный продукт известной компании GigaDevice.

Большинство современных гаджетов является многопроцессорными устройствами. Наличие двух и более вычислительных ядер давно стало нормой для планшетов, телефонов, ноутбуков и настольных ПК. Однако этим богатством нужно грамотно управлять. Новое открытое сообщество Parallella ставит перед собой цель создания платформы для освоения технологии параллельных вычислений, доступной для широких масс разработчиков. Результатом работы сообщества стала плата Parallella Board, которая представляет собой бюджетную систему, включающую двухъядерный ARM Cortex-A9 процессор, FPGA, и 16-ядерный RISC сопроцессор Epiphany.

Несмотря на все достижения современных процессоров, самой универсальной вычислительной системой остается человеческий мозг. Компьютеры быстрее считают, быстрее решают логические задачи, да и вообще быстрее справляются с любыми другими формализованными задачами, но когда дело доходит до неких нестандартных ситуаций, то обычный компьютер оказывается бессильным, в отличие от нашего серого вещества. Именно человеческий мозг вдохновил инженеров на создание нейрокомпьютеров. Конкретным результатом таких разработок стал нейроморфный процессор CM1K от NeuroMem.

Отладочная плата LDM- MCp04-Q208 Evolution предназначена для разработки высокопроизводительных энергоэффективных решений на базе мультиклеточного процессора MCp0411100101-Q208I российской компании ЗАО «Мультиклет». Средство разработки будет интересно профессионалам и начинающим проектировщикам.