Dsc economici a basso consumo

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I nuovi Digital Signal Controller della famiglia MC56F8006 di Freescale, caratterizzati da prezzo contenuto e consumi ridotti, si rivolgono ad applicazioni di controllo motori e conversione dell’energia.

Freescale amplia la propria offerta di Digital Signal Controller con una nuova famiglia di dispositivi “entry level” caratterizzati da prezzo contenuto e consumi ridotti, rivolti principalmente alle applicazioni di controllo motori e di conversione dell'energia. Com'è noto, i Digital Signal Controller sono dispositivi che riuniscono caratteristiche tipiche dei Digital Signal Processor e dei microcontrollori, conciliando le capacità di elaborazione dei segnali con la facilità di programmazione. Questa categoria di dispositivi si è sviluppata negli ultimi anni principalmente per rispondere alle necessità di prodotti come gli elettrodomestici, dove ai tradizionali compiti di automazione si affiancano oggi nuove tecniche di controllo digitale dei motori che richiedono algoritmi complessi (ad esempio il controllo a orientamento di campo). Come ha spiegato a Selezione di Elettronica Bruno Baylac, direttore marketing di Freescale, la nuova famiglia di Dsc si rivolge ad applicazioni nei grandi elettrodomestici (che richiedono componenti economici, dotati di contenitori piccoli) e in più, grazie al consumo ridotto, consente di estendere i vantaggi del controllo digitale anche ai motori degli utensili alimentati a batteria (trapani, avvitatori ecc.). La gamma delle possibili applicazioni comprende controlli per motori trifase Bldc (brushless DC), pilotaggi a frequenza variabile, controlli per motori sincroni a magnete permanente, alimentatori per server, gruppi di alimentazione per applicazioni industriali e telecom, sistemi di illuminazione, strumenti medicali (ad esempio ossimetri) ecc.

Modalità di risparmio energetico
Come si è detto, una delle caratteristiche principali della famiglia MC56F8006 è il consumo energetico ridotto, un risultato ottenuto sia tramite un'accurata progettazione di tutte le funzioni che compongono il chip (ad esempio l'oscillatore al quarzo e i convertitori analogico-digitali) sia tramite tecniche di gestione dell'alimentazione particolarmente avanzate. I dispositivi possiedono infatti nove diverse modalità di funzionamento che consentono di spegnere selettivamente tutti gli organi del chip momentaneamente inutilizzati. La piena funzionalità si ottiene nella modalità “run”, che comporta ovviamente anche il massimo assorbimento di corrente (50 milliampere con alimentazione a 3,3 volt e clock a 32 MHz); seguono poi le modalità “low power run”, “wait”, “low power wait”, “stop”, “low power stop” e infine “partial power down”. In quest'ultima modalità, che consente di ridurre il consumo a un microampere, rimangono alimentati solo i blocchi I/O, Ram, Pwm e watchdog, mentre il resto delle periferiche è spento.

Le periferiche
I Dsc della famiglia MC56F8006 integrano una serie di periferiche comprendente tre comparatori ad alta velocità, un doppio convertitore analogico-digitale a 12 bit, due amplificatori a guadagno programmabile e un Pwm a sei uscite. I Pga sono utilizzati per amplificare i piccoli segnali (e quindi aumentare la gamma dinamica in ingresso dei convertitori analogico-digitali) e per eseguire conversioni di segnali analogici in modalità differenziale o singola ad alta precisione. I chip dispongono di molteplici modalità di guasto (fault) che vengono rilevate e trattate a livello hardware per arrestare immediatamente i Pwm in caso di pericolo. Questa possibilità contribuisce a realizzare un sistema di protezione che riduce la necessità di interventi software.

Strumenti di sviluppo
Per facilitare lo sviluppo di prodotti basati sui Dsc della famiglia MC56F8006, Freescale offre una vasta gamma di strumenti utili al lavoro del progettista: oltre al sistema di sviluppo CodeWarrior e a un completo “ecosistema” di strumenti software, l'offerta comprende anche schede dimostrative, progetti di riferimento, note applicative, esempi di software, seminari sul web. La licenza d'uso per CodeWarrior è gratuita fino a 32 KB di codice applicativo (sufficiente per i prodotti MC56F8006) e può essere ottenuta attraverso una registrazione nel sito web del produttore. Freescale fornisce inoltre lo strumento di progettazione Processor Expert che consente una veloce generazione dei driver di periferica e delle librerie software. Come ha sottolineato Baylac, Processor Expert comprende una vasta libreria di algoritmi Dsp/Dsc, una libreria di comandi macro di basso livello per le periferiche, oltre a esempi di codice completi per le applicazioni di controllo motori, conversione di potenza e soft modem.

In dettaglio
I nuovi Dsc Freescale MC56F8006 sono basati su un core di elaborazione a 16 bit della famiglia Dsc 56800E con doppia architettura Harvard, che raggiunge la velocità di 32 Mips con clock a 32 MHz. Le funzioni del core di elaborazione comprendono un Mac (moltiplicatore-accumulatore) parallelo a ciclo singolo 16×16 bit, quattro accumulatori a 36 bit e un multibit shifter aritmetico e logico a 32 bit. La dotazione massima di memoria ammonta a 16 KB di Flash e 2 KB di Sram. La dotazione di periferiche comprende tre comparatori analogici, due timer a 16 bit, un timer periodico a 16 bit, un delay timer programmabile, due Pga 2x-16x, due convertitori analogico-digitali a 12 bit, sei uscite Pwm con funzione di fault programmabile. Il regolatore di tensione e il supervisore dell'alimentazione sono integrati nel chip. Le comunicazioni con il resto del sistema possono avvalersi di interfacce Inter-IC, Spi (Serial Peripheral Interface) e Sci (Serial Communications Interface) ad alta velocità. I dispositivi sono offerto in contenitori LQFP a 48 o 32 pin e Soic a 28 pin.

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