Si chiama XMC4000 la nuova famiglia di microcontrollori a 32 bit recentemente presentata da Infineon, destinata a colmare il divario di prestazioni tra la preesistente serie XE166 a 16 bit e la TriCore a 32 bit. Oltre a rendere più completa l'offerta del produttore tedesco, la nuova famiglia introduce numerose innovazioni significative: l'impiego di un core molto diffuso come Arm Cortex-M4, una ricca dotazione di periferiche rivolte a specifiche applicazioni, un nuovo ambiente di sviluppo che promette semplificazioni nella realizzazione del software. La XMC4000 si caratterizza anche per una notevole attenzione agli aspetti della qualità e dell'affidabilità: la memoria Flash integrata è ad alte prestazioni, inoltre alcuni membri della famiglia possono operare fino a 125 gradi centigradi. Le nuove Mcu sono orientate in generale all'efficienza energetica dei sistemi embedded in campo industriale; più nello specifico, tra le applicazioni target sono compresi gli inverter DC/AC utilizzati nei drive per motori elettrici e negli impianti fotovoltaici, l'automazione di fabbrica e la building automation. La famiglia comprende cinque serie, diverse tra loro per frequenza di clock, capacità di memoria, mix di periferiche e numero di I/O. Inizialmente verrà resa disponibile la serie XMC4500.
L'architettura dei dispositivi
Come si è detto, i dispositivi della famiglia XMC4000 sono basati su una Cpu Arm Cortex-M4 con frequenze di clock comprese tra 80 e 180 MHz; sono inoltre dotati di funzionalità Dsp, un'unità in virgola mobile, una memoria Flash con tempo di lettura di 22 nanosecondi e con Ecc (Error Correction Code), una Sram di grandi dimensioni e una ricca dotazione di periferiche integrate. Tra queste ultime sono compresi nuovi temporizzatori, fino a quattro convertitori analogico/digitale a 12 bit (con campionamento a 70 nanosecondi e tempo di conversione di 500 nanosecondi), fino a due convertitori digitale/analogico a 12 bit, fino a quattro canali Pwm ad alta risoluzione (150 picosecondi), demodulatori delta-sigma e interfacce per tasti tattili. Infineon sottolinea che le periferiche sono dotate di un certo grado di autonomia (ad esempio la post-elaborazione dei dati prodotti dagli Adc avviene senza l'intervento della Cpu) e che la disponibilità dei demodulatori delta-sigma consente di fare a meno di un circuito integrato esterno. La gamma delle interfacce di comunicazione integrate nei dispositivi XMC4000 comprende un Ethernet Mac (Media Access Control per Ethernet con “time stamp”) compatibile con Ieee 1588, Usb 2.0, Can, SD/Mmc e fino a sei canali seriali che possono essere configurati singolarmente via software come Uart, Spi, Quad Spi, IIC, IIS o Lin. Disponibile anche una veloce interfaccia bus esterna per standard sincroni come Sdram o Burst Flash e standard asincroni come Sram, Nand Flash e Nor Flash. Infineon sostiene che l'architettura dei dispositivi XMC4000 è ottimizzata per il controllo in tempo reale, grazie alle istruzioni Dsp, all'unità in virgola mobile e ai tre bus interni (per codice, dati e sistema) che assicurano il collegamento a matrice tra le varie risorse hardware. Gli interrupt e la commutazione dei task, inoltre, sono molto veloci.
L'ambiente di sviluppo Dave 3
Infineon assegna grande importanza alle semplificazioni nello sviluppo del software, un'attività che nelle applicazioni embedded diventa sempre più complessa e dispendiosa in termini di tempo. La risposta offerta dalla famiglia XMC4000 è la nuova generazione dell'ambiente di sviluppo Dave, denominata Dave 3. Il sistema è basato su Eclipse e comprende il compilatore Gnu, il debugger e le utility per la visualizzazione dei dati. L'ambiente può inoltre essere esteso utilizzando strumenti di altri produttori. Dave 3 consente anche la generazione automatica del codice basata su componenti software predefiniti, le cosiddette “Dave App”. Queste ultime sono configurate in modo da consentire un facile uso, grazie all'interfaccia utente grafica. Le operazioni di compilazione, debug e visualizzazione del codice così generato possono essere svolte direttamente all'interno di Dave 3; in alternativa il codice può essere esportato verso altri strumenti per ulteriori elaborazioni. Infineon collabora con oltre venti aziende che forniscono altri strumenti di sviluppo, soluzioni software, formazione e consulenza per la famiglia XMC4000. Sempre per quanto riguarda lo sviluppo, Infineon offre anche un kit modulare composto da una scheda base alla quale possono essere collegate fino a tre schede orientate alla specifica applicazione.
La serie XMC4500
Come si è detto, i primi dispositivi ad essere resi disponibili sul mercato saranno quelli della serie XMC4500. Si tratta di microcontrollori con clock a 120 MHz, fino a 1 MByte di memoria Flash embedded, 160 Kbyte di Ram e un'ampia gamma di periferiche e interfacce. Tra le periferiche sono compresi quattro convertitori A/D a 12 bit, due convertitori D/A a 12 bit, quattro demodulatori delta-sigma, sei unità “capture/compare” (CCU4 e CCU8), due interfacce di posizionamento e un modulo per otto tasti tattili. Le funzioni di comunicazione comprendono interfacce per Ethernet, Usb e SD/Mmc. La serie offre inoltre tre moduli Can, sei canali di comunicazione seriale e un'interfaccia bus esterna. La gamma dei contenitori disponibili comprende Lqfp-144, Lqfp100 e Lfbga-144.
