Molte applicazioni industriali dei microprocessori embedded pongono oggi requisiti simili - sotto alcuni aspetti - a quelle dell'elettronica consumer: le interfacce grafiche divengono sempre più sofisticate, avvicinandosi a quelle dei tablet Pc; la connettività wireless è sempre più diffusa; e spesso i sistemi sono alimentati a batteria. Perché, allora, non sfruttare anche nel mondo industriale alcune delle soluzioni tecnologiche che sono state sviluppate per l'elettronica di consumo? Può forse essere descritta in questo modo la riflessione che ha indotto Atmel a realizzare una famiglia di microprocessori basati sul core Arm Cortex-A5, finora utilizzato soprattutto per i tablet, e a corredarla di una dotazione software che comprende il sistema operativo Android e il framework Qt per lo sviluppo di interfacce grafiche, originariamente creato da Nokia e ora open source. Secondo Atmel, i processori della nuova serie SAMA5D3 - già disponibili in volumi - offrono alta potenza di elaborazione, basso consumo, basso costo di sistema e un ciclo di sviluppo molto breve. I dispositivi si rivolgono alla realizzazione di una varietà di prodotti quali, ad esempio, pannelli operatore, gateway e altri sistemi di networking, lettori di codici a barre e altri sistemi dotati di sensore di immagine Cmos, sistemi portatili alimentati a batteria.
Il chip in breve
Come ha spiegato a Selezione di Elettronica il responsabile marketing di questa linea di prodotti, Frédéric Gaillard, il core Arm Cortex-A5 è un sottoinsieme del core Cortex-A9, rispetto al quale offre dimensioni e consumi molto minori. Presentato nel 2009, il Cortex-A5 non è molto noto nel mondo industriale; la maggior parte delle sue applicazioni riguarda infatti, come si è detto, i tablet Pc. Grazie anche all'impiego di un processo di fabbricazione low-power a 65 nanometri, i nuovi processori Atmel basati su questo core offrono prestazioni di tutto rispetto: la capacità di elaborazione raggiunge 850 Dmips a 536 MHz (un dato a cui si aggiunge la potenza di calcolo fornita dalla Fpu, l'unità a virgola mobile); il consumo è inferiore a 200 milliwatt in modalità attiva alla massima velocità e inferiore a 0,5 milliwatt nella modalità a basso consumo, che consente di conservare il contesto e assicura tempi di risveglio molto brevi. I dispositivi impiegano un contenitore Bga324 che misura 15x15 mm.
Le periferiche
La serie SAMA5D3 comprende quattro modelli rivolti ad altrettante tipologie di applicazioni, ciascuno dei quali caratterizzato da un diverso set di periferiche. L'elenco comprende una doppia porta Ethernet da un Gigabit, tre porte Usb ad alta velocità (che consentono di fare a meno di un hub Usb esterno), un doppio controllore Can, un controllore per Tft Lcd con acceleratore grafico per la composizione dell'immagine (overlay), un'interfaccia per telecamera, Sdio/SD/Mmc, Uart, Spi, Twi, soft modem, Adc a 12 bit e timer a 32 bit. Gaillard ha sottolineato due funzionalità dei nuovi dispositivi: il controllore per memorie Ddr a 32 bit, che, grazie a una velocità di 1328 MB/s, facilita la realizzazione di sofisticate interfacce grafiche; e il controllore di flash con correzione degli errori a 24 bit, già pronto per utilizzare le flash delle prossime generazioni, che - a causa della miniaturizzazione sempre più spinta - saranno affette da un maggior numero di errori fisici.
Contro la pirateria
I microprocessori della serie SAMA5D3 sono dotati anche di funzioni di difesa contro la pirateria e la contraffazione. Un “boot loader” sicuro consente di assicurare l'integrità e autenticità del programma conservato nella memoria di boot, mentre un engine crittografico con Aes (Advanced Encryption Standard), 3Des (Triple Data Encryption Standard) e Sha (Secure Hash Algorithm) permette di codificare e decodificare i dati e le comunicazioni. Infine, un generatore di numeri casuali o Trng (True random number generator) può essere utilizzato per generare o diversificare chiavi di codifica univoche.
La dotazione software
Atmel ha messo in campo una serie di risorse per facilitare l'impiego dei nuovi microprocessori, considerando che - secondo la società - la maggior parte dei dispositivi basati sui core della famiglia Cortex-A sono molto difficili da usare. Tra le misure adottate per facilitare il lavoro degli sviluppatori è compreso un sistema di gestione dell'alimentazione molto semplice. Grazie alla possibilità di riutilizzare il software preesistente, i processori SAMA5D3 rappresentano anche un facile percorso di migrazione verso l'alto per gli utilizzatori dei chip SAM9 di Atmel. È inoltre a disposizione di tutti gli utilizzatori, gratuitamente, una dotazione software comprendente Atmel Linux (alla pagina linux4sam.com); una porta gratuita Android 4.0 (alla pagina www.at91.com/android4sam); un kit di sviluppo grafico Qt con widget, demo, documentazione e materiale di addestramento; un software package in linguaggio C per le applicazioni che impiegano sistemi operativi in tempo reale. Gaillard ha sottolineato come la disponibilità del sistema operativo Android, che comprende molti stack di comunicazione, consenta di sfruttare in campo industriale il lavoro svolto da Google, e come, grazie a Qt, lo sviluppo di interfacce grafiche sofisticate possa essere notevolmente velocizzato. I nuovi processori possono inoltre contare su un vasto ecosistema di strumenti di sviluppo, sistemi operativi, stack di protocollo ecc. forniti da terze parti.
