Osmibitové mikrokontroléry: chytřejší, bezpečnější a odolnější než kdy dříve

Na vzkvétajících trzích patří osmibitové mikrokontroléry (MCU) stále ke kandidátům číslo jedna. Nabízí totiž strhující nové možnosti a také funkce.

Osmibitové MCU od společnosti Microchip zde přitom udávají trendy v inovacích. Součástky jsou chytřejší, odolnější, bezpečnější a také snadněji použitelné než kdy dříve.

Osmibitové MCU však nemusí být užitečné jen ve vašem návrhu. Stále větší oblibě se totiž budou těšit i v průmyslové sféře, automobilovém sektoru, medicíně nebo spotřebním zboží. Zmíněné adaptibilní MCU pro rostoucí průmyslová odvětví stále představují základní prvky a dokládají, že i „starého psa lze naučit novým kouskům“. Osmibitové mikrokontroléry tak zůstávají nedílnou součástí návrhových prostředků, zvláště když mohou i nadále nabízet skvělé nové funkce a také schopnosti.

Stejně jako jsme zažili výrazné změny, pokud jde o vývoj aplikací, zaznamenaly i mikrokontroléry PIC^® a AVR^® od firmy Microchip rozšíření celé řady periférií CIP (Core Independent Peripheral), včetně vlastních analogových částí, se kterými se dokážeme přizpůsobit rozmachu ve světě vestavných systémů. Výsledek inovací, které výrobce v této době provedl, se pak promítá do rostoucí poptávky po zmiňovaných osmibitových MCU. Takové univerzální mikrokontroléry často figurují v domácích spotřebičích nebo automobilových či průmyslových aplikacích. S osmibitovými MCU se nevylučují ani některé formy strojového učení, tedy funkce, které se v minulosti pojily jen s 32bitovými MCU. Kdo chce v oblasti osmibitových systémů a jejich inovací udávat směr, musí zkrátka nabídnout MCU, které budou chytřejší, odolnější, bezpečnější a také snadněji použitelné než kdy dříve.

Chytřejší než dosud

Souběžně se solidním rozsahem číslicových periférií zde roste i nabídka analogových struktur, zatímco je lze snadno vzájemně i propojit. Váš projekt se proto může zjednodušit a ještě snížíte náklady na použité součástky. Za účelem zkrácení doby vývoje nabízí firma Microchip MCC Melody (MPLAB^® Unified Code Configurator), který umožňuje zaměřit se na vaši konkrétní aplikaci. Ve výsledku se tak dostanete s produktem na trh ještě dříve. Výrobce zde rovněž zdokonalil nízkopříkonový režim a schopnost reagovat na systémové změny v reálném čase. Analogové periférie lze přitom konfigurovat podobně jako kterékoli jiné periférie. V zapojení je můžeme také dynamicky překonfigurovat, což diskrétní analogové prvky jednoduše neumí. Díky MCC Melody pak zajistíme i jejich vzájemné propojení s dalšími perifériemi.

Odolnější než v minulosti

Řada zmíněných prvků má namířeno do aplikací v náročných oblastech. Osmibitové MCU od firmy Microchip se drsných podmínek nebojí. Můžete si vybrat, že omezíte výkonovou spotřebu na základě snížení provozního napětí nebo za předpokladu, že vaše aplikace bude pracovat v prostředí s nemalým elektrickým rušením, zase použijete vyšší napětí a veškeré signály tím „očistíte“ od šumu.

Bezpečnější než kdy předtím

MCU s přípravou na funkční bezpečnost byly tradičně využívány pouze v automobilovém průmyslu, kde také jako jediný způsob obvykle připadaly v úvahu lepší mikrokontroléry či MCU vybavené větší pamětí (16 a 32 bitů). V současné době si ale takové zásadní funkce žádají i jiná odvětví, kupříkladu průmyslové či spotřební zboží a související aplikace, resp. zařízení. V návrzích s klíčovým požadavkem na bezpečnost lze použít většinu nových osmibitových MCU PIC^® a AVR^® od společnosti Microchip. Poptávka po takto zajištěných systémech roste a výrobce zde proto nabízí tři balíčky, které pomohou při vývoji vaší aplikace s důrazem kladeným právě na funkční bezpečnost. Jak již bylo řečeno, jsou k dispozici pro většinu nových MCU PIC^® či AVR^®.

Ještě jednodušší

Aby se proces návrhu a vývoj konkrétního produktu maximální měrou zjednodušil, nabízí společnost Microchip MCC Melody (MPLAB^® Unified Code Configurator) grafický nástroj určený k programování, který umožňuje pohodlně pracovat se širokou nabídkou příslušných periférií. MCC Melody zde zprostředkuje vysokoúrovňový náhled na funkce MCU, se kterými pracujete, a usnadňuje konfiguraci periférií, zatímco dále snižuje časovou zátěž při studiu dokumentace k dané součástce. V praxi se pak můžete soustředit na vaši aplikaci a dostat výsledný produkt na trh ještě rychleji. MPLAB Discover je vyhledávacím nástrojem pro tisíce příkladů kódu, projekty a také videa. Příklady lze stáhnout jak pro MPLAB X IDE, tak i MPLAB Xpress s IDE založeným na cloudu. V případě MPLAB Discover je možné výsledky filtrovat na základě aplikační oblasti, funkce, obvodu, požadované periférie či vlastností.

Klíčové funkce a aplikace pro osmibitové MCU

Periférie CIP vývojářům umožňují volit pro danou aplikaci mezi nasazením integrovaných či diskrétních analogových prvků, což v případě vestavných systémů znamená rostoucí flexibilitu. S přispěním CIP tak může CPU pracovat na dalších úlohách nebo se přepnout do režimu s nízkou spotřebou (spánkového módu). MCU PIC^® a AVR^® jsou tudíž ideálním řešením pro návrhy napájené z baterie. V zásadních aplikacích pro zmíněné MCU najdeme řadu různých způsobů využití. Pokud jde o automobilový průmysl, máme zde např. bezklíčové otevírání. V medicíně se zase skloňuje vzdálené monitorování zdravotního stavu spojené se zpracováním analogového signálu a pokročilými funkcemi senzoru. Pro návrhy vyžadující rozhraní USB (Universal Serial Bus) pak zmíněné mikrokontroléry přichází s podporou full-speed. Ještě více příkladů naleznete v brožuře mapující řešení s osmibitovými MCU.

Po diskrétních analogových obvodech sáhněte v případě, že potřebujete dosáhnout špičkových parametrů nebo když je konkrétně u operačních zesilovačů nutné pracovat s duálním napájením. Integrované analogové struktury použijete zase tehdy, když je zapotřebí pracovat v nízkopříkonovém režimu, hodláte měnit konfiguraci tzv. za pochodu nebo se očekává snížení nákladů na použité součástky. Vše je pouze o volbě správných pracovních nástrojů, které máme hned po ruce.