32-bits architectuur

Een nieuwe serie microcontrollers

Met de komst van AI, ook in IoT-toepassingen, is de vraag naar meer rekenkracht alleen maar groter geworden. Hogere verwerkingssnelheden, maar ook bredere bussen in de microcontroller maken dit alles een stuk gemakkelijker. Niet voor niets dat Microchip onlangs een nieuwe serie microcontrollers introduceerde. De PIC32CM PL10 MCU’s zijn 32-bits controllers die heel veel in huis hebben, maar vooral gemakkelijk in het gebruik zijn.

Meer verwerkingskracht kun je halen uit een hogere kloksnelheid, maar ook door te kunnen rekenen met meer bits. Met name voor applicaties waarbij hogere nauwkeurigheden vereist zijn, leveren meer bits per woord veel voordelen op. Dit vraagt veel minder snel om de data op te moeten delen in stukjes van 8 of 16 bits om te kunnen rekenen aan grote getallen.

Met de nieuwe controllers in de PIC-serie wordt aan deze wens voldaan. Intern kan de Arm Cortex-M0+-processor rekenen met woorden van 32 bits. Daarbij bouwt men voort op de decennialange ervaring in het leveren van embedded oplossingen waar laag energieverbruik, betaalbaarheid en ontwikkelgemak cruciaal zijn.

De PIC32CM PL10 MCU’s is een uitbreiding van de PIC32C-familie van Arm Cortex-M0+-processors. De PL10 MCU’s beschikken over een uitgebreide set Core Independent Peripherals (CIP’s), werken op 5 V, hebben touch-functionaliteit (afbeelding 1), geïntegreerde toolsets en voldoen aan de veiligheidsnormen. De productfamilie is gericht op grootschalige toepassingen zoals industriële besturing, gebouwautomatisering, huishoudelijke apparaten, elektrisch gereedschap en sensorsystemen. Als onderdeel van de uniforme MCU-strategie van het bedrijf bieden PL10-processors pin-compatibiliteit met AVR MCU’s.

Wat er allemaal in dit onderdeel verwerkt is, toont afbeelding 2. Dit indrukwekkende blokschema laat zien dat het hier om een uitgebreide microcontroller gaat. Hij werkt op 24 MHz en heeft daarvoor een interne klokoscillator. U hoeft dus geen kristal toe te voegen. Wel is het mogelijk op een 32-kHz-kristal voor de RTC te gebruiken. Hiermee haalt u een hogere nauwkeurigheid dan met de interne 32-kHz-oscillator.

Afhankelijk van de uitvoering die u kiest, heeft hij 128 KB zelf te programmeren Flash-geheugen aan boord en tot 16 KB SRAM. Verder heeft hij tot 55 programmeerbare I/O-pinnen en 16 externe interrupts. Dit hoge aantal I/O’s heeft u overigens alleen als u kiest voor de uitvoering in een 64-pins VQFN- of TQFP-behuizing. Hebt u niet zoveel I/O’s nodig, dan kunt u ook voor een uitvoering met 48, 32, 28 of 20 aansluitingen kiezen (de 28- en 20-pens zelfs in SSOP-behuizing).

Voedingsspanning

De PL10-familie is ontworpen om te voldoen aan diverse industriële veiligheidsnormen, waaronder ISO 26262 voor functionele veiligheid in elektrische en elektronische systemen van wegvoertuigen. Daarnaast zijn de microcontrollers ontworpen om te werken met een spanning van 1,8 tot 5,5 volt, waardoor ze optimale prestaties leveren in omgevingen met veel ruis, zoals de automobielindustrie, IoT, industriële automatisering en consumentenelektronica. Intern is namelijk een voedingsschakeling verwerkt die er voor zorgt dat de processor zelf op een vaste spanning functioneert.

Handig is dat de PL10-microcontrollers gelijktijdig kunnen communiceren met componenten die op verschillende spanningsniveaus werken. Dankzij de geïntegreerde Multi-Voltage I/O (MVIO) is dit mogelijk zonder externe spanningsomzetters. De PL10 voelt zich dan ook in elke schakeling thuis.

Peripheral Touch Controller

De geïntegreerde Peripheral Touch Controller (PTC) en een 12-bits analoog-digitaalomzetter (ADC) zijn ontworpen om responsieve prestaties te leveren in touchtoepassingen en een sterke ruisimmuniteit te bieden voor analoge signaalmetingen. Extra on-chip CIP’s helpen bij het ontlasten van de CPU van tijdskritieke, repetitieve en deterministische taken, waardoor de realtime prestaties en energie-efficiëntie verbeteren. De PL10 ondersteunt de Cortex Microcontroller Software Interface Standard (CMSIS), waardoor modulaire, herbruikbare applicatiecode mogelijk is en de ontwikkeling wordt versneld.

Tools

Naast de ondersteuning door Microchip’s MPLAB-ontwikkelingsecosysteem, maakt de PL10-familie gebruik van industriestandaard tools en geïntegreerde ontwikkelomgevingen (IDE’s), waardoor ontwikkelaars meer vrijheid hebben om te kiezen hoe ze hun software bouwen, debuggen en implementeren. Compatibele tools van derden zijn onder andere Microsoft Visual Studio Code (VS Code), IAR Systems, Arm Keil, SEGGER, Zephyr en MikroElektronika. AI-gestuurde hulpmiddelen zoals de MPLAB AI Coding Assistant bieden contextbewuste codegeneratie en realtime productinzichten om de ontwikkeling te versnellen en te vereenvoudigen.

Naast deze programmeertools is er ook een evaluatieschakeling. Afbeelding 3 toont deze print. Hiermee kunt u snel en zonder veel moeite op een breadboard uw eerste experimenten uitvoeren. Van de print zijn alle gegevens, alsmede het totale schema beschikbaar. Dit maakt dat u de stap naar een eigen schakeling nog gemakkelijker kunt zetten.

Tot slot

PL10-microcontrollers zijn nu al leverbaar via Farnell. Ze helpen engineers gemakkelijker over te stappen naar krachtigere microcontrollers, terwijl de gebruiksvriendelijke ontwikkelomgeving, energiezuinigheid en kostenstructuur van de beproefde 8-bits oplossingen behouden blijven. Wel moet u een behoorlijke studie van alle mogelijkheden maken. De datasheet alleen is al ruim 900 pagina’s lang.

De PL10 is een eerste nieuwe microcontroller-serie, want naar verluidt verwacht Microchip de komende 12…18 maanden meer nieuws uit te brengen. Van instapmodellen tot AI-compatibele componenten staan er op stapel om te voldoen aan de veranderende marktvraag.