Firmware - Maggio 2013 - N°88 - (Page 7)

di progettazione Carrellata di circuiti e idee per stimolare la mente del progettista… di MARIO ROTIGNI limentazione, generatore del clock e circuito di reset sono gli elementi base e più critici di qualsiasi applicazione a microcontrollore. Da essi dipendono non solo il corretto funzionamento dell’applicazione, ma anche la sua affidabilità nel tempo. Problematiche come lo start-up time vanno investigate per garantire che l’oscillatore sia stabile prima che il microcontrollore sia pronto per leggere le prime istruzioni dalla memoria programma. Altre circuiterie possono essere critiche per la “missione” affidata al nostro micro, pensiamo ad esempio a catene di misura via ADC o linee di comunicazione. Alimentazione, clock e reset hanno la peculiarità di A essere sempre presenti, in qualche forma, a volte parzialmente integrati nel microcontrollore stesso. Ci concentriamo qui sul generatore di clock, in particolare sul semplice circuito di oscillatore Pierce (vedi Fig. 1), comunemente usato a tale scopo, con un quarzo e due condensatori di carico a completare l’amplificatore invertente sempre integrato nel microcontrollore. L’Application Note in Ref. [1] e` molto interessante perché più che concentrarsi sul principio di funzionamento, pure importante ma più spesso trattato, descrive come dimensionare e verificare a fondo il proprio oscillatore. L’AN parte dalla identificazione delle condizioni di funzionamento del circui- Figura 1: Tipico Circuito oscillatore per microcontrollori. to, fornisce consigli sulla selezione dei componenti ed affronta un argomento raramente trattato, un approfondito collaudo e caratterizzazione del suo comportamento. Le seguenti specifiche devono essere tipicamente definite, come minimo, per l’applicazione ed il suo oscillatore generatore di clock: - Tensione di funzionamento nominale, minima e massima accettabili. - Temperatura di funzionamento nominale, minima e massima cui l’applicazione potrà trovarsi esposta. - Frequenza nominale e potenza dissipata. - Valore dei condensatori di carico dell’oscillatore. E’ interessante analizzare la relazione tra frequenza e potenza dissipata. La dissipazione di potenza è direttamente proporzionale alla frequenza operativa in tecnologie CMOS, anche se non necessariamente con relazioni lineari. Anche la potenza impiegata dall’oscillatore aumenta con la frequenza, portando quindi a desiderare di lavorare a frequenze minori possibili compatibilmente con le esigenze funzionali. La frequenza di lavoro effettiva della CPU è normalmente ottenuta da moltiplicatori di frequenza a PLL integrati, evitando nella maggior parte dei casi di avere oscillatori operanti direttamente ad alta frequenza. Almeno nell’uso di risuonatori, esiste un limite inferiore, stimabile intorno a 4 MHz, al di sotto del quale può rendersi necessario usare un pilotaggio più robusto con conseguente aggravio del consumo di corrente. Ref[1] propone due procedure per la scelta dei condensatori di carico. Tra queste, quella basata sulla minimizzazione del consumo dell’oscillatore è particolarmente attraente per la sua FOCUS ON SKILLS INSIDE TOOLS ANALOG TIPS’N TRICKS MARKET NEWS SPOTLIGHT EVENTS ZAPPING MEMBERSHIP http://www.elettroshop.com/smart

Tabella dei contenuti per la edizione digitale del Firmware - Maggio 2013 - N°88

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FOCUS on Progettazione a virgola mobile con Vivado HLS di Xilinx
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Il protocollo RTPS Per le applicazioni real-time
Sistemi operativi realtime: quale scegliere?
INside USB: Note tecniche
SPOTlight
Ricetrasmettitore RS485 μModule
Nuovi prodotti wireless da Microchip
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