Okiem eksperta – nowoczesne procesory ARM i pamięci do zaawansowanych systemów wbudowanych

Zdecydowana większość mikrokontrolerów z rdzeniem ARM jest przeznaczona do zasilania napięciem 3,3 V lub niższym. Jakie najważniejsze korzyści dają projektantom mikrokontrolery Nuvoton dostosowane do pracy z zasilaniem 5-woltowym?

1. Większa kompatybilność i elastyczność projektowania. Mikrokontrolery NuMicro® Nuvoton obsługują zasilanie napięciem 5 V, co ułatwia ich integrację z istniejącymi systemami przemysłowymi i wbudowanymi. Dzięki zakresowi napięcia roboczego od 1,8 do 5,5 V oferują one wszechstronne opcje projektowe, zwłaszcza w systemach mieszanych napięć obejmujących także obwody 3,3-woltowe.

2. Zwiększona odporność na zakłócenia i wyższa niezawodność. Mikrokontrolery NuMicro® Nuvoton obsługują sygnały 5-woltowe, zapewniając lepszą odporność na zakłócenia w systemach przemysłowych, automatykce i urządzenaich domowych. Mikrokontrolery Nuvoton nie tylko zapewniają wyższą odporność na awarie przy zasilaniu 5 V, ale oferują także zabezpieczenia ESD spełniające wymogi modelu HBM do 8 kV, co przekłada się na większą stabilność i skuteczniejszą ochronę przeciwprzepięciową w środowiskach o dużych wahaniach napięcia.

3. Możliwość bezpośredniego sterowania. Opisywane procesory mogą bezpośrednio sterować elementami o relatywnie wysokim napięciu pracy, takimi jak niektóre diody LED, a nawet przekaźniki czy silniki, bez dodatkowych obwodów dopasowujących poziom sygnałów, co upraszcza projekt i zmniejsza całkowity koszt BOM.
Mikrokontrolery NuMicro® Nuvoton to kompleksowe portfolio produktów z obsługą zasilania 5 V, począwszy od 8-bitowych 8051, poprzez NuMicro® Cortex®-M0, Cortex®-M23, aż po Cortex®-M4 MCU. Tak szeroki wachlarz architektur spełnia potrzeby różnorodnych aplikacji. Mikrokontrolery te zapewniają wysoką kompatybilność, dużą odporność na zakłócenia i zwiększoną niezawodność w różnych scenariuszach aplikacyjnych. Upraszczają projektowanie poprzez bezpośrednie zasilanie urządzeń wysokonapięciowych, zapewniając stabilność pracy w zmiennych środowiskach, przy jednoczesnym obniżeniu ogólnych kosztów implementacji. Ponadto Nuvoton oferuje szeroką gamę produktów na napięcia rzędu 3,3 V i niższe, dostarczając zwiększoną wydajność, aby sprostać różnorodnym wymaganiom rynku.

Które z mikrokontrolerów dostępnych w ofercie Nuvoton oferują największe możliwości konstruktorom urządzeń o rozbudowanych funkcjonalnościach analogowych?

Seria NuMicro® M2L31 bazuje na rdzeniu Arm® Cortex®-M23 o architekturze Armv8-M z jednocyklowym, sprzętowym mnożnikiem/dzielnikiem. Układy pracują z częstotliwością taktowania do 72 MHz i oferują od 64 do 512 kilobajtów pamięci ReRAM, od 40 do 168 kB pamięci SRAM, napięcie robocze od 1,71 V do 3,6 V, temperaturę pracy od –40°C do 105°C, szeroki wybór obudów oraz doskonałą odporność na wyładowania elektrostatyczne do 4 kV (wg modelu ESD HBM) oraz do 4,4 kV (EFT). Seria ta jest idealnym wyborem do sterowania silnikami, urządzeniami peryferyjnymi PC, produktami związanymi z automatyką przemysłową czy systemami zarządzania bateriami.

W zakresie analogowej funkcjonalności seria M2L31 oferuje:

• do trzech wzmacniaczy o programowalnym wzmocnieniu (PGA),
• trzy analogowe komparatory wejściowe typu rail-to-rail,
• jeden 24-kanałowy, szybki, 12-bitowy przetwornik ADC SAR 3,6 MSps,
• do dwóch 12-bitowych przetworników C/A 1 MSps,
• do 16 kanałów obsługujących niezależne, pojemnościowe przyciski dotykowe.

Oprócz wysoce zintegrowanych MCU z funkcjami analogowymi Nuvoton oferuje również samodzielne komponenty do obsługi funkcji analogowych, które można sparować z różnymi typami mikrokontrolerów. Warto tutaj wspomnieć o układzie NAU7802 – precyzyjnym, 24-bitowym przetworniku ADC delta-sigma o niskim poborze mocy, osiągającym ENOB na poziomie nawet do 23 bitów.

Fotografia 1. Zestaw ewaluacyjny NuMaker-M55M1

Jakie narzędzia programowe i sprzętowe oferuje firma Nuvoton deweloperom zainteresowanym szybkim rozpoczęciem pracy z aplikacjami przetwarzania brzegowego na bazie procesorów z serii NuMicro® M55M1?

Nuvoton oferuje kompleksowy ekosystem sprzętu i oprogramowania w celu przyspieszenia rozwoju i testowania aplikacji przetwarzania brzegowego. Poniżej znajduje się przegląd narzędzi programistycznych Nuvoton umożliwiających szybkie i wydajne wdrażanie rozwiązań typu edge computing opartych na NuMicro® M55M1.

Płytka rozwojowa NuMaker-M55M1

Kluczowe parametry kontrolera NuMicro® M55M1:

• Rdzeń:
  
  • Arm® Cortex®-M55 taktowany zegarem do 220 MHz
• Pamięć:
  
  • Do 2 MB pamięci Flash i 1,5 MB pamięci SRAM
• Możliwości AI:
  
  • Zintegrowana jednostka przetwarzania neuronowego Arm Ethos®-U55 (micro-NPU)
• Bezpieczeństwo:
  
  • Arm® TrustZone® i zaawansowane funkcje bezpieczeństwa umożliwiające tworzenie bezpiecznych środowisk wykonawczych.
• Interfejsy peryferyjne:
  
  • HyperBus, Ethernet, High-speed USB, CAN FD, I³C, ACMP i inne.

Cechy płytki rozwojowej NuMaker-M55M1

Pełna obsługa wszystkich możliwości M55M1, dzięki czemu zestaw idealnie nadaje się do opracowywania aplikacji z użyciem sztucznej inteligencji i przetwarzania brzegowego.
Firma Nuvoton oferuje do płytki NuMaker-M55M1 przykładowe programy i zestaw narzędzi programistycznych, co znakomicie upraszcza naukę i przyspiesza czas realizacji projektów.

NuEdgeWise: Embedded Machine Learning Training Tool

NuEdgeWise to specjalnie zaprojektowane narzędzie szkoleniowe do uczenia maszynowego, dostosowane do urządzeń wbudowanych. Umożliwia szybkie tworzenie wysokowydajnych modeli AI i płynne wdrażanie ich na wbudowanych platformach sprzętowych. Narzędzie zostało zaprojektowane tak, aby było przyjazne dla użytkownika, umożliwiając programistom – nawet tym bez wcześniejszego doświadczenia specjalistycznego w zakresie sztucznej inteligencji – szybkie rozpoczęcie pracy.

• Przetwarzanie danych i ich adnotacja (etykietowanie):
  
  • Obsługuje różne typy danych, w tym obrazy, dźwięk i sygnały z czujników.
  • Oferuje intuicyjny interfejs upraszczający adnotacje i zarządzanie danymi.
• Generowanie modeli uczenia maszynowego:
  
  • Nie wymaga kodowania, modele mogą być generowane i optymalizowane za pomocą jednego kliknięcia.
  • Obsługuje różne zadania AI, takie jak klasyfikacja, regresja i wykrywanie anomalii.
• Optymalizacja i wdrażanie:
  
  • Zgodność z formatem TensorFlow Lite w celu łatwego wdrożenia.
  • Zoptymalizowany pod kątem mikrokontrolerów Cortex-M i Cortex-A w celu zrównoważenia wydajności i zużycia energii.
  • Zawiera kompleksowe zestawy SDK i szczegółową dokumentację techniczną ułatwiającą rozwój.

Jeffery Lin
Sales Representative, EMEA Sales Department
Nuvoton Technology Corporation Taiwan