Un nuevo tipo de dispositivos de 32 bits tiene como objetivo apoderarse de la sustanciosa cuota de mercado que tradicionalmente corresponde a los dispositivos de 16 bits, ofreciendo nuevas posibilidades para el Internet de las Cosas y haciendo posibles sistemas más inteligentes y eficientes energéticamente. Bee Thakore, Technical Marketing Manager de Farnell element14, examina los avances más recientes de la industria.

Para descubrir lo que influye en los fabricantes de microcontroladores, debemos analizar los controladores regionales y los controladores para aplicaciones específicas.   Según el estudio más reciente de IHS iSuppli sobre el mercado de los microcontroladores en China, las principales áreas de crecimiento son el procesamiento de datos (con una tasa de crecimiento anual compuesto del 12%) y las aplicaciones de microcontroladores (con una tasa de crecimiento anual compuesto del 7%), y los mercados de automoción industrial y electrónica lideran este crecimiento a medida que los fabricantes de automotores nacionales e internacionales amplían su capacidad de producción en China.

Los diseñadores han sido testigos de una mayor oferta de núcleos de 32 bits patentados con microcontroladores basados en procesadores ARM Cortex, y ya no se ven restringidos a tan sólo unos pocos proveedores de arquitecturas patentadas. Se ha desarrollado un amplio y creciente ecosistema en torno a los microcontroladores basados en procesadores ARM, incluyendo herramientas de terceros para compiladores, sistemas operativos en tiempo real, software y gráficos LCD, entre otros. Debido a la necesidad de controladores e impulsado por el éxito de los núcleos ARM Cortex, el segmento de 32 bits es el área de más rápido crecimiento del mercado de los microcontroladores. Los ingenieros se ven tentados a cambiar sus diseños de 8 y 16 bits por las nuevas familias de microcontroladores basados en Cortex-M3 y -M0.

Alimentando el Internet de las Cosas
ARM anunció la arquitectura “Flycatcher” en marzo de 2012, sugiriendo que los refrigeradores y otros electrodomésticos, equipos médicos, medidores de energía e iluminación de hogar y oficina se verán beneficiados al poderse conectar entre sí para formar sistemas distribuidos inteligentes. Flycatcher, cuyo nombre oficial es Cortex-M0+, está diseñado específicamente para dispositivos que no pueden conectarse a la red eléctrica y deben funcionar con pilas. La arquitectura Cortex–M0+ ha sido diseñada para ofrecer a los fabricantes de chips una forma de construir microcontroladores que requieren “potencia ultra baja” pero tienen la capacidad de procesar 32 bits.

Las CPU de núcleo Cortex-M0+ miden tan sólo un milímetro cuadrado, y los microcontroladores utilizan cerca de un tercio menos de energía que sus predecesores, que ofrecían sólo 8 y 16 bits de capacidad. Se han diseñado para ser un componente de poca pérdida que ofrece larga vida de la pila en modo standby o de espera, durando así años en vez de meses.
Los dispositivos que incorporan tal rendimiento en cuanto a conectividad y larga vida útil pueden conformar una parte integral de los sistemas de energía más inteligentes, formando una “respuesta de diseño” en la que pueden encenderse o ponerse
en standby, ayudando así a resolver los altibajos de la demanda energética.
En la actualidad se estima que existen 12.500 millones de dispositivos conectados a Internet, un promedio de dos por persona, y muchos de estos son teléfonos y ordenadores. En 2025, según Cisco, habrá un billón de esos dispositivos. ARM esperaba que los microcontroladores se vendieran entre 13 y 20 peniques cada uno, y cobrará a sus clientes una tarifa por regalías de entre 1% y 2% de ese precio además del coste de la licencia.

La gama Kinetis-L no pierde el tiempo
NXP Semiconductors y Freescale ya tienen licencias de la arquitectura Cortex-M0+. Freescale ha sido el cliente principal de M0+ con el lanzamiento de la gama Kinetis-L. Geoff Lees, Vicepresidente de ventas de microcontroladores industriales y multimercado de Freescale, ha dicho que el núcleo M0+ es “estratégicamente importante”. “Queremos ofrecerles a nuestros clientes de 8 y 16 bits una ventana al mercado de los 32 bits. Y el coste es un factor obligado para convencerlos de empezar la evaluación.”

El núcleo M0+ tiene 1,77CoreMark/MHz con una eficiencia energética de 42,14CoreMark/nA, y ambos valores son significativamente mejores que la competencia más cercana de 8 y 16 bits.

En los sistemas inteligentes distribuidos, como existen tantas interconexiones, la eficiencia energética en un dispositivo repetida en muchos otros ofrece ahorros significativos.

Mejoras a los procesadores Cortex-M0+
La familia Kinetis-L se fabrica usando la tecnología de procesamiento TFS de almacenamiento de película delgada de 90nm y bajo nivel de fuga de Freescale, y se ofrece con una amplia selección de densidades de memoria flash en chip, amplia conectividad analógica y opciones de periféricos que incluyen:
-    Proceso simultáneo en dos fases que permite una ejecución más rápida de instrucciones derivadas con menos ciclos de reloj y consumo energético mínimo.
-    Entre dos y diez veces mejor rendimiento que las arquitecturas de 8 y 16 bits.
-    Eficiencia energética líder en el mundo, maximizando la vida útil de la pila y permitiendo crear aplicaciones más pequeñas y livianas.
-    E/S de un solo ciclo y acceso a periféricos mejorando el tiempo de reacción a eventos externos.
-    Espacio de dirección lineal de 4GB, anulando los esquemas de páginas complejos y simplificando la arquitectura del software.
-    El búfer de micro seguimiento ofrece una solución económica y simple de depuración que permite identificar y corregir más rápidamente los errores sin la necesidad de recursos adicionales de E/S.

La información completa de los productos está disponible en http://bit.ly/FRDM-KL05Z

Autor:

Bee Thakore, European Technical Marketing Manager de Farnell element14

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