101 SMR: Seminario de Microcontroladores de 16-bits

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101 SMR:
Seminario de
Microcontroladores
de 16-bits
http://www.ibars.com
© 2005 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved.
Slide 1
Agenda










Introducción a Microchip
Introducción a los Microcontroladores de 16 bits
(MCU) & Controladores de Señales Digitales (DSC)
Diagramas a bloques de los MCU/DSC de 16 bits
Características del “Core” en los dispositivos de 16
bits
Periféricos en la familia de 16 bits
Soporte de Software para la familia de 16-bits
MCU/DSC
Herramientas de Desarrollo para la familia de 16-bits
MCU/DSC
Aplicaciones con PIC24F
Aplicaciones con PIC24H
Aplicaciones con dsPIC33F
101SMRRev G
Slide 2
Introducción a Microchip
Slide 3
Quien es Microchip?

Microchip es un proveedor líder en
Semiconductores, con sus líneas
de productos Analógicos,
Microcontroladores y Memorias
EEPROM.







Ventas por
$1.04B
En 2006
La sede de Microchip esta en
Chandler, Arizona,
Fundada en 1989
~ 4,600 empleados en todo el mundo
Certificado en los Sistemas de Calidad
ISO/TS-16949:2002
> 45 oficinas de ventas en todo el
mundo
Sitios de Manufactura: Tempe,
Arizona; Gresham, Oregon; Bangkok,
Thailand
Centros de Diseño: Bangalore, India;
Lausanne, Suiza; Mountain View,
California; Chandler, Arizona
101SMRRev G
Slide 4
Liderazgo Sostenido en 8-bits
1991
No. Rank
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
1992
Rank
1993
Rank
1996
Rank
1998
Rank
2001
Rank
2003-05
Rank
2006
Rank
Motorola
Intel
Motorola
Intel
Motorola
NEC
Motorola
NEC
Motorola
NEC
Motorola
Hitachi
Motorola
Renesas
Microchip
Freescale
Philips
Mitsubishi
NEC
Hitachi
Toshiba
Siemens
TI
Matsushita
National
SGS-Thomson
Ricoh
MHS
IIT
Sharp
Fujitsu
Oki
Zilog
Sony
Philips
NEC
Mitsubishi
Hitachi
Toshiba
TI
SGS-Thomson
Matsushita
Siemens
National
Ricoh
MHS/Temic
Sharp
Zilog
Oki
Microchip
Fujitsu
IIT
Philips
Hitachi
Mitsubishi
Intel
Toshiba
Matsushita
TI
Siemens
Ricoh
SGS-Thomson
Microchip
Sharp
Oki
Zilog
National
Fujitsu
Sanyo
Aony
Philips
Hitachi
Mitsubishi
Toshiba
Matsushita
SGS-Thomson
Intel
Microchip
Siemens
Fujitsu
TI
Sony
Zilog
Sharp
Temic
Sanyo
National
Oki
ST-Micro
NEC
Microchip
ST-Micro
Philips
Toshiba
Atmel
Matsushita
Sanyo
Samsung
Mitsubishi
Infineon
Sony
TI
Fujitsu
Sunplus
Zilog
Novatek
Micronas
Microchip
NEC
ST-Micro
Atmel
Toshiba
Philips
Fujitsu
Infineon
Sanyo
Samsung
Matsushita
Sony
Sunplus
Micronas
Novatek
Intel
Holtek
Winbond
Renesas
NEC
St-Micro
Atmel
Toshiba
Philips
Sony
Samsung
Fujitsu
Matsushita
Micronas
Holtek
Sanyo
Infineon
Cypress
Winbond
Zilog
Sunplus
Philips
Hitachi
Mitsubishi
Microchip
Toshiba
Siemens
TI
Fujitsu
Sanyo
Matsushita
Atmel
Zilog
Sharp
Sony
Intel
National
LG Semi
55,000
Clientes a
Nivel Mundial
23 Microchip
Based on dollar shipment volume 1991-2006, Source: Dataquest and Microchip
101SMRRev G
Slide 5
Introducción a los
Microcontroladores de 16
bits (MCU) & Controladores
de Señales Digitales (DSC)
Slide 6
INTEGRACION
Familia de 16-bits
Familias
DSC
(MCU+DSP)
dsPIC33F
40 MIPS
18 – 100 pines
Hasta 256 KB Flash
dsPIC30F
30 MIPS
18 – 80 pines
Hasta 144 KB Flash
PIC24H
40 MIPS
28 – 100 pines
Hasta 256 KB Flash
PIC24F
16 MIPS
28 –100 pines
Hasta 128 KB Flash
PIC10, PIC12,
PIC16: 5 MIPS
6 – 64 pines
< 16 KB Flash
PIC18
10 MIPS
18 – 100 pines
Hasta 128 KB Flash
Familias
MCU
DESEMPEÑO
101SMRRev G
Slide 7
Cuatro Opciones de
Desempeño en 16-Bits
Soluciones con
Microcontroladores
Soluciones de
Microchip
en 16-Bits
PIC24F
16 MIPS
PIC24H
40 MIPS
Bajo Costo
3.3 Volts
Alto Desempeño
3.3 Volts
Migración de PIC18 Compite con 32-bits
Mas Memoria
DMA
Mas Periféricos
Mas Desempeño
que ARM7
Soluciones con
Controladores de Señales Digitales
dsPIC30F
30 MIPS
5 Volts
Instrucciones
de DSP
5-Volts
dsPIC33F
40 MIPS
Alto Desempeño
3.3 Volts
Instrucciones de DSP
Rápidas Operaciones
Matemáticas
DMA
Desempeño Medido en MIPS & Cálculos Matemáticos Adicionales
En las 4 Familias de Productos (código compatible)
101SMRRev G
Slide 8
Diagramas a bloques
de los MCU/DSC de 16
bits
Slide 9
Familia PIC24F
INTRC w/PLL
16 – 128 KB
Flash Memory
WDT & Pwr Mgmt.
4 – 8 KB
500 Ksps 10b ADC
Data Memory
Memory Bus
16 x 16b W
Register Array
17b x 17b
Multiply
Address
Generator Unit
JTAG
Interface
Multi-bit
Shifter
Input Capture
Peripheral Bus
Interrupt
16b ALU
Control
Interrupt
Control
16 MIPS 16-bit Core
(5) 16b/32b Timers
Output Compare/PWM
(2) UART w/LIN & IrDA®
(2) SPI
Peripheral Pin Select
(2) Comparators
(2) I²C™
CRC
Real Time CC
PMP
28 - 100-pin Packages
101SMRRev G
Slide 10
Familia PIC24H
12 – 256 KB
Flash Memory
1 – 16 KB
Data Memory
INTRC w/PLL
8 Channel
(3-9) 16b/32b TimersYY
DMA
WDT & Pwr Mgmt.
Memory Bus
16 x 16b W
Register Array
17b x 17b
Multiply
Address
Generator Unit
JTAG
Interface
Multi-bit
Shifter
Peripheral Bus
Interrupt
16b ALU
Control
Interrupt
Control
40 MIPS 16-bit Core
1.1 Msps 10b ADC
500 Ksps 12b ADC
(1-2) UART w/LIN & IrDA®
(1-2) I2C™
(1-2) SPI
Input Capture
Output Compare/PWM
(0-2) ECAN™
101SMRRev G
Slide 11
Familia dsPIC30F
INTRC w/PLL
12 - 144 KB
0.5 - 8 KB
1 - 4 KB
Flash Memory
Data Memory
EEPROM
(2-5) 16b/32b Timers
WDT & Pwr Mgmt.
1 Msps 10b ADC
Memory Bus
16 x 16b W
Register Array
17b x 17b
Multiply
Dual AGU
X&Y
JTAG
Interface
Barrel
Shifter
DSP Engine
Dual 40b
Accumulators
Peripheral Bus
16b ALU
Interrupt
Control
30 MIPS 16-bit Core
-or- 200 Ksps 12b ADC
(1-2) I2C™
(1-2) SPI
Input Capture
Output Compare/PWM
(0-2) CAN™
Codec I/F
MC PWM
MC QEI
101SMRRev G
Slide 12
Familia dsPIC33F
INTRC w/PLL
12 – 256 KB
Flash Memory
1 – 30 KB
Data Memory
8-channel
(3-9) 16b/32b Timers
DMA
WDT & Pwr Mgmt.
(1-2) 1.1Msps 10b ADC
Memory Bus
Peripheral Bus
Interrupt
Control
40 MIPS 16-bit Core
(1-2) 500Ksps 12b ADC
(1-2) I2C™
16b ALU
16 x 16b W
Register Array
17b x 17b
Multiply
Dual AGU
X&Y
JTAG
Interface
Barrel
Shifter
(0-2) ECAN™
DSP Engine
Dual 40b
Accumulators
(4-8) MC PWM
(1-2) SPI™
Input Capture
Output Compare/PWM
Codec I/F
MC QEI
101SMRRev G
Slide 13
Características de los
Dispositivos de 16-bits
Slide 14
Agenda

Memoria de Programa (FLASH)
 CodeGuard™
 Programación

Memoria de Datos (RAM)
 Visibilidad de la Memoria de Programa
(PSV, por las siglas en Ingles)



Sistema de Interrupciones Predecible
Oscilador con Estructura Flexible
Grupo de Instrucciones Optimizado
101SMRRev G
Slide 15
Organización de la FLASH
Reset Vector





Hasta 256 KB de
Memoria de Programa
Vectores para
Interrupciones
Tabla de apuntadores
Visibilidad de la
Memoria de Programa
Memoria EEPROM
(Solo en dsPIC30F)
Trap and
Interrupt
Vectors
0x000000
0x000004
0x000200
Flash Program
Memory
(up to 88K
Instructions)
Reserved
Data EEPROM
(4K Bytes)
0x02ABFE
0x7FF000
Reserved
0xFFFFFE
101SMRRev G
Slide 16
CodeGuard™
dsPIC® DSC o PIC24H
Memoria de Programa
Organización de Segmentos
0x000000
Privilegios Altos
Boot Segment (BS)
Store Secure Bootloader,
Boot ISR, Authentication /
Encryption / Decryption
Utilities, Keys etc.
Secure Segment (SS)
Store special algorithm code,
restricted third-party IP,
small look-up tables, secure
ISR
General Segment (GS)
0x02ABFE
Store Peripheral drivers &
ISR, Large look-up tables,
I/O interface code, own IP
etc.
Segmento de
Memoria
Configurable.
Opciones para
protección de
código en cada
segmento.
Privilegios Bajos
101SMRRev G
Slide 17
Memoria de Programa (FLASH)
Modos de Programación
 Programación Serial In-Circuit (ICSP™):
Los dispositivos pueden ser programados
in-circuit
Muy útil para combinar programación y
prueba final
 Auto-programación:
Los dispositivos pueden programar su
propia memoria de programa
Muy útil en actualizaciones remotas
 Interfase JTAG
Boundary scan
Programación por medio de archivos con
Formato de Vectores Seriales (SVF)
101SMRRev G
Slide 18
Memoria de Datos - Ejemplo





2 KB de espacio
para SFR
Hasta 28 KB de
memoria de datos
Espacio X, Y para
operaciones DSP
2 KB de memoria
de doble puerto
(DMA)
Memoria de datos
extendida
utilizando el PSV
MS Byte
Address
0x0001
16-bits
SFR Space
LS Byte
Address
0x0000
0x0800
0x0801
X Data Space
28 KB
Y Data Space
0x8001
DMA Space
0x7800
0x8000
32 KB
Program Space
Visibility (PSV)
0xFFFF
101SMRRev G
0xFFFE
Slide 19
Visibilidad de la Memoria de
Programa
Puede accesar 32KB de Memoria de Programa como un segmento
de la Memoria de Datos
15
0
SFR Space
0x0000
0x0000
23
15
0
0x1234
0x1234
0x000000
0x001000
Pagina 1
Data Memory
0x008000
0x5678
0x5678
0x009000
Pagina 2
0x8000
0x010000
0x9000
0xABCD
0xABCD
32 KB
Program Space
Visibility (PSV)
0x011000
Pagina 3
0x018000
0xFFFE
Memoria de Datos
Memoria de Programa
101SMRRev G
Slide 20
Sistema de Interrupciones





Hasta 118 Vectores de Interrupción
8 Vectores para Interrupciones no-enmascarables
Manejo de prioridades Flexible
Soporte de interrupciones anidadas
Atención rápida : entrar(5 ciclos) / salir (3 o 7 ciclos)
RETURN
IRQ7
IRQ7
7 cycles
5 cycles
RETURN
IRQ4
7 cycles
5 cycles
RETURN
IRQ1
3 cycles
IRQ4
IRQ1
main()
CPU EXECUTION TRACE
101SMRRev G
Slide 21
Sistema de Oscilador
Flexible
Opciones para el reloj del sistema





Manejo flexible del reloj para cubrir un varios requerimientos
Oscilador interno RC de alta frecuencia
Control flexible del reloj del CPU y Periféricos
Monitoreo del reloj principal
Conmutación entre las diferentes opciones de reloj
Internal Low Freq. RC
Calibrated
Internal High Freq. RC
EC Clock
OSC1
OSC2
SOSCI
XT, HS
Primary
Xtal OSC
PLL
or bypass
and
Clock
Divide
System
Clock
32 kHz
Timer1 Xtal
OSC
SOSCO
101SMRRev G
Slide 22
Instrucciones Optimizadas para
la Eficiencia del Compilador de C

Palabra de instrucción de 24-bits

PIC24 – 76 instrucciones

dsPIC® DSC – 84 instrucciones (mismas 76 + DSP)

La mayoría de las instrucciones se ejecutan en 1
ciclo

Soporta instrucciones de tres operándos:


A=B+C
A=B-C

A=B×C
A=B÷C

A = B .AND. C
A = B .XOR. C
La eficiencia para generación de código ha sido
mejorada.
101SMRRev G
Slide 23
Compilador de C Optimizado
EEMBC Industry-standard Benchmarks, Automotive Suite
Relativo al tamaño de código
179%
Aplicaciones de 16-bit
(~ 40 KB código)
153%
Aplicaciones de 32-bit
(~ 50 KB código)
148% 149%
143% 148%
171%
148%
130%
123%
106%
109% 111%
109%
100%
112%
100%
101SMRRev G
Slide 24
Infineon C16X
TI 320C24x
Renesas H8S
Freescale HC12
Freescale 5683xx
ARM7
Renesas M16C
ARM7-Thumb
dsPIC® DSC/PIC24
Infineon C16X
TI 320C24x
Freescale 5683xx
Renesas H8S
ARM7
Freescale HC12
Renesas M16C
ARM7-Thumb
dsPIC® DSC/PIC24
81%
Periféricos
16-bit
Slide 25
Agenda






Puerto Paralelo Maestro (PMP)
Reloj de Tiempo Real (RTCC)
Selector de terminales (PPS)
Acceso Directo a Memoria (DMA)
Convertidor DAC de 16-bit Delta
Sigma
Fuentes de Poder Inteligentes
101SMRRev G
Slide 26
Puerto Paralelo Maestro –
PMP
Graphics LCD
Read, Write, Enable
Up to 2 Chip Select
PIC24FJ128GA010
Periféricos
paralelos
Up to 16-bit Address
8- or 16-bit DATA
101SMRRev G
Slide 27
Reloj de Tiempo Real RTCC

RTCC
 Horas, Minutos y Segundos

Formato de 24-horas
 Calendario:


Día de la semana, día, mes, y año
Años 2000 a 2099 con corrección para el año
bisiesto
 Alarma Configurable


0.5s, 1.0s/m, 10s/m, 1hr, 1d, 1sem, o 1mes
Repetir n veces o Repetir infinitamente
 Calibración Digital (Hasta 260 ppm)
101SMRRev G
Slide 28
Reloj de Tiempo Real - RTCC
Calibración
SOSCI
32 kHz
Timer1 Xtal
OSC
Prescaler
SOSCO
0.5s
RTCC
Contador
RTCC
Salida
Comparador
Contador de
Repetir
Alarma
Interrupciones
101SMRRev G
Calendario
Año
Mes
Día
Hora
Minutos
Segundos
Día de la Semana
Alarma
Mes
Día
Hora
Minutos
Segundos
Slide 29
Peripheral Pin Select

Que es …
 Consiste de un switch que permite al usuario seleccionar
los pines de salida de las funciones digitales.



Multiplexa 26 (o mas) funciones digitales de entre 26 pines (o
menos).
Permite el uso optimo de los periféricos en la tablilla
Minimiza el tamaño del empaquetado y el costo del
microcontrolador.
 Permite el redireccionamiento del pin vía software

Que no es …
 No es un método para lograr la compatibilidad de pines
 Las entradas analógicas y de funciones especiales son
fijas.
101SMRRev G
Slide 30
Antes del Peripheral Pin
Select

Aplicación






Bloques de pines de
funciones multiplexadas




101SMRRev G
UART1 y SPI1
2 Comparadores y 1 SPI
25 pines disponibles

64 KB Flash, 8 KB RAM
2 ch A/D, Ext. VREF
2 Comparadores
UART x 2, I2C, SPI x 2
4 Entradas/Salidas Digitales
Necesitaba dispositivos de
un numero mayor de pines
O realizar la función SPI por
software
Slide 31
Después del Peripheral Pin Select

Aplicación






Es realmente mas fácil




64 KB Flash, 8 KB RAM
2 ch A/D, Ext. VREF
2 Comparadores
UART x 2, I2C, SPI x 2
4 Entradas/Salidas Digitales
Asignar Pines
Analógicos
Asignar Periféricos
Digitales a los Pines RPx
Asignar Puertos
Soportado
gráficamente con VDI
¡¡Empaques mas pequeños, diseños simples, y un menor costo!!
101SMRRev G
Slide 32
Acceso Directo al Controlador de
Memoria




Modos flexibles de operación, cubriendo gran diversidad de
requerimientos.
Bus dedicado para MAC y para SRAM
Permite el flujo simultaneo de Datos del CPU y DMA
Mas operaciones realizadas por ciclo




Permite que el CPU atienda de forma eficiente mas periféricos de
entrada y salida
Simplifica la implementación de múltiples canales de periféricos de
entrada y salida
Mejora el determinismo y la latencia de otras tareas de los periféricos
de entrada y salida
El DMAC y los periféricos pueden estar activos en algunos modos
de bajo corriente.
DPRAM
Peripheral
DMAC
CPU
101SMRRev G
Slide 33
16-bit Delta Sigma DAC





Diseñado para Aplicaciones de Audio
Resolución de 16-bit (14-bit exactitud)
100 Ksps sampling rate
Interfaz DMA
+/- 1V swing around mid-point output
DAC Diagrama Bloques
Data_in
256x
Interpolator
Noise
Shaper
Analog
Reconstruction
Filter
101SMRRev G
Amp
Out
Out
Slide 34
Periféricos de Fuentes de
Poder Inteligentes

Componentes Periféricos de Fuentes Inteligentes



Control Configurable

Controla la coordinación entre los comparadores,
PWM, y ADC

Ejecuta tiempos precisos de conversión de los
ADC.

Provee control seguro (fail-safe)
Desarrollado con un sólido entendimiento de
SMPS.

ADC, PWM, Comparadores & Control Configurable
Experiencia probada en desarrollo y entrega de
productos a la Industria de la conversión de
energía.
101SMRRev G
Slide 35
16-bit MCU/DSC
Soporte de SW
Slide 36
Librerías de Soporte
Descripción
Software
Notas de
App
PICtail™
Plus
Librería MPLAB® C30 Math
C30
N/A
N/A
Librería de Periféricos
C30
N/A
N/A
Sistema de Archivos FAT16
Agosto 07
Agosto 07
N/A
Interfaz SD/MMC
Disponible
AN1003
AC164122
Interfaz CF
Agosto 07
Agosto 07
Sep 07
TCP/IP (Microchip)
Disponible
AN833/870
AC164123
Triple DES / AES
Disponible
AN1044
N/A
IrDA® Stack (Microchip)
Disponible
AN1071
AC164124
ZigBee™ Stack
Disponible
AN965
AC163027-4
MiWi™ Stack
Disponible
AN1066
AC163027-4
N/A
N/A
AC164126
Disponible
N/A
AC164125
Mayo 07
AN643
AC164125
Agosto 07
Agosto 07
Agosto 07
Proto PICtail™ Plus Daughter Board
G.711 Codificación/Decodificación de Voz
IMA ADPCM Sp. Codificación/Decodificación
(AN643)
Soporte de Librerías Graficas con el Modulo PMP
101SMRRev G
Slide 37
Librerías
®
dsPIC
DSC
Descarga gratuita
Audio
Descripción
Software
Supresión de Ruido

Cancelación de ECO Acústico (AEC)
Cancelación de ECO lineal (LEC)
DSP
Voz
Reconocimiento de Voz
d
n
u
a
s it

e
c
e
®
IC
P
s 






G.726A Codificación/Decodificación de Voz


DSP




Digital Filter Design Tool


Digital Filter Design Lite




n
.
d
SPEEX Codificación/Decodificación de Voz
it
s
e
dsPICworks™ tool
c
e
.n
U
,
to
s
ae
d
U
i
S
Soft Modem – V.32bis
101SMRRev G
C
S
D
dsPIC® DSC
Slide 38
Librerías 3ª Partes 16-bit
RTOS
Libreria/Nombre de la Herramienta
dsPIC30F
dsPIC33F
PIC24H
PIC24F
CMX-Tiny+




CMX-RTX




CMX-Scheduler




Micrium - µCOS II




freeRTOS™




Segger – embOS




CQ2, 07
CQ2, 07
CQ2, 07
CQ2, 07
OsCAN (Vector-Informatik)



TCP/IP (CMX)



CANbedded (Vector-Informatik)



Segger – emWIN




RamTeX – GUI Lib




Graph. Conn.
Express Logic - Thread X
101SMRRev G

Slide 39
16-bit MCU/DSC
Herramientas de
Desarrollo
Slide 40
Agenda de Herramientas de
Desarrollo

MPLAB® Ambiente Integrado de
Desarrollo
 RTOS
 MATLAB

Depuradores y Emuladores
 MPLAB ICD 2 LE
 MPLAB ICD 2
 MPLAB REAL ICE


Tarjetas/Demos de Desarrollo
Herramientas 3as Partes
101SMRRev G
Slide 41
MPLAB® Ambiente Integrado
de Desarrollo
Herramientas de
Lenguaje
• MPLAB ASM30
Herramientas de
Depurar
• SW Simulador
• MPLAB LINK30
• MPLAB LIB30
• MPLAB ICD 2
• MPLAB REAL ICE™
• Tarjetas de Evaluación
3ª Partes
C Compiladores
• MPLAB C30
• HI-TECH
• IAR
• CCS
Utilerías y SW
• Editor Integrado
• Boot Loader
• Admo de Proyectos
• Librerías
Programadores
Soporte de SW
• PM3 Programador
• BP Microsystems
• Data I/O
• CMX RTOS
• Librerías
• Drivers de
Dispositivos
• MATLAB
101SMRRev G
Slide 42
Fondo de MPLAB® IDE
101SMRRev G
Slide 43
MPLAB® Soporte para RTOS

Pantalla para ver las funciones de RTOS
 CMX Scheduler o Tiny+
 FreeRTOS™
 Micrium uC/OS II
101SMRRev G
Slide 44
MPLAB® Soporte para
MATLAB

MPLAB IDE integración por Plug-in





Creación de Blockset
Los primeros 4 blocksets desarrollados



Lanzar MATLAB del menú de herramientas “tools”
Genera e importa códigos fuente MATLAB C
Genera automáticamente la librería del proyecto con archivos
de MATLAB.
dsPIC33F UART, SPI, PWM and ADC
Complemento total de dsPIC33F blocksets planeado
La próxima etapa de integración con MPLAB IDE


Retroalimentación de sistema en tiempo real

Se pueden exportar datos a MATLAB para comparar los
resultados de un proyecto contra datos actuales de un
modelo en especifico.
Se puede evaluar en Simulink también
101SMRRev G
Slide 45
®
MPLAB
ICD 2 LE
Depurador









Disponible solamente durante
seminarios de Microchip, MASTERs, y
RTC.
Completamente compatible con MPLAB
IDE
Parece al ICD 2 a MPLAB
Incluye ejecutar, detener, paso-a-paso,
y modificación de memoria
Comunicación y alimentación vía USB
No utilizar para alimentar la tarjeta de
evaluación
Soporte para 6-pines ICSP™
Paquete fino y atractivo
Opción: AC164110 ICSP-RJ11
adaptador ($9.99 )
101SMRRev G
Slide 46
MPLAB® ICD 2
Depurador








Funciona bajo MPLAB IDE
Programa todas las partes de la
familia dsPIC®
Usa el interfaz serie o USB al PC
Programa el Flash
Paso-a-paso
Varios breakpoints avanzados:
 Programa
 Data
 Pass count
Bajo costo (~ $160)
60,000 ya vendidos
101SMRRev G
Slide 47
MPLAB® REAL ICE™


También disponible:
MPLAB REAL ICE Performance Pak –
LVDS Alta Velocidad Interfaz
101SMRRev G
Todas las
características
básicas de un
emulador
Características
avanzadas:
 Monitoreo de
variables en
tiempo real
 Trace
 Stopwatch
 Breakpoints
complejos
 Logic probes
Slide 48
Soporte de Hardware y Aplicación
Tarjeta Explorer 16
IrDA PICtail Plus
Daughter Board
Descripción
AN1003
PICtail™
Plus

AN965/AN1066

TCP/IP (Microchip)
AN833

IrDA® Stack (Microchip)
AN1071

Speech Playback
AN643

N/A

SD/MMC Interfaz
Protocolo ZigBee™ / MiWi™
Proto PICtail ™ Plus
Nota aplicación
101SMRRev G
Slide 49
Tarjeta dsPICDEM 1.1 Plus–
DM300024
Características:





Soporta todos los
productos de 16-bit
Soporte interno: CAN, SPI &
2 UARTs
Codec Si3000 con entrada/
salida de micrófono y
bocina/parlante
LCD de 122 x 32 píxeles
Funciona con MPLAB® ICD
2 y REAL ICE™
Ideal para:

Todos clientes menos los
que trabajan con control de
motores.
101SMRRev G
Slide 50
16-bit 28-pines Tarjeta de
Desarrollo Básico – DM300027
Características:





Soporta los productos de 16-bit
con 28 pines
USB interfaz al PC
LEDs, interruptores y
potenciómetros
Conector de expansión para
entradas y salidas del dsPIC
Funciona con MPLAB® ICD 2,
MPLAB REAL ICE™ y PICkit™ 2
Ideal para:

Todos clientes incluidos los que
trabajan con control de motores
101SMRRev G
Slide 51
dsPICDEM™ SMPS Buck Tarjeta
de Desarrollo – DM300023
Características:





Soporta la familia
dsPIC30F SMPS
Incluye 2 Convertidores
Synchronous Buck
LEDs, interruptores y
potenciómetros
Conector de expansión
para entradas y salidas
del dsPIC
Funciona con MPLAB®
ICD 2 y MPLAB REAL
ICE™
Ideal para: Evaluación y Educación
101SMRRev G
Slide 52
Tarjetas de Evaluación para Control
de Motores con dsPIC® DSC
dsPIC33F Herramienta
dsPIC30F Herramienta
Ideal para:
Características:


Controla todos tipos de motores:
3-phase, 1-phase AC Induction
Brushless DC


Solución completa:
Controlador + Modulo de Fuente + Motor
Diseñadores de control de motores
Y también para clientes
desarrollando:
Fuentes inteligentes, invertidores,
UPS, PFC
101SMRRev G
Slide 53
Herramientas de Software 3ª
Partes 16-bit
IDE
IAR Embedded
Workbench
Compiler
IAR
C/EC++
RTOS
Tiny, RTX
& Scheduler
Micrium
uC/OS-II
HI-TECH
High-tide
C v9.60
CCS
C Windows IDE
embOS
C
101SMRRev G
Green Hills
Thread X
Slide 54
Aplicaciones con
PIC24F
Slide 55
PIC24F Estudio de
Aplicaciones


Aplicación: Consola de sistema de
seguridad
Requerimientos:






Red inalámbrica segura propietaria
Interfaz para notificar vía Ethernet o teléfono
Características de seguridad y para uso privado
Interfaz simple para el usuario
Capacidad para el archivo de actividades
Escalabilidad
101SMRRev G
Slide 56
Red Inalámbrica Propietaria

Protocolo MiWi™




Free
AES de 128-bit para transmisión segura
Soporta las topologías Estrella y Mesh
Máximo número de nodos es 1024
Disponible con la nota de aplicación AN1066
OSC1
Aplicación
Del cliente
PIC24F
OSC1
CLKOUT
GPIO
CS
SO
SI
SI
SO
SCK
MiWi™
GPIO
INT0
MRF24J40
OSC2
SCK
RESET
INT
101SMRRev G
Slide 57
Posibilidad de enviar
mensajes

Una conexión Ethernet nos permite
 Conectividad vía E-mail (protocolo
SMTP)
 Escalabilidad con monitorización remota
PIC24F S
P
I
101SMRRev G
Slide 58
Módulos del Stack TCP/IP
Página web- Estado y Control
Free
Aplicación
Transporte
Envío de Emails
HTTP
(3.7K bytes)
SMTP
(3.8K bytes)
DHCP
(1.9K bytes)
TCP
(11.5K bytes)
DNS
(1.5K bytes)
UDP
(2K bytes)
Acceso a Internet
& Red
IP (874 bytes), ARP (896 bytes)
Parte física
Ethernet – ENC28J60 (3.8K bytes)
101SMRRev G
Slide 59
Seguridad e interfase del
Usuario

Interfase Gráfica al Usuario ( LCD Gráfico
+ Pantalla Táctil)
 Facilidad para soportar teclado múltiple
 Conexión sencilla
 Librería Gráfica disponible de Microchip,
Ramtex y Segger
PIC24F P
M
P
RD/WR, EN and A0
8-bit DATA
2 Dig I/O, 2 A/D Ch
101SMRRev G
Slide 60
Librería Gráfica de
Microchip



Resolución hasta 320x240 (QVGA)
Free
Máximo 16-bit o 65K colores
Objetos 2D : Línea, círculo, texto, rectángulo,
polígono, barra, etc


Objetos 3D : Botón, Panel, Ventana, Grupos de
Cajas, Slider etc




Tamaño librería ≈ 9 KB Flash, RAM- 24 bytes
Tamaño librería ≈ 10 KB Flash, RAM- 24 bytes
Imágenes, animación
Pantalla Touch Resistiva
Disponibilidad durante el MASTERs (Agosto
07) en USA
101SMRRev G
Slide 61
Otras prestaciones

Registro eventos
 Módulo Reloj en tiempo real (RTCC) para
impresión tiempo
 Almacenaje de variables en flash
mediante emulación de eeprom


CRC por hardware nos permite
chequear la integridad de la memoria
de programa
Módulo PWM usado para generar
alarmas
101SMRRev G
Slide 62
Necesidades de la
aplicación

Periféricos








2 x SPI, 1 x UART para depurar
PMP (puerto paralelo maestro)
1 x PWM
RTCC, CRC
I/O- 11, canales analógicos A/D – 2 canales, 2 Interrupciones
Pines usados 43 (oscilador incluido, alimentación y masa aparte )
Aprox 81 KB memoria de programa
Aprox 1.3 KB memoria RAM


PIC24FJ96GA006
Flash: 96K, 8K RAM
64pines
Incrementando el número de nodos en el sistema nos obligará a
aumentar las necesidades de RAM (preferible 4K+)
MIPS de pico- 12
Alta integración a un precio correcto
101SMRRev G
Slide 63
Estudio de la aplicación con
el PIC24F

Consola Sistema Seguridad usando las
tarjetas Explorer 16 y PICtail™ Plus
101SMRRev G
Slide 64
Aplicaciones con
PIC24H
Slide 65
Resumen de la aplicación
PIC24H


Aplicación: Monitor Parámetros
Electricos
Requerimientos:








Medición parámetros eléctricos con precisión
Comunicación vía Ethernet
Operación local y remota
Diseño modular y actualizable remotamente
LCD fácil de utilizar y amigable
Mensajes de voz
Comunicación opcional RS-232 o RS-485
Escalable para añadir nuevas prestaciones
101SMRRev G
Slide 66
Monitor Parámetros
Eléctricos Diagrama
Bloques
Va
Vb
Vc
Voltaje
XMFR
Ia
Ib
Ic
Corriente
XMFR
PIC24HJ256GP206
Filtraje y
amplificación
(MCP6022)
MCP1047A
Sensor
temperatura
ADC
ADC
Oscilador
Interno
calibrado
VDD
PGC
Librería
Periféricos
ADC
PGD
3.3V
TC1263
LDO
Vin
ICSP
MPLAB ® ICD 2,
MPLAB REAL ICE ™
o 3ª partes
SOSCI/
SOSCO
32KHz
XTAL
UART
RS-232
Transceiver
Reloj en tiempo
real
Bootloader
LEDs
GPIO
teclado
CN/
GPIO
Actualización
En campo
G.711
PWM
Servidor
WEB
GPIO
SPI
LPF
ENC28J60
Cliente
Finish
101SMRRev G
Slide 67
TCP/IP Stack Modules
Servidor página Web – Status y
Control
Free
Aplicación
Transporte
HTTP
(3.7K bytes)
SMTP
(3.8K bytes)
DHCP
(1.9K bytes)
TCP
(11.5K bytes)
DNS
(1.5K bytes)
UDP
(2K bytes)
Internet y acceso
A la red
IP (874 bytes), ARP (896 bytes)
Capa física
Ethernet – ENC28J60 (3.8K bytes)
Return
101SMRRev G
Slide 68
Monitorización Remota

Una conexión Ethernet facilita:
 Capacidad acceso remoto a las variables eléctricas
 Diagnóstico On-line

Completa solución con el Stack TCP/IP de
Microchip
PIC24 MCU
or
dsPIC® DSC
20 MHz
Return
101SMRRev G
Slide 69
Alarma AudibleMensajes vocales




Reproducción audible mensajesalarmas
Útil para diagnósticos y monitorización
local/remota
Librería ITU-T G.711 encoder/decoder
Utilidad de PC para grabar mensajes
LPF/
Acondicionador
señal
LPF
Salida
A/D
DCI
Codec
PWM
Return
101SMRRev G
Slide 70
PWM y Filtro Paso Bajo

Características del PWM
 Señal de audio muestreada a 8 Khz
 Frecuencia del PWM de 32 KHz
 El Filtro Paso Bajo integra la salida del PWM:
VOUT = VDD × TonPWM

TonPWM (PWM duty cycle time): Ton = (VIN/VMAX) ×
Tonmax



VIN = Valor discreto de la muestra de señal de audio
VMAX = Valor máximo posible de la muestra
Características del Filtro Paso Bajo




Filtro Paso Bajo Chebyshev de 4º orden
Frecuencia de corte a 3dB de 4 KHz
Atenuación en banda rechazada de 60dB
Implementado con opamp MCP6022
101SMRRev G
Return
Slide 71
Librería de Periféricos
Una forma rápida de empezar
una aplicación










Convertidores A/D 10-bit y 12-bit
UART, SPI, I²C™ e Interfaz para
Codec
PWM y QEI para Control de Motor
CAN y ECAN
Temporizadores
Captura de eventos
Generación eventos
PMP (Puerto Paralelo Maestro)
RTCC (Reloj y Calendario en
Tiempo Real)
CRC
101SMRRev G



+ de 500 funciones
Soporta los PIC24 y
los dsPIC®
Una sola librería,
Un sólo archivo
header para una
fácil interfaz de
programación
Return
Slide 72
Requisitos de la aplicación
Función
PM
DM
MIPS
G.711
3 KB
129 KB
29 KB
0.5 KB
2 KB
0.6 KB
6
~3
Sistema + Tareas 12 KB
1.7 KB
1
Proyecto total
4.8 KB
10
(1 KB/seg para voz)
Web Server
(incluye paginas html)
173 KB
101SMRRev G
Slide 73
Demo con el PIC24H

Ethernet + TCP/IP
 Monitorización remota de la potencia
 Capacidad de control remoto
 Diagnósticos on line

G.711 Vocoder para reproducción vocal
 Mensajes audibles de alarma

Medidas del sensor
 Mensajes audibles de alerta de temperatura
101SMRRev G
Slide 74
Aplicaciones con
®
dsPIC DSC
Slide 75
®
dsPIC
Aplicación
DSC
Control de Motor
Aplicación: electrodomésticos y
electrónica de consumo










Requisitos
Soluciones
Control sin sensores
Control de par y de flujo
Par máximo al arrancar
Velocidad variable
Protección sobrecorrientes
Control trifásico
Medida de corriente bajo costo
LCD para interfaz de usuario
Monitorización remota
Estimación de la posición
Control por campo mag.
Referencia externa del par
Librería de control PID
Entradas fault al módulo PWM
Periférico PWM (MC)
Opciones de disparo del ADC
E/S de propósito general
RS-232/485
101SMRRev G
Slide 76
Diagrama Bloques
Control de Motor
 Reducción del costo eliminado sensores
 Mejora funcional y par de respuesta
PWM Control Motor
1.1 MSPS 10-bit ADC
Interfaz QEI
Captura eventos
Monitorizción
Remota
dsPIC3xF
VDD
RS232/485
Transceiver
Librería
Periféricos
Start/
Stop
PGC
Librería C.Motor
CN
ref
V
ADC
FOC
 
+V
ADC
PGD
3-Phase
Inverter
PWM0
PWM1
PWM2
PWM3
PWM4
PWM5
+
Estima pos.
Y velocidad.
FLTA
MPLAB ® ICD 2,
MPLAB REAL ICE ™
O 3as partes
M
+
+
sobrecorriente
Ia
Iq ref
I
GPIO
ICSP™
PID
+V
Control
Par
VIN
LDO
UART
+V
Control
Velocidad
+V
ADC
Ib
Finish
101SMRRev G
Slide 77
Librería Control de Motor
Control de Motores
Descarga Gratuita
Descripción
Software
Nota
aplicación
Control de BLDC sin sensores usando dsPIC30F6010
Disponible
AN901
Control de BLDC sin sensores usando dsPIC30F2010
Disponible
AN992
Control de BLDC con sensores usando dsPIC30F2010
Disponible
AN957
Control sinusoiddal de motores PMSM con los dsPIC30F
Disponible
AN1017
Control Vectorial de motores ACIM con los dsPIC30F
Disponible
AN908
Introducción al control de ACIM usando dsPIC30F
Disponible
AN984
Control de motores BLDC sin sensores utilizando BEMF
Disponible
AN1083
Control con shunt dual sin sensores para motores PMSM
utilizando FOC
Disponible
AN1078
Corrección factor de potencia con dsPIC® DSC
En Desarrollo
En Desarrollo
Control de motores ACIM utilizando FOC sin sensores
En Desarrollo
En Desarrollo
Return
101SMRRev G
Slide 78
®
dsPIC
Aplicación
DSC
Contador Eléctrico Digital

Requisitos:








Medidas de alta fiabilidad
Comunicación Ethernet
Operación local y remota
Display LCD de fácil de lectura
Procesado de señal opcional
Interfaz serie opcional (RS-232/485)
Mensajes audibles opcionales
Diseño modular y actualizable en campo
101SMRRev G
Slide 79
Diagrama Bloques
Contador Eléctrico Digital
dsPIC33FJ128GP206
V, I
Amplificador
De señal
16-bit
ADC
SPI
Oscilador
Interno
calibrado
VDD
3.3V
TC1263
LDO
PGC
ICSP™
PGD
MCP1047A
Sensor
temperatura
VIN
MPLAB ® ICD 2,
MPLAB REAL ICE ™
O 3ª partes
Librería DSP
ADC
FFT
LEDs
GPIO
Teclado y
botones
CN/
GPIO
Speex
UART
PWM
RS-232
Transceiver
Actualización
de firmware
LPF
DAC
Futuro Periférico
Servidor
WEB
SPI
ENC28J60
Cliente
GPIO
Finish
101SMRRev G
Slide 80
Diagnósticos On-line

Ventajas de una conexión Ethernet :




Monitorización remota de energía
Diagnósticos On-line
Actualización remota de firmware
Solución completa con el Stack TCP/IP de
Microchip
PIC24 MCU
or
dsPIC® DSC
20 MHz
Return
101SMRRev G
Slide 81
Mensajes y alarmas audibles




Librería codificación-decodificación Speex
Mayor compresión que G.711, luego menores
requisitos de memoria de almacenamiento
Reproducción de mensajes y alarmas audibles
Útil para diagnósticos y monitorización local/remota



Codificador
Decodificador
19 MIPS
33 KB Flash PM
5.4 KB RAM
3 MIPS
11 KB Flash PM
4 KB RAM
LPF/
Conditioning
A/D
DCI
LPF
Output
Codec
PWM
Return
101SMRRev G
Slide 82
Librería DSP

53 funciones

PSV (Soporta el
Program Space
Visibility)

Una sola librería,
Un sólo archivo
header para una
fácil interfaz de
programación
101SMRRev G
Slide 83
Prestaciones DSP: Resultados
normalizados del Benchmark™ BDTI
Ciclos
2.5
2
Microchip dsPIC33F
(40 MHz)
1.5
TI C24x/C24xx
(40 MHz)
Freescale
56F83xx (56000E)
(60 MHz)
1
0.5
0
Vector Dot
Product
Real Block
FIR
Two BiQuad IIR
Control*
* Optimizado para memoria, el resto optimizado para velocidad
Resultados © 2007 Berkeley Design Technology, Inc. Contacto [email protected] para información.
101SMRRev G
Slide 84
Resultados Comparativos del
desempeño normalizado DSP - BDTI™
Tiempo de Ejecución (Mientras mas bajo mejor)
2.5
2
Microchip dsPIC33F
(40 MHz)
1.5
TI C24x/C24xx
(40 MHz)
Freescale
56F83xx (56000E)
(60 MHz)
1
0.5
0
Vector Dot
Product
Real Block
FIR
Two-Biquad
IIR
Control*
* Optimizado para memoria; las demás comparaciones optimizadas para velocidad.
Results © 2007 Berkeley Design Technology, Inc. Contact [email protected] for info.
101SMRRev G
Return
Slide 85
Requisitos
Función
PM
DM
MIPS
Speex
4 KB
3
(1 KB/seg para voz)
11 KB
40 KB
FFT
Web Server
0.3 KB
29 KB
1.5 KB
0.6 KB
8
N/A
Sistema + Tareas 12 KB
0.2 KB
1
Proyecto total
6.3 KB
~15
(incluye paginas html)
93 KB
101SMRRev G
Slide 86
dsPIC33F Demo

Ethernet + TCP/IP permite:
 Monitoreo a control remoto
 Manejo a control remoto
 Diagnósticos on line

Speex Vocoder para Mensajes Audibles
 Mensajes de Alarma mediante modulación
de ancho de pulso PWM

Procesamiento de Señales Extendido
 Análisis de señal ampliado
 Monitoreo Remoto de calidad de señal
101SMRRev G
Slide 87
16-bit MCU/DSC
Conclusión
Slide 88
Una Arquitectura,
Varias Soluciones
Mismo
Arquitectura
Grupo de
Instrucciones
Herramientas
de SW
Desempeno
Herramientas
de HW
dsPIC33F
dsPIC30F
PIC24H
El mas Alto desempeño
16-bit MCU
PIC24F
El mas Económico
16-bit MCU
Librerías
de SW
Empaquetado
El mas alto desempeño
16-bit MCU + DSP
Periféricos
101SMRRev G
Slide 89
Soluciones
Una Arquitectura,
Varias Soluciones
Poder Digital
Control
de Motores
Voz
CAN
Ethernet
Desempeño
Sensores
dsPIC33F
dsPIC30F
PIC24H
16-bit MCU
PIC24F
El mas Económico
16-bit MCU
USB
Automotriz
16-bit MCU + DSP
Productos
de Consumo
Industrial
101SMRRev G
Slide 90
Ventajas de la Familia de 16
bit (MCU y DSC)
Ventajas de Microchip - Migración Ventajas De Microchip – Servicio,
Soporte

Bajo Riesgo en el ambiente de
desarrollo
 Calidad y Entrega Confiables

Bajo Costo Total del Sistema
 Soporte Técnico Sobresaliente

Reduce el tiempo de desarrollo
101SMRRev G
Slide 91
Recursos Adicionales
16-bit MCU/DSC
Slide 92
●
●
●
Localidades en las Ciudades
Metropolitanas en las Americas,
Europa, y Asia
Clases Accesibles de un día o
medio día incluyendo
Arquitectura PIC24/dsPIC® DSC y
periféricos
Entrenamientos Programados en
nuestra pagina WEB
www.microchip.com/RTC
101SMRRev G
Slide 93
Microchip’s Regional
Training Centers

Practicas medio día y día completo


¡Sin interrupciones!
Localizados en varias ciudades del mundol

Mas de 60 localidades y continuamos creciendo




Entrenamiento en el lenguaje local
Entrenamiento enfocado en las áreas de interés
Actualmente se ofrecen mas de 19 clases diferentes


37 - América, 23 - Asia, 8 - Europa
Se incrementan rápidamente
Entrenamiento económico con expertos



Grupos pequeños
Computadoras y herramientas de desarrollo proporcionadas por
Microchip
Algunas clases ofrecen descuento en Tarjetas de Evaluación y
Herramientas de Desarrollo
101SMRRev G
Slide 94
¿Necesita Ayuda?
Si vive aquí, tiene Soporte Técnico las 24
horas del día,
los 7 días de la semana
www.microchip.com/support
101SMRRev G
Slide 95
Libros de 16-bits
Lucio DiJasio
“Programming 16-bit Microcontrollers in
C – Learning to Fly the PIC24”
Creed Huddleston
“Intelligent Sensor Design - Using the
Microchip dsPIC®”
101SMRRev G
Slide 96
¿Preguntas?
The Microchip name and logo, the Microchip logo, Accuron, dsPIC, KeeLoq, microID, MPLAB, PIC, PICmicro, PICSTART, PRO MATE, PowerSmart, rfPIC and SmartShunt are
registered trademarks of Microchip Technology Incorporated in the U.S.A. and other countries.
AmpLab, FilterLab, Migratable Memory, MXDEV, MXLAB, SEEVAL, SmartSensor and The Embedded Control Solutions Company are registered trademarks of Microchip
Technology Incorporated in the U.S.A.
Analog-for-the-Digital Age, Application Maestro, CodeGuard, dsPICDEM, dsPICDEM.net, dsPICworks, ECAN, ECONOMONITOR, FanSense, FlexROM, fuzzyLAB, In-Circuit Serial
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