Caratteristiche del microcontrollore IoT
Perché sono necessari nuovi microcontrollori per l'IoT?
Ogni giorno nelle case, negli uffici, negli ospedali, nelle fabbriche e in migliaia di altri luoghi compaiono nuovi dispositivi che fanno parte dell'Internet delle cose (IoT). È chiaro che devono essere collegati a internet e che una grande quantità di dati grezzi deve essere raccolta, archiviata ed elaborata nel cloud. Molti microcontrollori utilizzati in questo processo non sono stati prodotti per essere utilizzati per le applicazioni IoT, ma sono stati aggiornati o riutilizzati. Ciò comporta inevitabilmente l'assenza di funzioni essenziali per i dispositivi IoT.
Caratteristiche e requisiti dei microcontrollori IoT
Le caratteristiche specifiche di un microcontrollore dipendono ovviamente dall'applicazione esatta, ma la capacità di base di connettere i dispositivi al cloud e di trarre il massimo beneficio da una connessione internet a livello di dispositivo è la stessa per ogni applicazione IoT. Per questo motivo, ci sono alcuni requisiti e caratteristiche che accomunano tutte le classi di dispositivi IoT.
Basso consumo energetico
Molti dispositivi IoT sono alimentati da batterie ricaricabili. I progettisti si preoccupano di massimizzare il tempo di funzionamento tra una ricarica e l'altra, mantenendo le dimensioni e il costo della batteria il più basso possibile. Anche nel caso di dispositivi alimentati dalla rete elettrica, una buona efficienza energetica aiuta nella gestione termica e permette al progettista di mantenere basse le dimensioni e il costo di componenti come i dissipatori di calore.
Elevata potenza di calcolo
In molti casi, la connessione a internet viene utilizzata per generare e utilizzare i dati. A questo scopo, i dispositivi IoT sono dotati di numerosi sensori e dispositivi di input. Inoltre, gli utenti richiedono sempre più interfacce simili a quelle degli smartphone, con display grafici e riconoscimento tattile. Queste caratteristiche richiedono una notevole potenza di calcolo, un requisito che di solito è in conflitto con il desiderio di un basso consumo energetico.
Sicurezza
Quando operano su Internet, i dispositivi IoT devono mantenere la privacy degli utenti, proteggersi dagli attacchi, verificare le identità e impedire l'accesso non autorizzato o la modifica dei dati. I requisiti di sicurezza di un dispositivo IoT sono quindi molto più elevati rispetto a quelli normalmente richiesti a dispositivi analoghi non connessi a internet.
Interfacce
Le interfacce come USB ed Ethernet sono comuni nei microcontrollori e nei processori più vecchi. Tuttavia, molti nuovi dispositivi IoT richiedono una connessione radio. In questo caso, le tecnologie standardizzate Bluetooth Low Energy (BLE) e WiFi si sono rivelate le preferite, in quanto supportate da miliardi di smartphone e tablet PC già esistenti.
Conclusione
Il microcontrollore è il cuore di un dispositivo IoT e definisce le funzioni e le proprietà del prodotto finale IoT. A causa della varietà di requisiti, le vecchie famiglie di microcontrollori sono adatte solo in modo condizionato alle applicazioni IoT. Sono state progettate per dispositivi ottimizzati per il basso consumo energetico o per le alte prestazioni, ma non per entrambi. Anche le caratteristiche di sicurezza dei vecchi microcontrollori sono limitate. I progettisti di dispositivi IoT devono quindi prevedere nei loro dispositivi IoT, oltre al microcontrollore, anche componenti di sicurezza discreti come circuiti integrati di autenticazione e processori crittografici. Inoltre, per le interfacce sono comunemente necessari altri componenti discreti. Ciò comporta per i progettisti lo svantaggio di un gran numero di componenti e di un PCB di grandi dimensioni, oltre a ulteriori compromessi tra prestazioni e consumo energetico.
Per ottenere le migliori caratteristiche per il progetto, invece, si dovrebbero utilizzare microcontrollori IoT appositamente costruiti.
Esempi di microcontrollori IoT: Cycpress PSoC® 6
PSoC® 6 colma il divario tra i processori applicativi costosi e affamati di energia e i microcontrollori (MCU) a basso consumo. L'architettura MCU PSoC 6 a bassissimo consumo fornisce la potenza di elaborazione necessaria ai dispositivi IoT ed elimina i compromessi tra prestazioni e potenza. L'MCU PSoC 6 incorpora un'architettura dual-CPU con entrambe le CPU su un singolo chip. Dispone di un Arm ® Cortex ® -M4 per le attività ad alte prestazioni e di un Arm Cortex-M0 + per le attività a basso consumo. Grazie alla sicurezza integrata, il tuo sistema IoT è protetto.
Programmatore per la famiglia di microcontrollori PSoC® 6 di Cypress
Per dotare i microcontrollori IoT della tua specifica applicazione, è necessario un programmatore dedicato.
