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HMI-Entwicklung

8 bit MCU mit Sicherheitsfunktionen und PTC

6. Mai 2020, 10:25 Uhr | Markus Haller

Die AVR DA Mikrocontrollerfamilie wurde für die Entwicklung von Touchbedienungen in Industrie- und Konsumelektronik konzipiert und stellt erweiterte Sicherheitsfunktionen bereit.

Microchip hat seine 8 bit AVR-Mikrocontroller um ein Derivat mit zusätzlichen Sicherheitsfunktionen und Peripheral Touch Controller erweitert.

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Die neuen AVR DA Mikrocontroller sollen die Entwicklung von Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMIs) mit Touchbedienung vereinfachen. Integrierte Sicherheitsfunktionen erleichtern laut Microchip den Zertifizierungsaufwand der Endanwendung. Dazu gehören Power-On-Reset, Brown-Out-Erkennung und die Überwachung des Spannungspegels. Eine zyklische Redundanzprüfung (CRC) stellt sicher, dass der Anwendungscode im Flash-Speicher gültig ist, um ein unbeabsichtigtes und möglicherweise unsicheres Verhalten der Anwendung zu vermeiden.

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PTC entlastet CPU

Die Touch Controller sind als Teil der Peripherie von der CPU entkoppelt. Über ein Event-System können Peripherie-Funktionsblöcke direkt miteinander kommunizieren, ohne Rechenlast an die CPU zu verteilen. Das bietet Vorteile für Embedded-Echtzeitsteuerungen und verkürzt die aktive Zeit der CPU. Die Stromaufnahme des HMI-Systems lässt sich damit reduzieren.

Die Logikperipherie ist frei konfigurierbar. Über sie können logische Funktionen intern eingerichtet werden, sodass dafür keine externen Bausteine erforderlich sind. Über einen 12-bit-Differential-A/D-Umsetzer werden Signale mit kleiner Amplitude auch in störbehafteten Umgebungen eindeutig erfasst. Damit eignen sich die MCUs, um Sensoren für raue und EMV-belastete Umgebungen zu konstruieren.

Die MCUs unterstützen CPU-Geschwindigkeiten bis 24 MHz über den gesamten Versorgungsspannungsbereich, bieten bis zu 128 KB Flash-Speicher, 16 KB SRAM und 512 Byte EEPROM, einen 12-Bit-Differential-A/D-Umsetzer, einen 10-Bit-D/A-Umsetzer, Analogkomparatoren und Nulldurchgangsdetektoren. Der PTC (Peripheral Touch Controller) unterstützt bis zu 46 eigenkapazitive und 529 gegenkapazitive Touch-Kanäle, mit denen sich Tasten, Slider, Wheels, Touchpads und kleinere Touchscreens umsetzen lassen. Außerdem lassen sich Gestensteuerungsfunktionen für Konsum- und Industrieanwendungen sowie für Fahrzeuge erstellen.

Entwicklungsunterstützung

Für die HMI-Entwicklung stehen als Softwaretool MPLAB X, MPLAB Xpress und Atmel Studio zur Verfügung. Als Code-Konfigurationstools können MCC und START genutzt werden, als Compiler GCC und XC8. Eine für funktionale Sicherheit zertifizierte Version des XC8-Compilers ist über das Functional-Safety-Ready-Programm von Microchip erhältlich. Hardware-Unterstützung ist in Debuggern/Programmern enthalten, darunter sind das MPLAB PICkit 4, MPLAB SNAP, Atmel ICE und das Curiosity Nano-Evaluierungskit AVR128DA48.