100MIPS w PQFP52 - mikrokontrolery SX w Internecie

P O D Z E S P O Ł Y

Elektronika Praktyczna 9/2001

Co w†SX-ie piszczy?

P r z e w i d y w a n y m p r z e z

firmÍ Ubicom podstawowym
rynkiem  dla  mikrokontrole-
rÛw  SX  jest  szeroko  rozu-
miana  telekomunikacja  i†jej
otoczenie,  w†tym  interfejsy
IrDA, lokalne hosty etherne-
towe,  a†takøe  internetowe
serwery rÛønych protoko³Ûw.

T w Û r c y p r e z e n t o w a n e j

rodziny mikrokontrolerÛw
poszli ostatnio modn¹ i†przy
tym skuteczn¹ drog¹ budo-
wania elastycznych architek-

r y f e r y j n y c h   ( z e s t a w i e n i e
w†tab.  1),  ktÛre  s¹  imple-
mentowane  w†stosunkowo
b a n a l n e j ,   l e c z   n i e z w y k l e
wydajnej architekturze.

Schemat blokowy mikro-

kontrolerÛw  SX18/20/28  po-
kazano na rys. 1. Poprawn¹
pracÍ stosunkowo z³oøonych
funkcjonalnie  modu³Ûw  Vir-
tual  Perpherial  zapewnia
wydajna  jednostka  centralna
mikrokontrolerÛw, ktÛra mo-
øe byÊ taktowania sygna³em
zegarowym  o†czÍstotliwoúci
do 100MHz. Poniewaø rdzeÒ
mikrokontrolerÛw  SX  jest
t y p u   R I S C ,   a † w y k o n a n i e
wiÍkszoúci  (za  wyj¹tkiem
skokÛw  warunkowych)  in-
strukcji  zabiera  tylko  jeden
takt  maszynowy,  maksymal-
na wydajnoúÊ tych niepozor-
n y c h

u k ³ a d Û w

s i Í g a

100MIPS.

Do niedawna

Scenix, teraz

Ubicom jest

producentem

niezwykle szybkich

mikrokontrolerÛw serii

SX, ktÛre pierwotnie

by³y traktowane jako

mocno przyspieszone

odpowiedniki

mikrokontrolerÛw

oferowanych przez

firmÍ Microchip.

Zmiana logo

spowodowa³a zmianÍ

strategii firmy, dziÍki

czemu za punkt

g³Ûwnego natarcia

producent obra³ rynek

szeroko rozumianej

telekomunikacji,

w†tym Internetu.

W†artykule

przedstawimy nieco

informacji

o†mikrokontrolerach

rodziny SX, a†takøe

ich niezwykle

spektakularn¹

aplikacjÍ: serwer

internetowy wielkoúci

paczki papierosÛw.

tur bÍd¹cych odpowiednika-
mi  SoC  (ang.  System-on-a-
Chip), czyli niezwykle elas-
tycznych  sprzÍtowo  uk³a-
dÛw, ktÛrych peryferia uøyt-
kownik moøe definiowaÊ sa-
modzielnie.  W†odrÛønieniu
od  wiÍkszoúci  dotychczas
oferowanych  uk³adÛw  SoC
i†PSoC (patrz artyku³ na str.
43),  Ubicom  zrezygnowa³
z†wyposaøania  swoich  mik-
rokontrolerÛw w†bogate zaso-
by konfigurowanego sprzÍtu,
ktÛry  zast¹piono  go  ogrom-
n i e   w y d a j n y m   r d z e n i e m
i†modu³ami  programowymi,
ktÛre  realizuj¹  odpowiednie
zadania.  Zastosowana  przez
Ubicoma  koncepcja  tworze-
nia  blokÛw  peryferyjnych
nosi firmow¹ nazwÍ Virtual
Peripherial  Concept.  W†jej
ramach  dostÍpne  jest  wiele
rÛønorodnych  modu³Ûw  pe-

W skład prezentowanego zesta−
wu wchodzą:

✗

płytka Ethernet SX Stack z mikro−
kontrolerem SX52,

✗

zasilacz sieciowy,

✗

kable połączeniowe UTP i RS232,

✗

CD−ROM z oprogramowaniem
i notami katalogowymi,

✗

podręcznik użytkownika.

P O D Z E S P O Ł Y

Elektronika Praktyczna 9/2001

U b i c o m n i e p o z b a w i ³

mikrokontrolerÛw SX wszys-
tkich  peryferiÛw.  S¹  one
bowiem  wyposaøane  w†8-bi-
towy  licznik-timer  z†8-bito-
wym preskalerem, watchodg,
komparator analogowy, gene-
r a t o r   s y g n a ³ u   z e r u j ¹ c e g o
wspÛ³pracuj¹cy z†kontrolerem
napiÍcia  zasilania,  wbudo-
wany generator RC o†progra-
mowanej  czÍstotliwoúci  pra-
cy.

Mikrokontrolery z†rodziny

SX mog¹ byÊ programowane
szeregowo  lub  rÛwnolegle,
przewidziano  takøe  moøli-
woúÊ programowania ich po
zamontowaniu  w†systemie
(ISP),  do  czego  s¹  wyko-
rzystywane  wyprowadzenia
uk³adÛw  s³uø¹ce do przy³¹-
czenia oscylatora kwarcowe-

go.  Programowanie  i†repro-
gramowanie  pamiÍci  progra-
mu w†systemie jest moøliwe
dziÍki temu, øe jest to no-
woczesna pamiÍÊ typu Flash
p r z y s t o s o w a n a   d o   p r a c y
z†niskim  napiÍciem  zasila-
nia.

Pierwotnie rodzina SX

sk³ada³a  siÍ  z†dwÛch,  na-
stÍpnie trzech typÛw mikro-
kontrolerÛw  (SX18/20/28),
rÛøni¹cych siÍ miÍdzy  sob¹
obudow¹  i†liczb¹  wyprowa-
dzeÒ.  Wraz  z†poszerzaniem
obszaru  aplikowania  tych
uk³adÛw  Ubicom  wdroøy³
d o   p r o d u k c j i   d w a   n o w e
m i k r o k o n t r o l e r y :

S X 4 8

i†SX52, ktÛre s¹ montowane
w † w i Í k s z y c h o b u d o w a c h
i†dysponuj¹ znacznie wiÍk-
sz¹ pamiÍci¹ programu i†da-

Rys. 2.

n y c h   S R A M .   Z e s t a w i e n i e
podstawowych  parametrÛw
mikrokontrolerÛw  SX  znaj-
duje siÍ w†tab. 2. Wszystkie
m i k r o k o n t r o l e r y   z a w a r t e
w † t a b .   2 † m o g ¹   p r a c o w a Ê
z † n a p i Í c i a m i

z a s i l a n i a

2,7..5V  (dla  czÍstotliwoúci
taktowania  32..50MHz),  lub
3 . . 5 V   ( d l a   m a k s y m a l n e j
c z Í s t o t l i w o ú c i   t a k t o w a n i a
50MHz).

SX w†Internecie

Najmodniejszym ostatnio

obszarem  stosowania  mikro-
kontrolerÛw s¹ rÛønego typu
aplikacje  internetowe.  T¹
úcieøk¹  poszli  takøe  projek-
tanci z†firmy Ubicom, ktÛrzy
opracowali  zestaw  ewalua-
c y j n y   z † m i k r o k o n t r o l e r e m
SX52, ktÛry po pod³¹czeniu
do  lokalnej  sieci  Ethernet
moøna wykorzystaÊ jako ser-
wer  stron  WWW  lub  jako

Tab. 2. Zestawienie podstawowych parametrów mikrokontrolerów SX.

Typ

Liczba

Maksymalna

Pojemność

układu

wypro−

I/O

częstotliwość

pamięci

wadzeń

taktowania

danych

programu

[MHz]

SRAM [b] Flash [ksłów]

SX18AC

136

SX18AC75

136

SX20AC

136

SX20AC75

136

SX28AC

136

SX28AC75

136

SX48BD

262

SX52BD

262

SX52BD75

262

SX52BD100

100

262

Rys. 1.

Tab. 1. Wykaz modułów Virtual
Peripherial oferowanych przez
firmę Ubicom dostępnych pod
adresem: http://www.ubicom.com/
software/library/index.html.

Nazwa

Dostępność

Komunikacja

PPP

UDP+

TCP/IP

HTTP+

SMTP+

POP3

Telefonia

Generator DTMF

Odbiornik DTMF

Demodulator FSK Bell202

−

Modulator FSK Bell202

−

Demodulator FSK V.23

−

Modulator FSK V.23

−

Detektor FSK V.23

−

Odbiornik Caller ID

−

Detektor dzwonka

−

Obróbka sygnałów

Gen. przebiegu sinusoidal.

8−bitowy przetw. A/C (

Σ−∆

)

8−bitowy przetw. C/A PFM

−

8−bitowy przetw. PWM

Interfejsy

Slave I

Master I

C multimaster

Podwójny I

C multimaster

Slave SPI/

wire

Slave SPI/

wire

UART

Podwójny UART

8−krotny UART

Interfejsy LCD

4−bitowy HD44780

8−bitowy HD44780

Inne

Timer 16−bitowy

Dekoder klawiatury 4x4

DFT

FFT

Procedury arytmetyczne

klienta  pocztowego,  za  po-
moc¹  ktÛrego  s¹  przesy³ane
e-maile.  Specjalnie  z†myúl¹
o†aplikacji  serwerowej  pro-
ducent opracowa³ dwa przy-

Elektronika Praktyczna 9/2001

P O D Z E S P O Ł Y

Rys. 4.

k³ady  zastosowania  p³ytki
demonstracyjnej,  moøe  ona
bowiem  spe³niaÊ  rolÍ  zdal-
nego  czujnika  temperatury
(okno strony WWW pokaza-
no  na  rys.  2),  moøna  j¹
takøe wykorzystaÊ jako zdal-
nie  sterowany  poprzez  sieÊ
w³¹cznik  diody  LED.  WiÍk-
s z o ú Ê   z a d a Ò   z w i ¹ z a n y c h
z†obs³ug¹ protoko³Ûw siecio-
wych  realizuj¹  bloki  wirtu-
alnych peryferiÛw opracowa-
nych  przez  Ubicoma,  nato-
miast  rolÍ  interfejsu  sprzÍ-
gaj¹cego mikrokontroler z†Et-
hernetem spe³nia  specjalizo-
w a n y

u k ³ a d

s c a l o n y

RTL8019AS.  Obs³ugÍ  proto-
ko³Ûw  sieciowych  TCP/IP
przez  mikrokontroler  zasto-
sowany w†zestawie zapewnia
jeden  z†wirtualnych  modu-
³Ûw peryferyjnych opracowa-
nych  przez  firmÍ  Ubicom
(UDP/PPP  Virtual  Periphe-
r i a l ) ,   k t Û r e g o   l o k a l i z a c j Í
w†warstwach sieci pokazano
na rys. 3.

N a p ³ y c i e w c h o d z ¹ c e j

w†sk³ad zestawu zgromadzo-
no szereg materia³Ûw katalo-
gowych  oraz  oprogramowa-
n i a ,   b a r d z o   p r z y d a t n y c h
podczas  zg³Íbiania  tajnikÛw
zestawu  Ethernet-SX  Stack.
SzczegÛlnie  przydatny  oka-

z a ³   s i Í   p r o g r a m
narzÍdziowy  NeX-
R a y   ( c o   p r a w d a
tylko  w†wersji  de-
monstracyjnej)  za
p o m o c ¹   k t Û r e g o
jest  moøliwe  mo-
nitorowanie  po³¹-
czenia  sieciowego,
jakie  znajduje  siÍ

w † k o m p u t e r z e   ( r y s .   4 ) .
W†przypadku  przeprowadza-
n i a   s a m o d z i e l n y c h   p r Û b
z†odmiennymi  niø  oryginale
stronami  WWW  pomocny
bÍdzie program umoøliwiaj¹-
cy za³adowanie niezbÍdnych
plikÛw do pamiÍci EEPROM
p³ytki demonstracyjnej, ktÛra
s³uøy jako ìmagazynî wzor-
c a   s t r o n y .   Z a w a r t o ú Ê   t e j
ìsztywnejî strony moøe byÊ
modyfikowana  przez  mikro-
kontroler zarz¹dzaj¹cy prac¹
zestawu  tylko  w†niewielkim
stopniu, co zosta³o podykto-
wane ograniczonymi rozmia-
rami pamiÍci.

Prezentowany przez nas

zestaw przeszed³ pomyúle
testy w†redakcyjnym labora-
torium, gdzie pe³ni³ rolÍ ze-
wnÍtrznego termometru...
Andrzej Gawryluk, AVT

Zestaw

prezentowany

w†artykule udostÍpni³a redak-
cji firma Memec sp. z†o.o.
oddzia³ Insight, tel. (32) 238-
03-60, www.atest.com.pl.

D o d a t k o w e i n f o r m a c j e

o † m i k r o k o n t r o l e r a c h   S X
i†prezentowanym  zestawie
s¹  dostÍpne  w†Internecie
p o d   a d r e s e m   w w w . u b i -
c o m . c o m   o r a z   n a   p ³ y c i e
CD-EP9/2001B.

Rys. 3.