L’approccio più comune nelle applicazioni IoT è di integrare un numero sempre maggiore di MCU nel sistema. Normalmente, i sistemi più avanzati includono un processore dedicato per gestire l’applicazione, un altro processore con funzione di hub per i sensori, un microcontrollore BLE separato per gestire la connettività wireless e, in molti casi, un circuito integrato PMIC per fornire in modo efficiente le tensioni di alimentazione richieste dalle MCU. Tuttavia, questo approccio si sta dimostrando insostenibile proprio per le applicazioni IoT, la cui crescente complessità è accompagnata dalla domanda di dimensioni ridotte e maggiore durata della batteria. “Si prevede che il numero di dispositivi IoT installati, a partire dal 2015, crescerà con un tasso annuo composto del 12 percento fino al 2030, quando raggiungerà oltre 80 miliardi di unità”, ha affermato Julian Watson, analista principale per il settore IoT presso Omdia. “Per sostenere questo tasso di crescita è necessario aggiungere a questi dispositivi nuove funzionalità, migliorandone nello stesso tempo l’efficienza, in modo che gli utenti finali apprezzino il loro valore e la convenienza”.
Le caratteristiche del microcontrollore di Maxim
Il microcontrollore MAX32666, ultimo arrivato della famiglia DARWIN di Maxim Integrated, riduce il fattore di forma e il footprint, consentendo ai progettisti di dispositivi IoT di risparmiare sui costi della distinta base utilizzando un numero di componenti inferiore rispetto a quelli attualmente richiesti. Ad assorbimento ultraridotto, la MCU è basata su un dual core Arm® Cortex®-M4, con unità in virgola mobile a singola precisione (FPU) e Bluetooth Low Energy 5.2 (BLE 5.2), ed estende la durata della batteria combinando robuste funzionalità di memoria, sicurezza, comunicazione, elaborazione e gestione dell’alimentazione (normalmente eseguite da più MCU) in un unico dispositivo. Permette il calcolo efficiente di funzioni complesse, operando a una frequenza fino a 96 MHz, riducendo i tempi di elaborazione dei dati.
Per eliminare la necessità di un PMIC separato, il MAX32666 include un regolatore SIMO (single inductor, multiple output) integrato, in grado di prolungare la durata delle applicazioni alimentate da batterie di piccole dimensioni. La MCU include la funzionalità BLE 5.2, supporta fino a 2 Mbps di velocità di trasmissione dati a lunga distanza (125kbps e 500kbps) e offre una potenza di uscita di +4,5 dBm, programmabile fino a -95 dBm. Viene anche fornita una protezione delle applicazioni dalle minacce alla sicurezza informatica attraverso la Trust Protection Unit (TPU) e il supporto hardware per l’algoritmo ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm). Gli acceleratori hardware integrati supportano la crittografia AES-128, -192 e -256, mentre il generatore di seed TRNG e l’acceleratore SHA-2 migliorano la sicurezza. La MCU protegge inoltre l’IP del firmware attraverso un bootloader sicuro.
Il MAX32666 dispone di una elevata capacità di memoria integrata, con una memoria flash fino a 1 MB e 560 KB di SRAM con codice di correzione degli errori (ECC) opzionale per le applicazioni più robuste, a cui si aggiungono diverse periferiche ad elevata velocità. Il microcontrollore può gestire una maggiore quantità di dati e supportare applicazioni più complesse senza esaurire lo spazio di memoria riservato al codice, attraverso un funzionamento efficiente e un assorbimento di potenza tra i migliori della categoria.
“È possibile continuare ad aggiungere microcontrollori a qualsiasi applicazione IoT, ma la sostituzione frequente delle batterie entra in conflitto con l’utilità e la convenienza dell’utente finale”, ha affermato Kris Ardis, direttore esecutivo della Micros, Security and Software Business Unit presso Maxim Integrated. “Applicando i vantaggi di risparmio energetico della tecnologia indossabile a un più ampio spettro di applicazioni IoT, questa nuova famiglia di microcontrollori riduce la frequenza di sostituzione delle batterie e migliora le capacità di elaborazione.”
