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VOTRE MAGAZINE SUR L LECTRONIQUE

NUMRO 10

volution du rle des kits de dveloppementrswww.fr/electronique 0 825 034 034*(*0,15 TTC/mn)

Rduisez vos cots systmes et gagnez du temps grce aux outils de dveloppement de MicrochipCompatibles avec lenvironnement de dveloppement de pointe MPLAB

8-bit Microcontrollers 16-bit Microcontrollers Microcontrollers 32-bit 32-bit Microcontrollers Microcontrollers Analogue

Ayant dj vendu plus de 1,15 millions de systmes de dveloppement, Microchip Technology a la rputation doffrir une gamme complte doutils de dveloppement de renomme internationale, abordables et intuitifs. En associant le puissant environnement de dveloppement MPLAB de Microchip, totalement gratuit, des kits dvaluation spcifiques une application ou un produit, vous pouvez facilement rduire vos cots et crer des systmes embarqus moins complexes. lenvironnement de dveloppement MPlAB X est la nouvelle interface graphique universelle pour les logiciels et outils de dveloppement de Microchip et dautres marques partenaires. cest le seul environnement de dveloppement (iDe) du march compatible avec un portefeuille complet de plus de 800 rfrences de microcontrleurs Pic 8, 16 et 32 bits, contrleurs de signal numrique dsPic et composants de mmoire. il comprend un diteur dot de multiples fonctionnalits, un outil de dbogage du code source, un gestionnaire de projets et un simulateur logiciel, en plus dtre compatible avec les outils matriels populaires de Microchip, tels que loutil de dbogage de circuit MPlAB icD 3, le kit dvaluation PickittM 3 et lmulateur de circuit MPlAB reAl icetM. conu partir de la plateforme open source netBeanstM, MPlAB X est compatible avec Windows os, MAc os et linux, ainsi quavec de nombreux outils tiers, tout comme avec nombre de plug-in netBeans. tout ceci vient sajouter aux kits dvaluation, aux systmes de rfrences et aux webinaires consacrs des familles de microcontrleurs Pic ou contrleurs de signal numrique dsPic spcifiques. en bref, tous les outils ncessaires pour acclrer le dveloppement de vos systmes embarqus sont couverts. Grce des kits dvaluation bon march, vous pouvez utiliser des familles de microcontrleurs Pic et de Dsc dsPic optimises pour vos applications pour les rseaux filaires et sans fil, la scurit, la commande de moteurs, le march automobile et les systmes faible consommation aussi bien que pour les applications comportant des graphismes et usage gnral.

Bote outils MPlAB iDe Pour un DveloPPeMent rAPiDe et efficAce Des systMes eMBArqus :

MPlAB icD 3 - Dv164035 - rfrence rs : 660-1264

MPlAB reAl ice - Dv244005 - rfrence rs : 381-592

Pickit 3 Debug e express - Dv164131 - rfrence rs : 665-7416

Dmarrez de suite! Tlchargez le guide de dmarrage rapide pour MPLAB IDE sur la page : www.microchip.com/toolswww.rs-components.com/microchipLe nom et le logo de Microchip, le logo Microchip, dsPIC, MPLAB et PIC sont des marques dposes de Microchip Technology Incorporated aux tats-Unis et dans dautres pays. PICDEM, PICkit et REAL ICE sont des marques commerciales de Microchip Technology Inc. Aux tats-Unis et dans dautres pays. Toutes les autres marques commerciales ci-dessus mentionnes sont respectivement la proprit des socits concernes. 2012, Microchip Technology Incorporated. Tous droits rservs. DS52032A. ME297AFre/02.12D

Je me suis rcemment aperu, en consultant ma messagerie, que je recevais beaucoup de communiqus de presse de la part de fabricants de kits de dveloppement dsireux de vanter les fonctionnalits toujours plus nombreuses de leurs produits au lancement. La conception lectronique volue une vitesse stupfiante. Il y a tout juste 10 ans, le kit de dveloppement classique tait le point de dpart vident de toute nouvelle conception embarque. Aujourd'hui, mme avec une fonctionnalit plus riche et des modles d'entre de gamme plus abordables, il ne s'agit plus d'un choix spontan. Grce aux nouvelles communauts de concepteurs, au travail collaboratif et aux outils open source, le paysage conceptuel est aujourd'hui plus captivant que jamais. Les fabricants doivent donc dployer tous leurs efforts pour dvelopper des plateformes suffisamment attrayantes pour servir de base aux nouvelles applications. Dans ce numro d'eTech, nous examinons le nouveau rle des kits de dveloppement pour les ingnieurs qui se lancent dans de nouvelles conceptions. Nous valuons galement le potentiel offert par le dveloppement hardware open source et nous nous intressons deux cartes low cost dsormais disponibles : la chipKIT Max 32 de Microchip (qui sert de base pour notre dfi international chipKIT Challenge sur DesignSpark) et notre toute nouvelle carte mbed DesignSpark Synergy. J'espre que vous apprcierez ce nouveau numro d'eTech. Glenn Jarrett Directeur Marketing lectronique

www.twitter.com/RS_FranceConditions gnrales : les conditions gnrales de vente figurent sur notre site Internet rswww.fr Ce numro est valable d'avril juillet 2012.

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ACTUALITS RS INFOS INDUSTRIE: FRAUNHOFER VOLUTION DU RLE DES KITS DE DVELOPPEMENT HAUT DBIT 4G DBOGAGE DES BUS SRIE BASSE VITESSE AVEC UN OSCILLOSCOPE DESIGNSPARK SyNERGy REVUE DE CONCEPTION : MTHODE PAR SHUNT NOUVEAUX PRODUITS VITEMENT DES DFAILLANCES, TOLRANCE AUX PANNES CONSEILS DE CONCEPTION : TEMPS/INTERVALLE-MTRE OPEN SOURCE : VERS LE DVELOPPEMENT HARDWARE COMMUNAUTAIRE SUPERCONDENSATEUR EVERCAP TE CONNECTIVITy : RAPID LOCK DESIGNSPARK.COM MON AVIS

VOTRE CHOIXVOTRE eTechMerci tous ceux qui ont particip notre enqute. Nous avons le plaisir d'annoncer que le gagnant du tirage au sort est Marco Silva, Portugal.

Publi par : RS Components Limited. Sige social : Birchington Road, Weldon, Corby, Northamptonshire NN17 9RS, Grande-Bretagne Numro d'immatriculation : 1002091. RS Components Ltd 2011. RS est une marque de RS Components Limited. Une socit Electrocomponents.

pour tablette

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ACTUALITS RSRS continue d'investir en Asie-Pacifique avec plus de 80000 produits forte demande.RS Components a ajout plus de 80 000 nouveaux produits dans ses principaux entrepts d'Australie, de Chine, de Hong Kong, du Japon et de Singapour. Les clients de la rgion Asie-Pacifique bnficieront dsormais de livraisons plus rapides grce au stockage local de produits de maintenance, d'automatisme, de contrle et d'lectronique. Ces produits rcemment ajouts ont t slectionns parmi les produits les plus vendus dans le monde auprs des ingnieurs. Ces produits incluent des marques de renomme mondiale telles que TE Connectivity, Molex, Microchip, Texas Instruments, Schneider Electric, Siemens et ABB. L'expansion et les investissements continus de RS Components dans la rgion sont favoriss par une clientle diversifie, issue de nombreux secteurs industriels : conception lectronique, production, xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx nergies fossiles, transports et nergies renouvelables. Ils sont galement le rsultat d'une nouvelle tendance l'innovation, ainsi qu'aux activits d'ingnierie et de fabrication forte valeur ajoute. Selon Richard Huxley, Directeur gnral rgional Asie-Pacifique de RS Components, les ingnieurs doivent faire face des dfis de plus en plus nombreux, tels qu'une concurrence accrue, un besoin d'innovation et la rduction des temps de mise sur le march. De meilleures options, une disponibilit accrue et une exprience de service suprieure sont autant d'lments essentiels pour les accompagner dans cette dmarche. L'ajout de ces produits priss dans nos principaux entrepts rgionaux permet de garantir leur prsence en stock et de les expdier le jour mme dans la plupart des grandes villes. Cet investissement substantiel en stock fait suite une srie d'initiatives stratgiques lances l'anne dernire et visant optimiser la prestation de services dans la rgion. Il s'agit notamment de doubler la taille du nouvel entrept de la socit Shanghai, ainsi que la refonte de ses sites Web.

Coup double pour RS Components lors des Elektra Awards 2011.

Entreprise de l'anne

La socit RS Components a eu le plaisir d'tre nomme la fois Distributeur de l'anne et Entreprise de l'anne lors de la crmonie des Elektra European Electronics Industry Awards 2011. Cet vnement distingue la russite d'individus et de socits rparties travers l'Europe et vise promouvoir les meilleures pratiques dans les domaines de l'innovation, de la croissance commerciale et de la motivation des employs. Les juges ont choisi de rcompenser RS dans ces deux catgories pour son excellence en termes d'innovation technologique et de russite commerciale. Ils ont t particulirement impressionns par la manire dont la socit a transform son approche du march de la distribution, en augmentant sa prsence sur le Web et en multipliant ses lancements de nouveaux produits, ainsi que par son impact sur la communaut des concepteurs. La cl de son succs a t le lancement de ressources et d'outils de conception avancs, offerts gratuitement comme le logiciel prim DesignSpark PCB. Fier de cette reconnaissance, Glenn Jarret, Directeur Marketing lectronique, a dclar que la socit RS Components tait trs honore de recevoir ces deux prix. Au cours des douze derniers mois, nous avons renforc notre statut mondial de distributeur multicanal grce l'ajout de dizaines de milliers de nouveaux produits dans notre gamme et nous avons accord beaucoup d'importance la qualit de notre service de livraison, ainsi qu' notre rapport qualit/prix. Combines nos outils de conception de pointe gratuits et nos capacits d'e-commerce, ces initiatives ont considrablement enrichi l'exprience de nos clients.

Glenn Jarrett, Directeur Marketing lectronique chez RS Components

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INFOS INDUSTRIE

Manuvres spatiales de prcisionSamuel Pletner, Fraunhofer Institute for Computer Architecture and Software Technology (FIRST) Le pilotage des vhicules spatiaux exige une prcision extrme lors des manuvres d'atterrissage sur une autre plante et d'amarrage une station spatiale. Pour empcher toute perte de trajectoire, des capteurs d'imagerie recueillent un flux de donnes analys en temps rel. Les chercheurs de l'institut FIRST ont dvelopp un systme bas sur les technologies multicurs pour permettre le pilotage et le positionnement ultra-prcis d'un astronef.

Tous les vhicules spatiaux dpendent d'un ordinateur de bord haute performance pour leur vision et le maintien de leur quilibre. Ce systme doit pouvoir traiter simultanment une multitude de donnes de capteurs et rsister aux conditions svres de l'espace. Les chercheurs du projet MUSE (Multicore Architecture for Sensor-based Position Tracking in Space) tentent actuellement d'amliorer le positionnement et le guidage de ce type de vhicule. Des scientifiques de l'institut FIRST participant ce projet ont dvelopp un ordinateur de bord ultra-performant bas sur des processeurs multicurs modernes. Des camras haute rsolution et capteurs infrarouges ou radars placs sur l'astronef permettent de localiser plus facilement l'objet cible en transmettant d'importants volumes de donnes. Ces donnes doivent tre traites en temps rel pour un contrle prcis du vhicule. Jusqu' maintenant, les ordinateurs de vols spatiaux devaient toujours sacrifier la qualit ce niveau en raison des hautes performances requises. Dans l'espace, le dfi majeur consiste fournir une norme capacit de calcul avec une alimentation lectrique, un poids, un encombrement et un refroidissement minimes. De plus, le rayonnement cosmique peut entraner une corruption sporadique des donnes, qui doit tre dtecte et rectifie par le biais de mcanismes de tolrance d'erreur, explique Samuel Pletner, responsable du dveloppement commercial arospatial l'institut FIRST . Nous devons liminer efficacement les risques d'erreurs non dtectes l'origine des ordres de pilotage errons qui entrainent des mouvements incontrls du vhicule spatial.

Les chercheurs ont rsolu le problme avec le processeur multicur P4080, un processeur hautement intgr et particulirement robuste. En plus d'une capacit de traitement optimale, ce processeur permet d'obtenir des mcanismes de tolrance d'erreur plus efficaces. Les experts de l'institut Fraunhofer ont dvelopp des algorithmes de dtection de position complexes, spcialement conus pour les architectures multicurs. Ces algorithmes leur permettent de raliser des calculs critiques sur plusieurs curs de processeurs et de vrifier les rsultats par le biais d'une comparaison fiable. Le projet MUSE est financ par le Centre Arospatial Allemand (DLR), avec le soutien financier du Ministre Fdral de l'conomie et de la Technologie Allemand.

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volution du rle des kits de dveloppementDe Mark Cundle, Responsable Marketing Technique Il y a environ dix ans, le monde de lembarqu tait plus simple (ou du moins semblait l'tre) et le kit de dveloppement offrait un excellent point de dpart pour les nouveaux projets. Comme un enfant qui s'enthousiasme en ouvrant son cadeau d'anniversaire, l'ingnieur y trouvait un bel ensemble de ressources de conception: une carte d'valuation avec un processeur ou microcontrleur et/ou un FPGA, une mmoire, des priphriques, plusieurs outils de dveloppement software et peut-tre mme un IDE (Environnement de Dveloppement Intgr), ainsi qu'une certaine forme de systme d'exploitation. Aujourd'hui, le cadeau renferme probablement encore plus de surprises, mais s'agit-il toujours du point de dpart systmatique pour un nouveau projet de conception embarque? Rien n'est moins vident.Dmarrage d'un projetet il devient alors le kit de dveloppement. Ce prototype se rapproche beaucoup plus du produit final que celui qui peut tre obtenu avec un kit disponible dans le commerce et devrait permettre de crer des conceptions amliores, qui seront essentiellement des versions dbogues de la premire version.

Outils open source

La baisse du prix des cartes fabriques sur mesure s'est accompagne d'une multiplication du nombre d'outils gratuits de conception de circuits imprims toujours plus fonctionnels comme DesignSpark PCB, des logiciels de test, ainsi que d'une large diffusion des logiciels open source, dont des systmes d'exploitation, des modles de conception et des bibliothques de code. On observe galement une prolifration des conceptions hardware open source et IP (Proprit Intellectuelle), qui permettent par exemple de rutiliser une interface mmoire haut dbit complexe sur une carte, en association avec des piles et drivers logiciels facilement tlchargeables. Les dveloppeurs sont donc de moins en moins obligs d'utiliser une carte standard, sans fioritures, dote de composants slectionns par le fournisseur du kit pour satisfaire aux besoins des clients, ou de tolrer l'absence de priphriques adquats dans les configurations de kit courantes, qui ne sont pas adaptes au dveloppement d'applications plus spcialises.

Pour un grand nombre de conceptions, les kits de dveloppement taient jusqu' maintenant parfaitement adapts la production d'un premier prototype. Associs au dveloppement d'un soft embarqu et la configuration d'une petite constellation de composants, accompagne d'un entremlement de fils, ces kits permettaient aux concepteurs de crer au moins une version approximative du produit final. Bien sr, les fervents partisans des kits de dveloppement sont souvent des dveloppeurs software qui ne souhaitent pas s'impliquer dans la conception des circuits imprims. Les problmes de conception de PCB peuvent tre difficiles et coteux rsoudre. En utilisant un kit, les dveloppeurs software s'affranchissent du hardware de la conception embarque, ce qui leur permet de se concentrer sur leur domaine de comptence : l'criture du code.

Adaptation l'environnement

Tous ces points expliquent sans doute le changement progressif de la raison d'tre des kits de dveloppement. Comme beaucoup d'autres choses, ils ont d s'adapter pour survivre sur un march dynamique. L'une des consquences majeures a t leur importante chute de prix, de plusieurs milliers d'euros quelques dizaines seulement. Aujourd'hui, un grand nombre de kits de dveloppement incluent des ressources beaucoup plus varies, dont des outils software spcifiques qui s'intgrent dans les IDE disponibles gratuitement et des bibliothques de conception basique qui aident acclrer le processus. Les fabricants de microcontrleurs, processeurs et FPGA sont aussi de plus en plus nombreux offrir des kits accompagns de conceptions hardware de rfrence et de piles logicielles typiques, adaptes aux exigences d'applications plus spcifiques, ce qui peut reprsenter pour les ingnieurs une option de dveloppement rapide et trs abordable. La socit Texas Instruments (TI) fait partie des fabricants qui proposent ce type de kit orient application. Elle propose une plateforme de dveloppement pour applications vido numriques base sur son DSP DaVinci. TI fabrique galement des kits destins d'autres marchs dapplications : sans-fil, mdical, automobile, scurit et grand public.

Prototypage hardware

Pourtant, pour de nombreuses socits de dveloppement de hardware lectronique, l'agencement du PCB doit intervenir avant le dveloppement du soft. Ceci peut impliquer des risques et des cots importants, car les concepteurs de hardware doivent dvelopper un prototype trs fonctionnel pour permettre son dbogage. Cependant, la rduction significative du cot de prototypage de carte au fil des ans a rendu ce processus de plus en plus avantageux et bon nombre de dveloppeurs le considre comme une alternative srieuse au kit de dveloppement. Ceci leur permet de fournir une conception hardware initiale, dote d'un processeur, d'une mmoire, de priphriques, ainsi que d'une gestion d'alimentation, en s'adressant leur fournisseur de PCB local pour un faible niveau de cot et une petite quantit. Les dveloppeurs peuvent ainsi utiliser ce prototype de carte comme premire version de leur conception

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Choix du processeur

Il ne fait aucun doute que les kits sont extrmement utiles lorsqu'il s'agit de choisir le microcontrleur ou le processeur d'un nouveau projet. Les kits sont gnralement bass sur les microcontrleurs les plus populaires et rpandus. La fiabilit de l'approvisionnement ne doit jamais tre prise la lgre et le choix d'un microcontrleur arriv en fin de vie peut reprsenter un risque srieux. Il est important de noter que les kits permettent aux ingnieurs d'effectuer rapidement une dmonstration de faisabilit. Ces derniers peuvent s'assurer que le microcontrleur fournit les performances requises et que toutes les voies de communication fonctionnent correctement, paralllement au programme d'excution, ou vrifier si une ide peut fonctionner sur un FPGA low cost .

Cration d'une communaut

Les principaux fabricants de composants lectroniques attachent de plus en plus d'importance au dveloppement de leurs communauts de concepteurs respectives. Ils esprent ainsi fidliser les utilisateurs et renforcer leurs liens avec les ingnieurs. Ces communauts aident rassembler les expriences des dveloppeurs en offrant des outils software gratuits en ligne ainsi que d'autres ressources logicielles et IP On y trouve galement un support en ligne et des . forums de discussion qui encouragent les ingnieurs partager leurs ides et les aident rsoudre certaines problmatiques pour acclrer le dveloppement.

POUR EN SAVOIR PLUSRendez-vous l'adresse suivante : www.rs-components.com/development-kits

Un rle diffrent?

Malgr cette diffrentiation accrue, la multiplication des fonctionnalits et un cosystme de support beaucoup plus vaste, la question suivante demeure : sommes-nous en train de nous rapprocher du jour o le kit ne sera plus l'acteur principal du cycle de dveloppement ?

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HAUT DBIT 4GNouvelle gnration de communication sans filD'Eric Lee, Responsable Marketing Technique (Asie-Pacifique) Alors mme que nous commencions nous habituer tout ce que la communication sans fil 3G avait offrir nos tlphones portables, voil que la 4G fait son apparition. Si votre budget vous le permet, et si vous habitez au bon endroit, vous y avez peut-tre mme dj accs. Bien sr, de nombreux utilisateurs naviguent dj l'aide d'ordinateurs portables compatibles 3.5G HSPA (High Speed Packet Access) ou de dongles USB en remplacement des modems de lignes fixes, mais la quatrime gnration de rseaux de communication sans fil pourrait bientt offrir des vitesses de tlchargement mobile plus leves que celles du haut dbit domicile. Il est important de noter que cette technologie pourrait galement desservir certaines zones gographiques encore non quipes de rseaux filaires haut dbit traditionnels.Deux grandes normesallant jusqu' environ 75 Mbits/s, mais le partage de la bande passante entre plusieurs utilisateurs autorise en ralit des vitesses beaucoup moins leves. La spcification LTE offre des dbits crte en liaison descendante de 300 Mbits/s et des dbits crte en liaison montante de 75 Mbits/s. Toutefois, les vitesses relles actuellement proposes par les services 4G aux tats-Unis, par exemple, s'approchent peut-tre davantage des vitesses deux chiffres, ce qui correspond aux vitesses des modems haut dbit domestiques filaires ou par le cble. Il semblerait cependant que le LTE offre des performances en mission et rception suprieures celles du WiMAX.

Deux grandes normes concurrentes (et complmentaires selon certains) sont apparues dans l'univers de la 4G : le LTE (Long Term Evolution) et le WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access). L'ITU (Union Internationale des Tlcommunications) a initialement dfini la 4G (ou IMT-Advanced) comme une technologie offrant des dbits de donnes ou des vitesses de tlchargement de 100 Mbits/s sur les appareils mobiles se dplaant grande vitesse (dans une voiture ou dans un train, par exemple) ou d'1 Gbits/s sur les connexions sans fil fixes ou relativement immobiles. Ces vitesses de transfert de donnes ne devraient cependant tre atteintes que par les futures normes WiMAX et LTE (appeles respectivement WirelessMAN-Advanced et LTE-Advanced). Fin 2010, l'ITU a dcid de modifier cette dfinition en incluant les normes WiMAX et LTE (ainsi que la norme HSPA+) dans la 4G, car elle considre que ces normes offrent des performances nettement suprieures celles de la 3G. Cette dcision s'explique peut-tre par le fait que de nombreux oprateurs (notamment aux tats-Unis) prsentaient dj le WiMAX et la LTE comme des services 4G. Les rseaux WiMAX et LTE sont des rseaux IP (Internet Protocol) qui exploitent la technologie OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). L'OFDMA est une version multi-utilisateur de l'OFDM, une mthode largement utilise pour le codage de donnes numriques sur des frquences porteuses multiples. De nombreux pays d'Europe et d'Asie utilisent par exemple l'OFDM pour la diffusion terrestre de services radiotlviss numriques. La spcification WiMAX offre des vitesses de transfert de donnes

Les communications mobiles 3G regroupent aujourd'hui plusieurs variantes technologiques, telles que les normes d'interfaces radio W-CDMA, CDMA2000 et TD-SCDMA. On s'attend par consquent ce que le LTE soit la premire norme cellulaire vritablement mondiale pour les tlphones portables. Le LTE prend galement en charge le transfert et l'itinrance sur d'autres rseaux mobiles 3G, ce qui permet de bnficier d'une meilleure couverture grce aux rseaux des autres oprateurs. Mme s'il ncessite une carte SIM, l'itinrance s'en trouve facilite : le LTE utilise efficacement les antennes 3G. Lorsqu'ils se trouvent hors de porte, les appareils mobiles peuvent basculer sur les rseaux 2,5 ou 3G. Pour les oprateurs qui disposent de rseaux GSM/EDGE et UMTS/HSPA, la mise niveau vers la 4G passe naturellement par le LTE. Pour ceux qui disposent d'une infrastructure compatible, il est plus rentable de mettre les quipements niveau.

LTE

WiMAX

Le WiMAX offre des performances peu prs similaires celles des rseaux Wi-Fi, avec toutefois la couverture des rseaux cellulaires. Avant tout destin aux rseaux mtropolitains (Metropolitan Area Network) sans fil en zones urbaines, il est capable d'offrir un accs sans fil haut dbit d'une porte allant jusqu' 50 km pour les stations fixes et de 5 15 km pour les stations mobiles. Le cot de dploiement relativement faible des rseaux WiMAX, par rapport celui des rseaux LTE, rend conomiquement viable l'offre d'un accs Internet haut dbit pour les zones loignes (backhaul sans fil). Le WiMAX tend favoriser les oprateurs qui se concentrent sur l'accs haut dbit sans fil en zone urbaine et offre un dploiement plus abordable aux nouveaux arrivants sur le march. Il est galement utile sur les marchs mergents qui disposent d'une infrastructure limite et en particulier dans les pays qui ne possdent aucune infrastructure GSM.

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< Suite de la page 09 Il ressortira vraisemblablement de tout cela une diffrence de modle conomique entre les socits qui offriront l'une ou l'autre de ces normes. Le manque d'interoprabilit entre le LTE et le WiMAX crera en outre des dfis de mise niveau pour les oprateurs qui esprent offrir les deux, en plus des rseaux 2G et 3G existants. Toutefois, les fabricants de semiconducteurs dveloppent actuellement des processeurs multimodes pour stations de base 4G multimodes de donnes intensives. Par exemple, la plateforme base sur le processeur multicur QorIQ de Freescale prend en charge toute une gamme d'interfaces radio 2G/3G et 4G, dont les normes LTE, W-CDMA (HSPA+), WiMAX, UMTS et CDMA. intressant est que tout porte croire que la Chine et l'Inde, les deux plus grands marchs mondiaux de la tlphonie mobile, dploieront des rseaux LTE. Il faudra cependant des annes avant que ces rseaux ne dcollent, ces deux pays n'ayant pas fini de mettre en place leurs services 3G. Dans certains pays, le dploiement des rseaux LTE a t entrav par le manque de bande passante disponible. Au Royaume-Uni, par exemple, les oprateurs devront attendre la fin de la tlvision analogique (qui interviendra en avril 2012), puis la vente des licences 4G. Selon l'Ofcom, l'autorit britannique de rgulation des communications, les services 4G sont essentiels pour rpondre l'augmentation de 500 % du trafic mobile prvue pour les cinq prochaines annes. Une vente aux enchres de licences de la bande 800 MHz est prvue avant fin 2012, permettant le lancement des services 4G fin 2013.

Un leader mergent?

Le WiMAX a pris une longueur d'avance sur la norme LTE avec le lancement du premier service WiMAX au monde par la socit KT Corporation en 2006, en Core, alors que TeliaSonera a lanc le premier rseau LTE en dcembre 2009, Stockholm. Le dploiement de la 4G aux tats-Unis pourrait toutefois indiquer un changement de situation. La socit amricaine Sprint a initialement dploy le WiMAX en 2008 et s'est appropri une part importante du march de la 4G. Elle a galement t le premier oprateur amricain proposer un tlphone WiMAX. Alors que ses concurrents, dont Verizon Wireless, n'ont commenc proposer le LTE qu'en 2011. la fin de l'anne dernire, Sprint avait annonc son intention de lancer un rseau LTE en 2012. Plus rcemment, lors du Consumer Electronics Show qui s'est tenu dbut janvier, elle a rvl que cela devrait tre fait l'avenir avec le lancement de smartphones WiMAX. La socit a galement profit de l'vnement pour prsenter ses trois premiers appareils mobiles LTE, attendus pour le milieu de l'anne. L'expansion de la technologie LTE ne se limite pas aux tats-Unis et cette norme est en train de gagner du terrain sur de nombreux marchs matures bnficiant d'une infrastructure 3G tablie. De nombreux grands oprateurs privilgient l'option LTE et s'attendent ce qu'elle gnre des conomies d'chelle, entranant ainsi une baisse des prix, ainsi qu'une augmentation du nombre d'appareils mobiles LTE disponibles. La socit japonaise NTT docomo a lanc son premier rseau commercial en 2010. Son service appel Xi permet aux utilisateurs hors de la zone de service LTE de passer automatiquement sur son rseau 3G. l'origine un simple service de donnes destin aux utilisateurs d'ordinateurs, il est appel devenir un service 4G part entire avec l'arrive des tlphones le premier semestre 2012. La Core du Sud a t une pionnire du LTE 4G et est devenue en janvier dernier le premier pays offrir le LTE 4G par le biais de tous ses oprateurs, aprs avoir interrompu ses services 2G pour librer la bande passante ncessaire. Mais ce qui est peut-tre le plus

Ce que cela signifie pour nous...

quoi tout cela nous servira-t-il ? Il est vident que la 4G prsente des avantages pour les utilisateurs de tlphones portables et de smartphones, notamment en ce qui concerne les applications qui exigent beaucoup de capacit, telles que les confrences vido en temps quasi rel, les jeux en ligne, la tlvision interactive et la VoIP pour ne citer qu'eux. Toutefois, comme , pour toute nouvelle technologie, les premiers clients sont peu nombreux et le prix lev des contrats 4G semble en dissuader plus d'un. De plus, le choix de tlphones 4G est actuellement plutt limit. Samsung et HTC en proposent quelques-uns, tandis que d'autres modles sont attendus cette anne de la part de fabricants comme Apple, Sony et Nokia. De nombreuses entreprises de tlcommunications voient cependant la 4G comme un moyen d'offrir non seulement des vitesses plus leves, ainsi que des services interactifs et optimiss se traduisant idalement par plus d'ARPU (revenu moyen par client), mais galement une couverture haut dbit dans les zones rurales non desservies. Parfois, la pose de cbles n'est plus rentable, en particulier lorsqu'ils peuvent tre remplacs par de nouvelles technologies sans fil offrant des dbits plus levs, tout au moins terme. Il nest donc pas draisonnable de penser que ceux qui ne disposent pas actuellement du haut dbit attendent avec impatience larrive de la 4G, quelle que soit la solution utilise...

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NOUVELLE GENERATION

FAITES PLACE A LA

Article publi dans la presse internationale:Souriau, leader mondial des connecteurs cylindriques multipositions pour les environnements difciles, lance une nouvelle gamme de connecteurs miniatures conus partir du MIL-DTL-38999: micro38999. Cette nouvelle gamme offre les meilleures performances possibles, dans le modle le plus compact du secteur. Le micro38999 permet des conomies de 50% en termes de taille et de poids par rapport aux plus petites units MIL-DTL38999 srieIII. Depuis plusieurs annes, la demande pour des solutions de connexion plus compactes, plus lgres et capables des rpondre aux exigences industrielles dans laronautique et larme ne cesse daugmenter. Le dveloppement rapide dUAV, de capteurs et de circuits lectriques intgrs, ainsi que lmergence des matriaux composites, a conduit le secteur rduire la taille et le poids de tous les quipements, y compris des connecteurs. Le micro38999 a t illustr car cest actuellement le produit le plus compact disponible sur le march, tout en offrant les meilleures performances sur le terrain. Souriau a t capable de faire face ce d avec succs grce nos connaissances relatives au comportement des matriaux dans leurs limites de fonctionnement, notre savoir-faire en processus de fabrication et nos choix en matire de conception pour la gamme D38999. Lassociation de ces trois atouts a rendu possible la rinvention dun connecteur38999 miniaturis, tout en conservant les mmes performances lectriques, mcaniques et environnementales que le modle standard. Cette nouvelle gamme renforcera la position de leader de Souriau dans le secteur des solutions de connexions circulaires.

micro38999: pour les applications ncessitant de hautes performances et des connecteurs miniaturiss pour les environnements extrmes.

radio rseaux soldat du futur robot autonome instrumentation petit quipement aronautique civil mdical

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Dbogage des bus srie basse vitesse avec un oscilloscopeDe Tony Minchell, Ingnieur Applications, LeCroy.

Les dernires annes ont vu la prolifration des bus srie basse vitesse en R&D, ainsi que dans les produits des utilisateurs finaux. Certains d'entre eux sont spcifiques un march ou un produit, comme le FlexRay dans l'industrie automobile, alors que d'autres existent depuis longtemps et couvrent plusieurs marchs et secteurs industriels, tels que les bus RS232 et UART. De nouveaux prtendants font rgulirement leur entre sur le march, apportant avec eux plus de fonctionnalit, performance et robustesse. Ils s'accompagnent cependant de nouveaux dfis de dbogage pour la validation des performances et de l'interoprabilit.La liste typique des bus srie basse vitesse est la suivante : I2C, SPI, UART, RS232 CAN, LIN, FlexRay Audio (I2S, LJ, RJ, TDM) MIL -STD-1553, ARINC 429 MIPI D-PHY DigRF 3G, DigRF v4 , Certains bus srie basse vitesse utilisent une architecture diffrentielle pour bnficier d'une meilleure immunit contre les interfrences et le bruit en mode commun. Il s'agit d'une pratique courante pour les bus srie haute vitesse, tels que les bus USB ou PCI Express. Le bus CAN est un exemple de bus diffrentiel basse vitesse, constitu uniquement de lignes de donnes diffrentielles, l'metteur et le rcepteur utilisant la mme vitesse de transmission (voir la figure 2).

Figure 1. Options typiques de dcodage de bus sur oscilloscope

Figure 2. Exemple de bus CAN diffrentiel

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Le signal cod de manire diffrentielle peut tre extrait l'aide de la capacit mathmatique interne de l'oscilloscope ou d'une sonde diffrentielle (mthode privilgie). Les sondes diffrentielles sont optimises pour permettre une acquisition des signaux diffrentiels grce deux parcours de signaux aussi identiques que possible, offrant la mme attnuation globale, la mme rponse en frquence et la mme temporisation. Ces signaux sont envoys un amplificateur diffrentiel intgr la sonde pour maximiser le taux de rjection du mode commun (CMRR) et extraire le signal rfrenc la masse obtenu en vue d'une analyse sur l'oscilloscope. L'I2C est un exemple de bus srie basse vitesse qui n'utilise pas de signaux diffrentiels. Il utilise une topologie deux fils constitue d'une ligne de donnes, d'un SDA, d'une ligne d'horloge et d'un SCL. Le dbogage initial d'un bus srie consiste valider l'intgrit du signal ou la qualit des formes d'onde physiques avant de raliser le dbogage du protocole, une couche physique stable et valide tant essentielle pour la stabilit de l'ensemble du systme. Ceci peut tre obtenu l'aide des capacits de dclenchement non monotone, par impulsion transitoire et RUNT des oscilloscopes modernes. Le dclenchement intelligent (figure 3) est beaucoup plus efficace que l'utilisation des modes de persistance infinie et de rafrachissement rapide souvent recommands par les fabricants d'oscilloscopes. Ceci est d au fait que ces soi-disant modes d'acquisition haute vitesse s'accompagnent toujours d'un temps Figure 3. Smart triggering mort important, qui peut empcher la dtection d'un tat d'erreur, sur oscilloscope en particulier lorsque cet tat se produit plusieurs heures ou jours d'intervalle. Un grand nombre de ces modes de rafrachissement d'cran acclr ne permettent pas d'utiliser un mode de dclenchement avanc. L'utilisateur ne dispose donc que d'un simple dclencheur, ce qui est pratiquement inutile pour le dbogage des bus srie dclenchs par salves. Le dclenchement intelligent permet quant lui de vrifier tous les tats entrant dans l'oscilloscope et ne s'accompagne d'aucun temps mort, puisque l'oscilloscope ne se dclenche qu'en cas de condition d'erreur. Lorsqu'il utilise cette fonction, le mode d'acquisition normal offre souvent davantage de possibilits de dclenchement, une plus grande profondeur de mmoire d'acquisition et une meilleure capacit d'analyse aprs capture. De nombreux oscilloscopes modernes permettent galement de stocker le trac de la forme d'onde capture sur une mmoire interne et de rinitialiser le dclencheur pour continuer de surveiller le bus. Si ncessaire, cet enregistrement du trac de forme d'onde peut avoir lieu presque indfiniment. Certains oscilloscopes

permettent galement d'utiliser des modes d'acquisition intelligents lorsque la condition de dclenchement exacte n'est pas connue. La figure 4 correspond la recherche d'une condition RUNT sur un long trac de bus CAN.

Figure 4. Condition RUNT sur bus CAN

Chaque fois qu'une condition RUNT apparat, l'oscilloscope s'arrte pour permettre une analyse plus approfondie. L'histogramme de la figure 4 ci-dessus indique neuf occurrences RUNT La . quatrime occurrence est mise en vidence et affiche en dtail dans la fentre d'agrandissement. Un onglet de configuration RUNT permet galement de modifier les conditions de test. Ce niveau d'analyse de l'acquisition est d'autant plus utile que les conditions RUNT et non monotones ne sont pas les seules pouvoir tre testes. Il inclut galement les variations de rapport cyclique, les temps de monte ou de descente excessivement rapides ou lents, les carts de frquence et de priode, les carts de largeur positive et ngative, ainsi que les variations de dformation. Ces tests peuvent tre associs des options de filtrage de recherche (voir la figure 5) pour tendre les capacits Figure 5. Options Search Filter d'analyse de dbogage. Chaque bus possde ses propres spcifications. Celles-ci fournissent des informations sur la couche physique et le protocole. La couche physique se situe gnralement dans une marge de tolrance par rapport aux spcifications idales, qu'il s'agisse de variation de la vitesse de transmission, de spcifications de temporisation d'horloge / de donnes, ou encore de tolrances et de niveaux de tension attendus.

Suite page 14 >eTech - NUMRO10

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< Suite de la page 13 La fonction de masque de l'oscilloscope peut galement servir valider la couche physique. La figure 6 (exemple FlexRay) contient un diagramme de l'il sur lequel des violations de masque sont indiques par un cercle rouge. Ceci implique que ces signaux ne rpondent pas aux spcifications FlexRay et sont par consquent non conformes. Ces anomalies requirent bien sr une enqute approfondie. Chaque circuit doit subir des tests de dbogage et de validation matriels avant de passer au dbogage et la validation du protocole. Cela signifie que vous devez vous assurer que votre conception rpond aux spcifications physiques (niveaux de tension, dures d'impulsion / vitesses de transmission, temporisation d'horloge / de donnes, etc.), avant de procder au dbogage de la couche protocole. Le dbogage du protocole / la validation du bus srie sont parfois jugs inutiles, car le bus correspond une norme comprise et applique par tous les fournisseurs de composants Figure 6. Diagramme de l'il d'un bus FlexRay lectroniques. Cependant, si ceci tait vraiment le cas, les outils de validation ne seraient pas ncessaires. Une recherche rapide sur Internet rvlera la quantit d'outils de dbogage et de validation offerts pour chaque bus. Les capacits de dcodage et de dclenchement du protocole offertes par les oscilloscopes sont gnralement des amliorations optionnelles. Un simple oscilloscope peut possder plusieurs options de dcodage de protocole diffrentes pour permettre une validation de bus dans diffrentes parties de la conception, ou le dcodage de plusieurs bus la fois (par exemple lors des mesures de latence du trafic entre plusieurs bus). Les oscilloscopes peuvent offrir diffrentes formes de dclenchement et de dcodage de protocole. Certains ne ralisent qu'un dcodage de base, lutilisateur disposant alors dun simple dclencheur par front. Ceci prsente de nets inconvnients par rapport au dclenchement sensible au protocole, qui peut avoir lieu pour des informations d'adresse ou de donnes spcifiques ou en cas de condition d'erreur. Le dclenchement sur condition d'erreur optimise considrablement l'ensemble du processus de validation du bus, car il peut surveiller celui-ci pendant de longues priodes ou dans diffrentes conditions, jusqu' ce qu'une erreur se produise. Le dcodage de protocole varie aussi considrablement d'un fabricant d'oscilloscopes l'autre. La figure 7 montre un dclenchement sensible au protocole, une liste de dcodages, ainsi que la forme d'onde correspondante, sur laquelle des dcodages de diffrentes couleurs ont t superposs. Ceci permet de comprendre plus facilement tous les vnements qui se produisent sur le bus.

Figure 8. Options Bus Error Triggering

La figure 8 montre des options de dclenchement sur erreur MIL1553, ainsi que la capture d'erreur obtenue. Une enqute approfondie peut dsormais avoir lieu pour dterminer les vnements qui ont men cette erreur. Le dbogage et la validation des bus ncessitent une bonne comprhension des bus concerns, ainsi que de leur protocole. De nombreux outils peuvent faciliter cela. La qualit du signal de bus, ou intgrit du signal, doit toujours servir de point de dpart avec un outil tel qu'un oscilloscope, avant l'tape de validation du protocole. De nombreux oscilloscopes offrent des options de dclenchement et de dcodage de bus. Ces outils de dbogage ont l'avantage de faire partie de l'oscilloscope et de s'excuter en temps rel, pour un dbogage et une validation plus efficaces des bus srie.

POUR EN SAVOIR PLUSFigure 7. Dcodage de bus et Protocol Aware Triggering

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DESIGNSPARK SYNERGYBoards that source great ideas.

NOUVEAU

RS Components propose des breakout boards DesignSpark Synergy pour le dveloppement embarqu mbed.De Mark Cundle, Responsable Marketing TechniqueDans le cadre d'un projet de collaboration continu avec ARM visant dvelopper des breakout boards (cartes dexprimentation) pour les modules mbed Microcontrollers, RS Components a lanc les trois premires cartes de sa nouvelle famille DesignSpark Synergy: les cartes AudioCODEC, DisplayBoard et AnimatronicLab. RS fait ainsi un premier pas important vers la cration d'un cosystme hardware innovant de prototypage, qui permettra aux dveloppeurs de systmes embarqus de brancher tout simplement un module mbed Microcontrleur sur une gamme de breakout boards prtes l'emploi et adaptes diverses d'applications. mbed Microcontrollers

Les mbed Microcontrleurs sont une srie de cartes de dveloppement de microcontrleur ARM conues pour un prototypage rapide. Ils bncient d'une plateforme d'outils en ligne sur mbed.org qui offre aux dveloppeurs de systmes embarqus expriments un environnement productif pour des dmonstrations de faisabilit. Pour les dveloppeurs qui dcouvrent le 32 bits, mbed est un moyen accessible de crer des projets en s'appuyant sur les bibliothques, les ressources et le support partags de sa communaut.

Nouvelle famille DesignSpark Synergy

La nouvelle famille de cartes DesignSpark Synergy de RS a t conue pour exploiter les fonctionnalits de l'interface disponibles pour le module mbed Microcontrleur Cortex-M3 NXP LPC1768 an de faciliter l'accs aux priphriques de type I2S, USB et Ethernet.

Conceptions dans DesignSpark PCB

La conception hardware des cartes est disponible dans DesignSpark PCB, le logiciel en passe de devenir le choix de la communaut open source du site www.designspark.com. Cest une solution de conception de circuits imprims, intuitive, facile utiliser, puissante, entirement intgre et dj rcompense par 2 prix en 2011. Disponible gratuitement et sans limite de temps, ni restriction de licence concernant les conditions d'utilisation, cette solution comprend la saisie schmatique, le routage de PCB, un autorouteur, ainsi que la gnration des chiers de fabrication. Les dveloppeurs de systmes embarqus ont la possibilit de modier les chiers de conception des breakout board Synergy existantes et de les partager avec la communaut DesignSpark.

Carte AnimatronicLab

La breakout board AnimatronicLab de la famille DesignSpark Synergy ajoute toute une gamme de fonctions au module mbed Microcontrleur, en lui offrant un accs facile et rapide ses fonctionnalits par le biais des ports I2S, I2C, SPI, Ethernet et USB. Essentiellement conue pour un prototypage rapide, l'ensemble de ses caractristiques en font une plate-forme

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DVELOPP PAR

grands modules afcheurs 7 segments et des drivers associs. La souplesse de sa conception permet d'afcher des types de donns varis. Ces modules possdent une hauteur de digits de 56 mm et chaque segment utilise 4 LED haute efcacit pour garantir une grande visibilit. Cette carte convient parfaitement aux afchages d'horloges, de minuteries et de compteurs utiliss de manire autonome ou en rseau. Le driver de LED utilis est un NXP PA9635 16 canaux, dot d'une interface I2C et d'une capacit en PWM, pour le contrle de la luminosit et le clignotement des segments. Les drivers sont diviss en 4 : 3 paires pour les afcheurs LED, une quatrime pour le contrle des 2 LED rouges entre chaque afcheur. hautement fonctionnelle pour une grande varit d'applications et l'ajout de points de test pratiques pour les sondes, oscilloscopes et analyseurs de protocole optimise la visibilit en laboratoire. Cette carte est particulirement utile pour les essais d'applications animatroniques. Son driver de demi-pont intgr permet de contrler facilement les moteurs pas pas, les actionneurs, ou encore des LED. La carte DesignSpark AudioCODEC peut se connecter via l'interface I2S pour bncier d'un son audio haute qualit. Ensemble, ces cartes permettent d'exprimenter mouvement, clairage et son sur une mme plateforme.

Drivers logiciels et exemples de programmes

Carte AudioCODEC

La breakout board AudioCODEC de la famille DesignSpark Synergy peut se brancher directement sur la carte AnimatronicLab pour un prototypage rapide. Base sur le trs populaire TLV320AIC23B de Texas Instruments, elle utilise le bus standard I2C/SPI pour la commande et la norme I2S pour le transfert de donnes. Elle permet la lecture et l'enregistrement audio pour toute une gamme de rsolutions et de frquences d'chantillonnage. Le TLV320AIC23B est un codec audio stro haute performance, dot de fonctionnalits analogiques hautement intgres. Ses convertisseurs Analogique/Numrique (ADC) et Numrique/ Analogique (DAC) utilisent la technologie multi-bit Sigma-Delta avec ltres d'interpolation numriques et surchantillonnage intgrs.

L ensemble du code source et les pilotes logiciels ncessaires sont disponibles dans le Cookbook , sur mbed.org. Cette page regroupe les bibliothques alimentes par les utilisateurs, ainsi que d'autres ressources de dveloppement. Des exemples de programmes d'applications sont galement disponibles pour l'ensemble des breakout boards.

Carte DisplayBoard Grce au module spar mbed Microcontrleur, la carte DisplayBoard de la famille DesignSpark Synergy offre l'utilisateur de nombreuses possibilits tester. Cette carte comporte un tableau dafchage constitu de 6

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REVUE DE CONCEPTION

la mthode par shuntDe Hideaki SakazumeAvec laugmentation du nombre de circuits intgrs et la diminution de leur tension de fonctionnement, il est devenu ncessaire de mieux comprendre et apprhender les alimentations embarques et les caractristiques dimpdance de la source dalimentation et du dispositif alimenter. La mthode par shunt est une des techniques employes pour mesurer avec prcision les valeurs dimpdance allant de quelques milli ohms plusieurs dizaines dohms sur une large plage de frquences. fait que les testeurs analogiques et les multimtres numriques servent uniquement mesurer la rsistance DC, ils ne prennent pas en charge la plage ncessaire. L une des mthodes consiste utiliser un mesureur LCR. Certains entre eux offrent en effet une rsolution denviron 1 m et permettent lutilisateur de slectionner la frquence de mesure. Malgr une plage limite aux basses frquences, des mesures soignes utilisant une sonde quatre bornes, par exemple, permettraient probablement de mesurer limpdance dune carte sans composants ou limpdance des composants intgrs pris individuellement. Il n'est cependant pas possible d'utiliser un mesureur LCR lorsque le dispositif sous test (DUT) est mis la terre. Il serait donc inutile de mesurer limpdance dune carte quipe de composants ou limpdance de sortie de la source dalimentation, par exemple. L'une des mthodes disponibles pour les DUT mis la terre consiste utiliser un Analyseur de Rponse en Frquence (FRA) ou un Analyseur de Rseau Vectoriel (VNA) dot d'une fonction de mesure I-V pour dtecter le courant qui traverse le DUT, ainsi que la tension chaque borne, et dterminer l'impdance partir du quotient de ces valeurs (figure 1). Lorsqu'un analyseur de rseau est utilis, la composante continue (DC) doit tre bloque. Avec un FRA, la tension de tenue d'entre est comparativement leve (plusieurs centaines de volts) et la composante DC est soustraite au moment du traitement du signal, si bien que l'impdance d'une source d'alimentation pourrait mme tre mesure sous une charge relle. Le plus important avec cette mthode est que la rsistance de dtection de l'intensit n'est pas relie la terre. Cela signifie que l'entre de l'analyseur doit tre flottante. De nombreux FRA offrant cetteFrequency Response AnalyserSig out

Mesure de faible impdance grce

fonctionnalit, tant que l'impdance sera suprieure ou gale 10 m et que la frquence ne dpassera pas quelques MHz (ce qui correspond la plage de frquences du FRA), cette mthode sera utile.

Mthode par shunt et analyseurs de rseau

Mesure large bande d'une faible impdance

L intgration grande chelle des FPGA, processeurs et circuits intgrs SoC rend aujourdhui le cahier des charges de leur alimentation de plus en plus exigeant. Avec une marge d'erreur de 5 % pour les tensions de base de 1 V ou moins, il n'est pas rare que l'E/S ncessite un courant de plusieurs dizaines d'ampres. D'un autre ct, si l'on suppose que l'impdance du modle entre la sortie de l'alimentation et le dispositif est gale 10 m, les variations d'intensit situes entre 0 et 10 A entraneront des fluctuations de tension d'environ 0,1 V. Les fluctuations de tension causes par les changements d'intensit de charge varient considrablement en fonction non seulement de l'impdance du modle, mais galement de l'impdance de sortie de la source d'alimentation et des caractristiques du condensateur de dcouplage. Les concepteurs de cartes doivent par consquent raliser des vrifications et des mesures sur la carte de montage au moment de l'ajout de l'impdance de source d'alimentation dans leur conception. Il est important de noter que l'impdance en question est trs faible, avec des valeurs s'tendant de quelques milliohms plusieurs centaines de milliohms. Les donnes doivent en outre tre recueillies sur une large bande de frquences, allant des basses frquences environ 100 MHz. En effet, pour contrler la stabilit dynamique de l'alimentation sur les circuits de semiconducteurs haute vitesse qui constituent la charge, il est essentiel de comprendre les caractristiques de limpdance sur une plage de frquences tendue.

Z=ch1/ch2 Ri

ch1 ch2 Sig in

Rs RL

Zx

Il est galement possible de mesurer de faibles valeurs d'impdance (de l'ordre de quelques milliohms) sur une large bande de frquences en utilisant la mthode par shunt avec un analyseur de rseau. Cette mthode peut servir mesurer des impdances de quelques milliohms seulement pour des frquences allant jusqu' plusieurs centaines de MHz. Bien que les mesures d'impdance sur large bande fassent partie des fonctions de base des analyseurs de rseau, ces derniers servent avant tout mesurer des impdances moyennes tournant autour de 50 . En fait, lorsque l'impdance se rapproche de 50 , elle peut tre facilement dtermine en mesurant le coefficient de rflexion (S11) d'un port, comme indiqu dans la figure 2. Toutefois, la prcision de cette mthode diminue considrablement en dessous de 1 . Avec la mthode par shunt, un ct du DUT est mis la terre. Ceci revient donc raliser une mesure sur un seul port, la diffrence que lautre ct du DUT est reli deux ports de lanalyseur. L'impdance est alors calcule en mesurant le coefficient de transmission avant (S21) (figure 3). La figure 4 dcrit le circuit quivalent la ralisation d'une mesure par shunt basse frquence. Parmi les valeurs S obtenues par l'analyseur de rseau, la valeur S21 est indique sur le graphique par le quotient Vt/Vr. Comme le montre cette figure, lorsque cette mthode est utilise, plus la valeur Zx diminue par rapport 50 , plus la tension de dtection est faible, mais la sensibilit et la marge d'erreur de la mesure finale sont suffisantes pour que de faibles impdances puissent tre mesures. De plus, l'analyseur de rseau pouvant fonctionner frquence leve, il est clair que cette mthode convient aux mesures de faible impdance large bande.

Que mesurer et comment

Les questions poser ici concernent ce qui doit tre mesur et la mthode utiliser. Tout d'abord, outre le

Ri :Current pickup RL :Load register (if need) Rs :Current limitting Sig out :Sine wave

Figure 1 : Mesure d'impdance l'aide d'un FRA

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REVUE DE CONCEPTION

Bien que la mthode par shunt soit la mieux adapte aux mesures de faible impdance sur large bande, rappelons que la marge d'erreur est plus importante pour les basses frquences. La figure 5a reprsente une connexion par shunt. En cas d'impdance rsiduelle sur la ligne de mise la terre du ct dtection (dans le blindage du cble de mesure, par exemple), la chute de tension cause par le courant de retour indsirable qui suit ce chemin s'ajoutera la tension de dtection en tant qu'erreur. Ce courant de retour indsirable a tendance augmenter pour les basses frquences. Il a galement tendance entraner des mesures suprieures aux valeurs relles. Par consquent, lorsque la caractristique de frquence est observe, la valeur leve de l'impdance peut tre trompeuse

Causes d'erreurs et limination

50 50 50 VtZx

50 Vr

Vt Vt

Zx r2 Verror Verror Vt true Zx Vt true

r2

r1 r1

50

I2 I2

I1 I1

Vr Vr

Figure 5aImpedance Impedance

Verror = r2 I2 VerrorVt r2 I2 Vt= = true Verror Vt= Vt true Verror

S21

Vt Vr

Zx

25

S21 (1-S21)

zx zx

Frequency Frequency

Figure 5b Figure 4 : Principe de mesure Figures 5a et 5b: Erreur gnre par un courant de retour indsirable (I2)

Vector Network AnalyserS11

Port1 (Z0=50)

(S11) Zx+50

Zx-50

Zx

Figure 2 : Mthode port unique

pour les basses frquences infrieures ou gales quelques dizaines de kHz (figure 5b). En d'autres termes, si le chemin suivi par le courant de retour superflu peut tre bloqu, ce problme pourra tre vit. Pour tre plus prcis, le problme pourra tre rsolu en insrant un transformateur du ct dtection ou en coupant la connexion la terre l'aide d'un analyseur permettant d'isoler l'entre par rapport la terre (figure 6). La mthode par shunt tant utilise pour les mesures de faible impdance, il est galement important de s'assurer que les deux bornes de la sonde sont connectes au niveau du point de mesure du DUT ( l'aide d'une connexion quatre bornes). De mme, cette mthode tant utilise pour des mesures de rseau hautes frquences, il est important de faire attention aux paramtres de l'analyseur, tels que la correction d'entre (ouvert, court-circuit, charge) et la correction de la longueur lectrique entre le plan de rfrence et le point de mesure.

error error

r2

Vt

Zx

I2

Isolated input

Figure 6 : Blocage du courant de retour par isolement

Vector Network Port1 Port2 Analyser Zx S21 Zx+25S21

Zx

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Figure 3 : Mthode par shunt eTech - NUMRO10

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NOUVEAUX PRODUITSBRUCELLES LINDSTROMBrucelles de prcision suisses conues pour les composants lectroniques.n En plus de nos brucelles usage gnral, nous stockons des brucelles conues spcifiquement pour la manipulation des composants CMS. Disponibles l'unit ou en assortiment. Critre de recherche sur le site RS: Brucelles Lindstrom

INTERRUPTEURS BASCULE ANTI-MICROBIENS BIPOLAIRES ARCOLECTRIC 6050, AVEC RSISTANCE AUX CLABOUSSURESPremiers composants lectroniques anti-microbiens au monde grce la technologie des ions d'argent BioCote. n La technologie BioCote prolonge la dure de vie de ces interrupteurs bascule grce une protection anti-bactrienne intgre qui limine jusqu' 99,9 % des pathognes, tels que les bactries, les moisissures et les champignons. Idale pour les secteurs de la sant, de la recherche en laboratoire, de l'enseignement, de la restauration et des loisirs, ainsi que pour tous les lieux publics fort passage. Critre de recherche sur le site RS: 749-2415

IDT SRIE 3CNOscillateurs quartz CMOS CrystalFree.n Ces oscillateurs affichent une prcision en frquence de 100 ppm. Leur consommation lectrique reprsente seulement 10 % de celle des oscillateurs quartz. La srie 3C technologie sans quartz fait de ces produits une alternative plus comptitive aux oscillateurs traditionnels. Critre de recherche sur le site RS: 3CN11G

HDR-60 LATTICE SEMICONDUCTORKit de dveloppement de camra vido HDR (High Dynamic Range)n Systme de dveloppement camra vido haute dfinition (HD) prt pour la production bas sur la famille de FPGA LatticeECP3.Ce kit pr-charg avec un pipeline ISP (Image Signal Processing) dvaluation plug and play bas sur des coeurs sous la proprit intellectuelle (IP) de Helion GmbH, un partenaire de Lattice, est prt lemploi. Le traitement dimage est capable de dlivrer une rsolution de 1080p 60 images par seconde avec rduction du bruit 2D et High Dynamic Range (HDR). Critre de recherche sur le site RS: HDR60

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Plus de 5000 nouveaux produits ajouts

NOUVEAUX PRODUITSCONVERTISSEURS DC/DC TRACOPOWER SRIE THL20WIConvertisseurs DC/DC compacts, forte densit de puissance, capables de dlivrer jusqu' 20W.n La srie THL 20WI est la dernire gnration de modules de convertisseur DC/DC densit de puissance optimale. Ces produits peuvent atteindre une puissance de sortie de 20 W avec un botier mtallique de 2,5 x 2,5 x 1 cm seulement. Tous les modles possdent une plage de tensions d'entre 4:1 ultra-large et des tensions de sortie rgules avec prcision. Le rendement lev pouvant atteindre 90 % rend ce produit trs fiable. Applications typiques : quipements mobiles, instrumentation, alimentation des composants lectroniques de communication ou industriels et toute application bnficiant d'un espace restreint sur le CI. Critre de recherche sur le site RS: THL 20

MULTIMTRE NUMRIQUE AGILENT U1273AMultimtre RMS afficheur 30 000 points.

n L'cran OLED du modle U1273A offre des niveaux de contraste et de luminosit exceptionnels. Il permet galement un angle de vue plus large allant jusqu' 160 permettant des relevs corrects du premier coup d'il. Ce multimtre offre une excellente prcision et une large gamme de fonctions. Critre de recherche sur le site RS: U1273

FLUX-OFFLe retrait du flux est crucial pour garantir la fiabilit des circuits. n Les dcapants Flux-Off sont spcialement formuls pour liminer tous les types de flux rsineux, sans nettoyage, solubles dans l'eau et synthtiques. Pulvrisation dans toutes les directions. Critre de recherche sur le site RS: flux off

CAPTEURS INDUCTIFS IFMCapteurs IFM offrant une plage de mesure tendue.n Nous avons largi notre gamme de capteurs inductifs usage gnral IFM. Ces capteurs sont parfaitement adapts un grand nombre d'applications et de dfis conceptuels. Critre de recherche sur le site RS: IFM IFS

GANTS ANTISTATIQUESGants antistatiques blancs peluchage faible, avec revtement de paume PU pour l'assemblage/ l'inspection des pices et composants lectroniques sensibles.n Antistatiques selon EN1149 partie 1:1995 ; peuvent tre utiliss en salle blanche de classe 1 000. De forme troite pour un maximum de dextrit. Vendus par paire. Critre de recherche sur le site RS: 622-6955

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NOUVEAUX PRODUITSPIC32MX MICROCHIP MESUREUR LCR AGILENT TECHNOLOGIES SRIE U1730Les mesureurs LCR portables Agilent srie U1730 permettent d'effectuer des mesures jusqu' 100kHz. Microcontrleur Flash 32bits haute performance, USB, CAN et Ethernet.

n Il offre une gamme de frquences de test tendue et couvre galement de nombreux paramtres de mesure, dont les valeurs Z, L, C, R, DCR, ESR, ainsi que les valeurs D et pour une analyse plus dtaille des composants. La srie U1730C convient parfaitement aux valuations de composants sur ligne de production et aux tests basiques dimpdance. Critre de recherche sur le site RS: Agilent rlc

n Grce une mmoire tendue capable de relever les dfis des conceptions de systme embarqu toujours plus complexes, la famille MX7 coeur de processeur M14K MIPS32, fournit la puissance de traitement, la mmoire et les priphriques ncessaires aux applications les plus avances et sensibles au cot. Critre de recherche sur le site RS: PIC32MX795F512L

CARTE DE DVELOPPEMENT MICROCHIP CHIPKIT MAX32UNO32 et MAX32 sont les premires plateformes microcontrleur 32bits compatibles avec les logiciels et le matriel Arduino existants.n La plateforme chipKIT permet aux amateurs et universitaires de disciplines varies, telles que l'ingnierie mcanique, informatique ou artistique de dvelopper rapidement et facilement des applications embarques originales : commande moteur, affichage LCD, communications cbles ou sans fil, contrle de matrices LED et rseaux de capteurs. Critre de recherche sur le site RS: ChipKit

SUPERCONDENSATEURS NICHICON EVERCAPCes supercondensateurs combinent les caractristiques des batteries et des condensateurs lectrolytiques aluminium.

CARTE ARDUINO MEGA 2560 MICROCONTRLEUR ATMELCarte microcontrleur base sur l'ATmega2560.

n Ces condensateurs haute capacit, longue dure et faible rsistance permettent plus d'un millions de cycles de charge et de dcharge, d'o leur grande fiabilit. Ils fonctionnent galement sur une plage de tempratures beaucoup plus large par rapport aux batteries standard. Critre de recherche sur le site RS: JUMT

n Cette carte contient tout le ncessaire pour la prise en charge du microcontrleur : 54 broches dEntre/ Sortie numriques, 16 entres analogiques, 4 UART, un oscillateur quartz 16 MHz, un port USB, une prise dalimentation Jack, une embase ICSP et un bouton reset. Il suffit de la relier un ordinateur au moyen dun cble USB ou de lalimenter laide dun adaptateur AC/DC ou dune batterie. Critre de recherche sur le site RS: Arduino Mega

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Plus de 5000 nouveaux produits ajouts

NOUVEAUX PRODUITSFPGA XILINX VIRTEX-6Famille de FPGA avec base en silicium haute performance pour plateformes de conception cibles.

CARTE ANIMATRONICLAB SyNERGyBreakout board rassemblant les composants indispensables au prototypage avec le sous-systme AudioCODEC et d'autres composants multimdias interactifs.

n Avec une puissance et un cot rduits de 50% et 20%, cette famille est la combinaison parfaite entre programmabilit, blocs intgrs pour DSP , mmoire et connectivit prise en charge comme avec le transceiver GTX haute vitesse, afin de satisfaire aux demandes croissantes en termes de bande passante et de performances leves. Critre de recherche sur le site RS: Virtex6

n Cette carte est conue pour les essais d'applications audio et animatroniques. Elle dispose d'un module AudioCODEC, de ports USB et SPI pour le transfert des donnes audio et d'un port Ethernet pour les applications de streaming audio. Un pont en H est inclus pour le contrle de moteurs, solnodes ou voyants, afin de permettre l'activation du son, de mouvements et de lumires l'aide d'un signal. L'ensemble de ses caractristiques en font une plateforme fonctionnelle pour de nombreuses applications et l'ajout de points de test pratiques pour les sondes, les oscilloscopes et mme les analyseurs de protocole optimise la visibilit en laboratoire. Critre de recherche sur le site RS: AnimatronicLab

KIT DE DVELOPPEMENT HERCULES TMS570LS TEXAS INSTRUMENTKit haute performance pour applications de scurit critique dans l'automobile.n Le HDK est idal pour les valuations et le lancement de dveloppements sur la plateforme de microcontrleurs de scurit Hercules. Il contient une carte de dveloppement, une alimentation lectrique DC, un cble Mini-USB de type B, un cble Ethernet et un DVD d'installation logicielle. La carte de dveloppement dispose dun mulateur JTAG XDS100V2 embarqu et permet d'accder plusieurs interfaces de communication et de priphriques cls. Critre de recherche sur le site RS: TMDX570LS31HDK

CARTE AUDIOCODEC SyNERGyCette breakout board au format pratique utilise le clbre codec audio du TLV320AIC23B de Texas Instruments pour un prototypage rapide.n Le TLV320AIC23B est un codec audio stro haute performance, dot de fonctionnalits analogiques hautement intgres. Utilisant les standards de l'industrie I2C/SPI pour le contrle et l'I2S pour le transfert de donnes, il permet la lecture et l'enregistrement audio pour toute une gamme de rsolutions et de frquences d'chantillonnage. Ses convertisseurs Analogique/Numrique (ADC) et Numrique/Analogique (DAC) utilisent la technologie multi-bit Sigma-Delta avec filtres d'interpolation numriques et surchantillonnage intgrs. Critre de recherche sur le site RS: AudioCodec

chaque mois sur rswww.fr/electronique

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vitement des dfaillances, tolrance aux pannesDu Dr William Marshall, diteur Contenu Central Semiconducteurs

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Premier volet, dmarche de conception fiable: vitement des pannesAprs l'annonce et le lancement des microcontrleurs de scurit Texas Instruments, Freescale et Infineon, nous prsentons ici le premier volet d'une srie d'articles sur la thorie et les techniques pratiques qui se cachent derrire la fiabilit et la redondance en matire de systmes de scurit critique.Dans le dernier quart du 20e sicle, le terme ordinateur est devenu synonyme de manque de abilit. Chaque fois qu'un systme tombait en panne, la faute tait attribue une erreur informatique. Cette causalit souvent injustie est devenue une excuse facile pour couvrir les erreurs humaines commises par les programmeurs ou les oprateurs. L'ordinateur est ainsi devenu le bouc missaire de nos propres checs et cette situation semblait satisfaire tout le monde, tant que les soi-disant erreurs informatiques n'taient pas l'origine de blessures ou de dcs. Mais la technologie a volu et les ordinateurs ont trouv leur place dans les voitures, puis dans les avions, o la gestion de fonctions non critiques en terme de scurit, telles que les essuie-glaces et la navigation, leur a t cone. Tout a chang avec l'informatisation des systmes de contrle arien : dans un premier temps pour les avions militaires, puis civils, comme l'Airbus A320. Aujourd'hui, mme les voitures sont quipes d'une multitude de microcontrleurs chargs de grer leurs fonctions de scurit, telles que le freinage d'urgence et l'activation des airbags. Google a rcemment dmontr que les voitures sans chauffeur taient tout fait possibles dans la pratique. En quoi cela a-t-il chang l'attitude du public vis-vis des erreurs informatiques ? Les constructeurs d'avions et d'automobiles ont heureusement ralis qu'il n'tait pas acceptable de qualier de simples erreurs informatiques les accidents responsables de centaines de morts. Au cours des cinquante dernires annes, de nombreuses recherches visant rendre les ordinateurs infaillibles ont suivi deux angles d'attaque : l'vitement des pannes, puis la tolrance aux pannes, grce des machines plus intelligentes. En tant que concept, la abilit informatique peut avoir autant de dnitions qu'il existe d'oprateurs et d'utilisateurs. Ces dnitions dpendent galement du point de vue : un installateur informatique pourra considrer que son systme est able si les performances rpondent dans l'ensemble aux exigences. L'avis de l'oprateur pourra tre beaucoup moins favorable si, pour obtenir ces performances, il doit corriger des erreurs et rgulirement faire appel un technicien de maintenance pour remplacer des composants. Le technicien de maintenance pourra juger que le systme n'est pas du tout able s'il doit prendre des mesures prventives, localiser des pannes potentielles et rsoudre d'autres pannes avant que des erreurs n'apparaissent en aval . Cette approche humaine traditionnelle de la abilit n'est tout simplement pas satisfaisante dans le cas des systmes de scurit, tels que les systmes de contrle arien. sur le systme, des dnitions de base sont ncessaires pour les termes panne, dfaillance et erreur : Le terme panne fait rfrence la cause directe d'un fonctionnement incorrect du systme. Il peut s'agir d'une panne de matriel, de synchronisation ou de logiciel (bogues). Elle peut galement tre de nature permanente ou transitoire. Le terme dfaillance fait rfrence un cart par rapport aux spcications du systme en raison d'une panne. Cela signie que le processeur passe un tat incorrect aprs un certain nombre d'tats corrects. Le terme erreur fait rfrence la manire dont la dfaillance de la machine se manifeste dans un calcul de programmation particulier.

Pendant la conception d'un systme, les causes possibles de pannes doivent tre prises en compte. On parle alors de menaces . Le terme menace fait rfrence au stress qui produit une panne. Il peut s'agir d'une erreur environnementale normale, anormale ou d'une erreur de conception.

Deux hypothses sont ncessaires pour obtenir une fonction mathmatique de la abilit : d'une part, les dfaillances du dispositif sont alatoires et donc statistiquement indpendantes les unes par rapport aux autres et, d'autre part, le taux de dfaillance, exprim en nombre de dfaillances par heure, est une constante pendant tout le cycle de vie de l'quipement. Bien que fragiles, ces deux hypothses ont prouv qu'elles taient raisonnablement valides pour les analyses de systmes, condition que certaines conditions soient remplies. L'indpendance statistique suppose qu'une dfaillance de composant n'augmentera pas le stress subi par un composant voisin et n'augmentera donc pas son taux de dfaillance.

Figure 1. Taux de dfaillance dun composant en fonction du temps

Dfinition du terme fiabilit

La abilit est la probabilit quun systme donn accomplisse une fonction requise dans des conditions dtermines pour une dure dnie dans le temps

Elle est donc fonction du temps et varie entre 1 (totalement able) et 0 (pas du tout able). L'objectif du concepteur est de maintenir ce chiffre le plus prs possible du 1 pour le systme, et ce le plus longtemps possible, ou du moins jusqu' la n de la mission ou de la dure de fonctionnement requise. Au cas o quelque chose ne fonctionnerait pas

Lorsque les ordinateurs taient fabriqus partir de transistors, de rsistances et d'autres composants discrets, un courtcircuit aux bornes dun condensateur, par exemple, pouvait provoquer une surcharge sur un transistor et entraner une suite de dfaillances. Les lments logiques des circuits intgrs sont moins susceptibles d'entraner des dommages en cascade et devraient se rapprocher davantage du modle de abilit. La constance du taux de dfaillance peut tre obtenue en ignorant les phases de rodage et d' usure du cycle de vie du systme (gure 1) et en utilisant uniquement Suite page 26 >eTech - NUMRO10

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< Suite de la page 25 la partie plate de la courbe. La phase de rodage devrait liminer la totalit des dfauts intrinsques aux composants, des erreurs de conception matrielle et des bogues de programmation. La abilit thorique d'un module de systme non redondant en fonction du temps s'exprimera donc ainsi : R(t) = e-lt o l correspond un taux de dfaillance constant. Ceci permet d'obtenir la courbe exponentielle de la gure 2. Le module est en thorie parfaitement able. R(t) = 1 lorsque le temps = 0, c'est--dire lorsque le systme entre dans la phase de taux de dfaillance constant de son cycle de vie (gure 1). du systme, d'o une probabilit de fonctionnement correct de 90-99 %, par exemple. Le temps de mission sert gnralement de base de calcul, notamment dans le cas des avions militaires, o la dure MTBF peut tre de quelques heures seulement. Il existe plusieurs moyens d'viter les pannes : Contrle de la qualit des composants. Ceci signie de nos jours une vigilance accrue face aux pices de contrefaon. Rduction importante de la puissance nominale des composants (en n'utilisant que 10 % des capacits de puissance, par exemple). Utilisation des composants plages de tempratures automobiles et militaires. Rduction du stress environnemental l'aide de systmes de refroidissement, etc. Rduction du nombre de composants utiliss pour chaque tche au minimum (conception efcace, sans redondance).

Ces techniques ont t frquemment utilises dans les applications militaires cause de la ncessit de rduire le poids, quel que soit le prix. Le besoin d'une abilit durable tait gnralement secondaire, les temps de mission de ce secteur tant souvent de quelques heures seulement, voire de quelques minutes ou secondes pour les systmes d'armement, tels que les missiles guids. Dans le domaine de la dfense, la faible dtrioration des systmes stocks sans alimentation pendant de longues dures est plus importante. La scurit est galement moins importante que dans le secteur civil. Le temps de mission des projets automobiles et arospatiaux civils peut peut-tre lui aussi tre court, mais le cot associ la conception d'un systme d'vitement des pannes peut tre prohibitif. Heureusement, les circuits intgrs grande chelle offrent une perspective de tolrance aux pannes abordable, avec des systmes dauto-surveillance, de pices de rechange embarques et un r-tablissement automatique. Dans les applications non militaires, la tolrance aux pannes rendra le dveloppement de vhicules sans chauffeur non seulement possible, mais galement sr. Dans la deuxime partie de ce dossier, nous examinerons les implications thoriques et pratiques des designs tolrants aux pannes. Nous utiliserons des exemples issus de laviation avec lAirbus, ainsi que de lexploration spatiale avec la navette et les robots dexploration plantaire.

Figure 2. Fiabilit dune unit simplex

Il est bien sr ncessaire de trouver un moyen de dterminer le moment o le taux de dfaillance du systme devient constant. Une mthode coteuse consiste tester le systme jusqu' ce qu'il quitte sa phase de rodage. Seuls les constructeurs d'quipements militaires ou critiques pour la sant ralisent gnralement ce type de test. Dans le cas des systmes commerciaux et domestiques, les nouveaux produits sont souvent tests sur les consommateurs et le calcul de abilit ajust en fonction des plaintes reues. Frquemment Google a dmontr que les voitures utilise comme paramtre de abilit, sans chauffeur taient tout fait la dure moyenne entre les pannes possibles dans la pratique. (MTBF) correspond tout simplement l'inverse du taux de dfaillance. Pour dterminer le paramtre I ou la dure MTBF d'un module, les taux de dfaillance de tous les composants sont ajouts, conformment l'hypothse d'indpendance statistique. La courbe de la gure 2 montre que lorsque t = MTBF R(t) = 0,37 En d'autres termes, lorsque l'ge , . du systme se rapproche de la dure MTBF la probabilit d'un , fonctionnement sans dfaillance continu est de 37 % seulement. Les processus traditionnels d'vitement des pannes et de tolrance aux pannes visent augmenter la dure MTBF du systme en amliorant les dures MTBF de chacun de ses modules et composants. Cette mthode est utilise jusqu' ce que le temps de mission ou le cycle de vie requis pour l'quipement soit considrablement infrieur la dure MTBF

vitement des pannes

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Bas prol Module d'alimentation c.a./c.c.pour montage sur chssis, rail DIN ou PCB

CBScheme

UL 60950-1

UL 508

SrieTMP et TMPM 4 60W Botier en plastique compact compltement encapsul Modles de sortie simple, double et triple. Connexion aise via le bornier vis (modles 1560W) Modles de montage sur carte (modles 460W) Slection des modles chez RS: Entre universelle 85264V c.a., 47440Hz ou 120370V c.c. Tensions de sortie de 3,3 48V c.c. Indice de protectionll prpar, double isolation Homologations conformes aux normes UL508 et UL60950-1 Protection contre les courts-circuits et les surcharges Conformit CEM pour les applications dans les environnements industriels, rsidentiels et commerciaux Haute abilit

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CONSEILS DE CONCEPTION

EN ASSOCIATION AVEC

Temps/intervalle-mtre avec ATtinyVladimir Mitrovic (Croatie)Ce projet montre que peu de matriel suffit pour construire un temps/intervalle-mtre polyvalent avec une interface sur cran LCD facile utiliser. Un microcontrleur AVR ATtiny2313 mesure lintervalle de temps entre deux transitions logiques dimpulsions appliques sur les entres PD2 et PD3. Des intervalles de temps de 10 s 30 min (!) peuvent tre mesurs avec une rsolution de 1 s dans la gamme des s et de 1 ms quatre heures avec une rsolution de 1 ms dans la gamme des ms. Dans le circuit, le bloc interrupteur DIP S2 dtermine les rglages de linstrument, comme suit : S2 1-8 : slectionne le front de limpulsion (montant ou descendant) sur lequel dmarre la mesure. S2 2-7 : slectionne le front de limpulsion (montant ou descendant) sur lequel sarrte la mesure. S2 3-6 : unit de mesure et rsolution (s ou ms). S2 4-5 : mode de mesure (continu ou oneshot/hold). Une explication dtaille des fonctions et options de configuration des interrupteurs est donne dans le tableau 1. Le temps mesur est affich sur un cran LCD de deux lignes. La premire ligne affiche lintervalle de temps choisi, lunit de mesure et le mode de mesure, la seconde, le temps mesur. La LED D4 est allume durant la mesure et teinte entre deux mesures dintervalle et durant la priode de maintien (hold). Son principal objectif est de montrer que quelque chose se passe pendant de longues priodes de mesure. Si vous le souhaitez, vous pouvez ne pas mettre la LED et R5. Dans la gamme s, le temporisateur/compteur 0 (T/ C0) 8 bits de l Ttiny2313, rgl en mode normal et A avec sa sortie compare match B active, compte Tableau 1. S2 1-8 off off on on x x x x S2 2-7 off on off on x x x x S2 3-6 x x x x on off x x S2 4-5 x x x x x x off on Intervalle de temps mesur Dun front descendant au front descendant suivant. Dun front descendant un front montant (intervalle de temps entre deux impulsions positives). Dun front montant un front descendant (intervalle de temps entre deux impulsions ngatives). Dun front montant au front montant suivant. Mesure en s (t(min) = 10s, t(max) = 1.800 s (30 min)). Mesure en ms (t(min) = 1ms, t(max) = 14.400 s (4 h)). Mesure continue : quand une mesure est finie et que le rsultat est affich, une nouvelle mesure est lance. Mesure simple : quand une mesure est finie et que le rsultat est affich, le programme est bloqu. les fronts de lhorloge systme prdivise. Comme un quartz cadenc 8 MHz est utilis et que le prdiviseur est fix 8, le T/ C0 incrmente de 1 toutes les s. La valeur du registre OCR0B (Output Compare Register B) est fixe 255, ce qui permet la broche OC0B de basculer tous les 256 fronts. La broche OC0B est relie en interne lentre du T/C1 et ce dernier compte les impulsions sur la broche OC0B avec une rsolution de 16 bits. De cette faon, nous avons un compteur matriel 25-bits (T/C1 16 bits + bit OC0B + T/C0 8 bits). Une valeur supplmentaire de 6 bits est implmente dans le logiciel. Lors de la mesure, le programme entre dans une boucle, attendant que le flag stoppe la mesure et scrutant en permanence le drapeau de dpassement du T/C1 (TOV1). Si TOV1 est actif, le programme incrmente le compteur logiciel 6 bits de 1 et dsactive TOV1. Aucune interruption nest utilise ici, car elle risque de retarder la reconnaissance de la condition de stop. Un compteur 31-bits peut compter jusqu 2 147 483 647 s. Pour des raisons pratiques, 1 800 000 000 s (30 min) est considr comme le temps de mesure maximal dans la gamme des s. La gamme des ms est plus ou moins ralise de la mme faon, sauf que lhorloge systme est prdivise par un facteur 8. Aprs la mesure, le rsultat est divis par 125, soit une valeur maximale de 17 179 869 ms. Pour des raisons pratiques, 14 400 000 ms (4 h) est considr comme le temps de mesure maximal dans la gamme des ms. La mesure commence lorsquun front montant ou descendant est dtect sur la broche PD2 (front de dclenchement fix par S2 1-8). Le vecteur dinterruption externe INT0 est alors dclench. La mesure sarrte lorsquun front montant ou descendant est dtect sur PD3 (front de dclenchement fix par S2 2-7). Le vecteur dinterruption externe INT1 est alors dclench. Le programme dvelopp est disponible en tlchargement gratuit ladresse [1]. Il est crit avec BASCOM AVR et intgre le code assembleur des interruptions et autres routines temps-rels. Dans la boucle principale, le programme surveille en permanence les switchs (S2), lance une mesure et affiche le rsultat. Sil y a changement des rglages par rapport la prcdente lecture, la nouvelle gamme de mesure, le mode de dmarrage et/ou darrt sont modifis et la premire ligne de lcran mise jour. Au dbut de la routine de mesure, les registres de comptage du T/C et le registre de comptage du logiciel (pour les bits 26 31) sont effacs, le bit OC0B est rinitialis et linterruption externe INT0 est active. Aprs cela, le programme boucle,

(x = tat indiffrent)

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CONSEILS DE CONCEPTION

1N4001 K1

D1

1

IC1 78L052

LCD13

VCCC2 100n R3

VCC

DEM16217 16x2LED+ LEDD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 E R/W RS VL VDD VSS 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

C1 +8-25V 22uF 35V

10k

S1 D2

C3 100n 1 2 3 6 7 8 9 11 PA2/RESET

VCC

20

39R

R4

VCCD4

BAT41R2 1k

K2 BAT41

D3

(SCK) PB7 PD0 (RxD) (MISO) PB6 (MOSI) PB5 PD1 (TxD) PD2 (INT0) PB4 (OCI) PB3 PD3 (INT1) PD4 (T0) Attiny2313 PB2 PD5 (T1) (AIN1) PB1 (AIN0) PB0 PD6 (ICP)

IC2

19 18 17 16 15 14 13 12

P1

C6 100n

1k8

R5 10k

VCCK3MOSI RST SCK MISO 1 3 5 7 9 2 4 6 8 10

XTAL1

XTAL2 X1 4 C5 8MHz 22p

S2 R1 10k 1 2 3 4

C4 8 7 6 5 47p

10

5

GND

080876 - 11

attendant linterruption INT0 qui dclenchera la routine dinterruption INT0. Dans cette-ci, le T/C0 est dmarr, certains compteurs sont initialiss, la LED D3 est allume, linterruption INT0 est dsactive pour inhiber le renclenchement et linterruption INT1 est activ. Le programme continue dans sa boucle, attendant quune interruption se produise sur INT1, qui dclenchera alors la routine dinterruption INT1. Dans celle-ci, le T/C0 est stopp et les interruptions externes sont dsactives. Le T/C1 est lanc au dbut du programme et il nest pas ncessaire de larrter ni de le redmarrer au cours de lexcution du programme. En effet, comme il compte les fronts du signal issu du T/ C0, il dmarrera et sarrtera en mme temps. Une mesure est termine lorsque la routine de mesure voit que les interruptions externes sont dsactives. Le rsultat est recueilli par les registres matriel et logiciel, la LED D3 est teinte, certains calculs sont effectus et lintervalle de temps mesur est affich sur la ligne infrieure de lafficheur. Concernant la prcision, la partie matrielle du compteur compte les impulsions de lhorloge et il ny a aucun risque de faux comptage. Le compteur logiciel compte les overflows du T/C1 avec un retard de quelques cycles. Cependant, lorsque les horloges sont arrtes, la partie logicielle du compteur est synchronise avec sa partie matrielle. Les routines dinterruption INT0 et INT1 ont t crites

avec beaucoup dattention, et il y a exactement le mme dlai entre le dbut de la routine et le moment o le T/C0 est lanc, et arrt dans lautre routine. Il y a un petit retard entre linstant o linterruption externe est dclenche et linstant o la routine dinterruption commence sexcuter. La dure de ce dlai dpend de linstruction qui tait en cours dexcution lorsque linterruption est dclenche. Les instructions sexcutent en 1 4 cycles dhorloge, donc la diffrence peut aller jusqu 3 cycles dhorloge. Cependant, comme le T/C0 compte lhorloge systme divise par 8, cela provoquera une erreur de seulement 1 sur le dernier chiffre dans les deux gammes (s et ms). Ainsi, le seul facteur qui influe de manire significative sur la prcision globale est la prcision du quartz. Prenez cela en compte lorsque vous voyez t = 123456789 s sur laffichage. La seconde chose considrer est le temps de mesure, qui peut durer des heures dans la gamme des ms. Par consquent, un compteur logiciel spcial est activ au cours de la boucle dattente (il y a deux boucles dattente lors de la mesure : attente du signal de dbut et attente le signal darrt). Ce compteur compte jusquau temps de mesure maximal prdfini et, sil est atteint, stoppe la mesure et affiche t > 14400000 . Initialement, les temps de mesure maximales sont fixs des valeurs

maximales autorises, cest--dire 30 min dans la gamme des s et 4 h dans la gamme des ms. Comme les autres interrupteurs, S2 4-5 est lu avant que la mesure commence. Cependant, le programme agit dune manire diffrente si cet interrupteur est ferm (et le mode oneshot/hold activ) : Le compteur du temps de mesure maximal est bloqu lors de lattente du signal de dpart, mais il est de nouveau activ lors de lattente du signal darrt (ce qui permet des temps dattente de dure indtermine si des impulsions non rptitives se produisent,mme si la dure de limpulsion est toujours limite au temps de mesure maximal). Lorsque le rsultat est affich, le programme attend dans une boucle, scrutant en permanence S2 4-5 et continue ds que linterrupteur est ouvert. Le programme Tmeter_Elektor.bas fourni pour le projet doit tre charg dans le microcontrleur ATtiny2313 avant la premire utilisation. Veillez mettre les bits Flash Fuse la valeur adquate pour lutilisation dun quartz (CKSEL3...0 = 1111)

Suite page 30 >eTech - NUMRO10

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CONSEILS DE CONCEPTION< Suite de la page 29 car par dfaut, cest loscillateur RC interne qui est slectionn. Il est trs important que le quartz soit exactement cadenc 8,000 MHz, car cela influe sur la prcision. Un condensateur variable (C4) est prvu pour ajuster sa frquence. Si vous tes satisfait de sa prcision, remplacez C4 avec un condensateur dune valeur fixe. Vous pouvez galement utiliser un oscillateur quartz de prcision pour piloter le microcontrleur. Dans ce cas, tez C4, C5 et X1 et connectez la sortie de loscillateur lentre XTAL1. Ajustez P1 pour optimiser le contraste de laffichage. Dans le programme, les temps de mesure maximales sont dfinis comme des constantes au dbut : Const Tmax_us_default = 1800 max measuring time for us range [s] Const Tmax_ms_default = 14400 max measuring time for ms range [s] Les valeurs montres sont les temps de mesure maximales recommands, mais lutilisateur pourrait les remplacer avec des valeurs les plus basses. Bien sr, il est ncessaire de recompiler le programme et de reprogrammer le microcontrleur aprs un tel changement. Il est trs important de choisir le temps de mesure optimal car le programme boucle et attendra pendant ce mme laps de temps si le niveau dentre est constant (ou bien il devra attendre jusqu deux fois le temps de mesure maximale dans le cas de transitions trop lentes). Une autre faon de modifier le temps de mesure maximal est de dfinir les valeurs appropries comme des valeurs binaires non signes de 16-bits dans lEEPROM du microcontrleur (conformment au tableau 2). Ces valeurs doivent tre donnes en secondes. La logique du programme est la suivante : Si lEEPROM est vide (FFh), les temps de mesure maximales dfinis dans le programme seront utiliss. Si la valeur de lEEPROM pour la gamme des s est suprieure 1800, le temps de mesure maximal pour cette gamme dfini dans le programme sera utilis. Si la valeur de lEEPROM pour la gamme des ms est suprieure 14400, le temps de mesure maximal pour cette gamme dfini dans le programme sera utilis. Toute valeur de lEEPROM qui se situe dans lintervalle autoris sera utilise la place du temps de mesure maximal pour la gamme correspondante dfini dans le programme. Les interrupteurs de configuration sont lus au dbut de la boucle principale du programme. Cela peut tre source de confusion avec une mesure sur une longue dure car les anciens paramtres et les rsultats prcdents sont affichs jusqu ce que la mesure en cours soit termine et que le rsultat soit affich. Vous pouvez acclrer le processus si vous rinitialisez