Microchip PIC32MZ

A nova família de microcontroladores Microchip de alta performance PIC32 traz muitas novidades: os velozes microcontroladores Microchip PIC32MZ.
PIC32MZ

Apresentação

A nova família de microcontroladores Microchip de alta performance PIC32 traz muitas novidades. É conhecida como PIC32MZ. Esse microcontrolador é baseado na arquitetura MIPS32® Enhanced (Release 2) com core M4K e possui pipeline de 5 estágios. Além disso, possui MMU (Memory Map Unit ) para endereçamento virtual.

Dê uma olhada na figura abaixo para conferir como é a arquitetura interna desse microcontrolador e o que a família apresenta. Este é o mais poderoso microcontrolador da Microchip e um dos melhores do mundo para aplicações que exigem uma solução como essa.

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Se comparado ao PIC32MX, o microcontrolador mais “potente” da Microchip até então:

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Principais Características

Algumas características interessantes, que saltam aos olhos nessa família:

Em vários microcontroladores dessa família, não todos, o microcontrolador pode operar a até 200 MHz (330 DMIPS de performance ou 3,28 CoreMarks™/MHz – quase 3 vezes mais rápido que os PIC32MX mais rápidos ). Atualmente estão disponíveis para testes, amostras e em produção, apenas os com até 100 MHz de frequencia de operação, no entanto.

Dispõem de até 2 MB de Flash, porém as opções de 1 MB e 2MB também ainda não estão sendo fabricados em escala. A opção de 512 KB de Flash interna já está disponível para compra.

Será possível encontrar CIs dessa família de até 512 KB de SRAM, no entanto está em fabricação chips com até 256 KB de SRAM interna. Já estão disponíveis para venda chips com 12 kB de Flash Auxiliar, mas está previsto 160 KB de Flash auxiliar nos microcontroladores mais poderosos que ainda não estão disponíveis para compra em larga escala.

Esse microcontrolador é uma opção muito interessante para dispositivos que exigem uma USB High-Speed, padrão de comunicação que alcança até 480 Mbps. A PHY é interna ao microcontrolador e possui a opção de operação USB On-The-Go. Para isso, é necessário um cristal externo de 12 ou 24 MHz. No entanto, para aplicações que não exigem USB High-Speed, talvez valha a pena considerar o PIC18F45K50, que não precisa de cristal externo para funcionar sua USB 2.0 (operação em device apenas).

O controlador Ethernet do PIC32MZ é um periférico que exige um CI de PHY externo para conectar o mirocontrolador à rede Ethernet. Suporta 10/100 Mbps, operação em full e half duplex e consegue se comunicar com o PHY externo pelas interfaces RMII ( Reduced Media Independent Interface ) ou MII ( Media Independent Interface ). Pode-se utilizar o DMA interno do micro pra ajudar no gerenciamento dos dados trafegados pela rede, presentes na RAM do microcontrolador durante o tráfego de dados. A Microchip comprou a empresa SMSC há poucos meses, e uma solução simples de interligar o micro na rede é utilizar um CI da SMSC LAN8720A, o mesmo que é utilizado na PHY Daughter board que pode ser acessado nesse link. O esquemático está disponível nesse link e nele pode-se ver todos os detalhes das ligações elétricas desse CI.

O PIC32MZ conta com até 28 canais de AD de 10 bits de resolução (está previsto até 48 canais), com velocidades de conversão de 28 Mbps.

Essa família de microcontroladores apresenta como opção um hardware criptográfico completo, com um Gerador de números aleatórios real (TRNG -True Random Number Generator ) para encriptação, decriptação e autenticação (AES, 3DES, SHA, MD5 e HMAC).

Além dos periféricos apresentados, esse micro tambem possui:

  • Dual CAN 2.0b
  • UART
  • SPI
  • I2S
  • I2C
  • SQI (Serial Quad Interface, utilizado principalmente como interface serial de memória flash externa)

Possui também como destaque possibilidade para comunicação com memórias externas que podem funcionar a até 50 MHz e com 16 bits de interface.

Simplicidade de hardware

O hardware mínimo do PIC32MZ continua simples. Veja o que a Microchip propõe – Não é fantático?

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Encapsulamento

Existem diversos tipos de encapsulamento, dependendo do número de pinos utilizados. O tradicional SPDIP ainda está disponível nessa família, o que facilita muito a vida dos hobbystas de plantão e os projetistas que querem testes rápidos. Os encapsulamentos TQFP, QFN, SOIC, SPDIP e SSOP podem ser encontrados para esse componente. O encapsulamento VTLA, não comumente visto no mercado, também é opção disponível de encapsulamento. A figura abaixo ilustra um VTLA com duas fileiras de pads. Veja que, nesse encapsumento, não temos acesso aos pinos do CI. Interessante notar que a Microchip não disponibilizou o encapsulamento BGA pra nenhum de seus PIC32MZs.

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No próximo artigo vou apresentar o novo KIT de desenvolvimento com o PIC32MZ, o PIC32MZ EC Starter Kit with Crypto Engine (DM320006-C) em conjunto com a placa de expansão ethernet LAN8720A PHY Daughter Board (AC320004-3).

Observação

É interessante dar uma conferida no documento de Errata desse microcontrolador. Algumas informações não podem deixar de ser notadas. Para a revisão C do PIC32MZ:

  • A velocidade da SPI máxima é de 27 MHz.
  • O modo Ethernet MII não está disponível em PICs de 64 pinos.
  • O modo Open-drain somente pode ser utilizado se o IO estiver configurado como saída.
  • Problemas na implementação de operações de baixo consumo (sleep e dream modes).
  • SQI não funciona
  • É necessário que se espere por 3 segundos antes de utilizar a USB, após ligar seu PLL.
  • O True Random Number Generator não funciona.
  • I2C apresenta alguns problemas de funcionamento, bem como alguns outros periféricos e exigem workarounds.

 É sabido que, nas próximas revisões desse microcontrolador, esses problemas serão sanados.

Referências

Apresentação da Microchip dessa família

Artigo da Embedded.com

PIC32 Family Reference Manual, Sect. 01 Introduction

PIC32 Family Reference Manual, Sect. 02 CPU for Devices with M4K Core

Forum Microchip

Youtube – como utilizar a placa de avaliação do PIC32MZ

Errata Sheet

Agradecimentos: Artigo revisado por Carlos Marcio Freitas e Fábio Souza.

[atualizado em 6 de maio de 2014 por Thiago Lima]
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Nivaldo Zacarias Jr.
Nivaldo Zacarias Junior
23/04/2014 08:41

Ótimo artigo Thiago!
Atualmente o uControladores estão avançando muito rápidamente, é complicado acompanhar.
Sou estudante e hobbysta, gostaria de especializar-me em embarcados, você pederia indicar cursos específicos na área, uma vez que na universidade vemos muito superficialmente todos os assuntos.
Grato.
Nivaldo Zacarias Jr.

Thiago Lima
Reply to  Nivaldo Zacarias Junior
24/04/2014 09:26

Sim, claro.

Me mande email por favor no @Fabricio Oliveira.com.br">thiago.lima@Fabricio Oliveira.com.br que posso te ajudar.

Marcelo Barros de almeida
Marcelo Barros
23/07/2016 12:06

Olha, Thiago, tentamos usar e não gostamos desse processador. Além dos vários problemas sérios não corrigidos (parabéns por citar a errata), não gostei também do harmony nem da documentação. A concorrência, como um stm32f4 e o stcube, estão bem mais maduros. Mas, enfim, para quem já investiu muito tempo em microchip, é uma migração natural, compreensível.

trackback
24/04/2014 01:01

[…] MIPS32® Enhanced (Release 2) com core M4K. Para mais informações sobre esse micro, veja o artigo escrito por mim ou, claro, para todas as informações, o site da Microchip. Uma das placas se chama PIC32MZ EC […]

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