Các kỹ sư phát triển những giải pháp yêu cầu tín hiệu định thời nghiêm ngặt cho ứng dụng điều khiển động cơ, tự động hóa công nghiệp và an toàn ô tô thường gặp khó khăn do độ trễ cũng như sự thiếu ổn định khi triển khai bằng phần mềm. Nhằm xử lý những thách thức này mà không làm tăng chi phí hay độ phức tạp của thiết kế đa chip, Microchip Technology (Nasdaq: MCHP) đang mở rộng danh mục vi điều khiển dựa trên Khối logic có thể cấu hình (Configurable Logic Block – CLB). Hai dòng PIC16F13276 và PIC18-Q35 kết hợp mạch logic có thể lập trình tương tự Thiết bị logic lập trình phức tạp (Complex Programmable Logic Device – CPLD) với MCU trong cùng một thiết bị tiêu thụ điện năng thấp.
CLB của Microchip được xây dựng để đơn giản hóa khả năng đa nhiệm bằng cách cho phép người dùng triển khai các chức năng logic trên phần cứng chuyên dụng thay vì phụ thuộc vào phần mềm. Cách tiếp cận này giúp giảm tiêu thụ điện năng, cải thiện độ ổn định của hệ thống và tăng thông lượng so với các giải pháp MCU thuần phần mềm hoặc mô hình CPLD cộng MCU rời rạc. Những thiết bị mới còn hỗ trợ tùy chọn tự động nạp CLB khi bật nguồn hoặc reset, giúp logic có thể khởi chạy độc lập với CPU, từ đó bảo đảm quá trình khởi động luôn ổn định theo yêu cầu trong các hệ thống an toàn chức năng, công nghiệp và ô tô.
Dòng PIC16F13276 sở hữu 32 phần tử logic, trong khi PIC18-Q35 có 128 phần tử logic, cho phép kỹ sư triển khai logic song song ổn định cùng chức năng điều khiển nhúng trên cùng một chip. Mô hình tích hợp này có thể thay thế các thiết kế dùng CPLD và MCU riêng lẻ, qua đó giảm chi phí linh kiện (BOM), tiết kiệm diện tích bo mạch và cắt giảm chi phí cũng như độ phức tạp tổng thể của hệ thống.
“Việc phát triển sản phẩm mới của chúng tôi không chỉ đơn thuần là để đối phó với các đối thủ cạnh tranh, mà còn hướng tới giải quyết một cách hiệu quả những thách thức thực tế về thiết kế”, ông Greg Robinson, Phó chủ tịch phụ trách bộ phận kinh doanh MCU của Microchip cho biết. “Bằng cách kích hoạt chức năng giống như CPLD trên một bộ vi điều khiển có mức độ tiêu thụ điện năng thấp, tiết kiệm chi phí, hai dòng sản phẩm này mang đến cho các kỹ sư một giải pháp dễ dàng để bổ sung thêm logic có thể lập trình vào thiết kế của họ”.
Các thiết bị này vẫn tương thích với những thiết kế PIC16 và PIC18 hiện có, cho phép khách hàng bổ sung logic dựa trên phần cứng mà không cần thiết kế lại toàn bộ hệ thống. Bên cạnh đó, tính năng Vô hiệu hóa giao diện lập trình và gỡ lỗi (Programming and Debugging Interface Disable – PDID) giúp tăng khả năng chống can thiệp, bảo vệ thiết bị trước truy cập trái phép cũng như những thay đổi mang tính phá hoại đối với thiết kế.
Nhờ đường truyền tín hiệu định thời dựa trên phần cứng, CLB của Microchip xử lý các hạn chế về timing thường gặp trong hệ thống dựa vào phần mềm. Đồng thời, công cụ phân tích định thời CLB cho phép nhà thiết kế nhận diện sớm độ trễ tín hiệu, các đường truyền tín hiệu quan trọng và rủi ro timing tiềm ẩn ngay từ giai đoạn phát triển. Việc phát hiện trước những vấn đề này góp phần rút ngắn thời gian sửa lỗi. Thông tin chi tiết hơn về danh mục MCU hỗ trợ CLB của Microchip hiện đã được giới thiệu trên trang web của hãng.
Công cụ phát triển dành cho thiết kế logic
Công cụ Cấu hình CLB nâng cao của Microchip hiện đã có mặt trong Microsoft Visual Studio Code (VS Code), hỗ trợ tăng tốc phát triển logic thông qua giao diện đồ họa kéo thả trực quan. Công cụ tổng hợp CLB tích hợp kết hợp thiết kế logic với khả năng phân tích định thời, mô phỏng và gỡ lỗi phần cứng, giúp nhà phát triển kiểm tra chức năng, quan sát hoạt động theo thời gian thực và xác thực timing chính xác mà không cần viết mã HDL hoặc cấu hình thanh ghi thủ công. PIC16F13276 và PIC18-Q35 cũng được hỗ trợ bởi hệ sinh thái phát triển toàn diện của Microchip, gồm MPLAB X IDE và MPLAB Code Configurator (MCC). Bộ công cụ dùng thử PIC18F56Q35 Curiosity Nano (EV55P36A) cùng PIC16F13276 Curiosity Nano (EV18Z11A) mang đến nền tảng phần cứng sẵn sàng sử dụng, tối ưu chi phí, đi kèm đầy đủ khả năng lập trình và gỡ lỗi để phục vụ phát triển nguyên mẫu và đánh giá nhanh.
Giá bán và tình trạng sẵn có của sản phẩm
PIC16F13276 MCU có giá khởi điểm từ 0.32 USD khi mua số lượng lớn, trong khi các thiết bị PIC18-Q35 có giá từ 0.62 USD với đơn hàng số lượng lớn. Khách hàng có thể đặt mua trực tiếp từ Microchip hoặc liên hệ đại diện bán hàng hoặc nhà phân phối được Microchip ủy quyền trên toàn thế giới.
