Halaman

Sabtu, 03 Desember 2016

Makalah MSP 430 Mikrokontroler

Pengertian MSP 430 Mikrokontroler

MSP430 adalah sebuah keluarga mikrokontroler keluaran Texas Instrument yang setara dengan ATMEGA8 produk Intel. Mikrokontroler ini berbasis 16-bit RISC yang memiliki beragam seri. Berbagai macam fitur (embedded modul) tersedia secara khas untuk masing-masing seri. Mikrokontroler ini menawarkan keunggulan tersendiri yaitu konsumsi daya yang sangat rendah dengan didukung beberapa alternatif sumber clock dan sleep mode.
Dasar Texas Instrument MCU sebenarnya adalah kemajuan teknologi, yang mana konsentensinya memiliki tiga landasan
  • tidak merubah memory
  • daya rendah
  • analog didalam node

TI melanjutkan inovasi dan menekan keterbatasan agar kita dapat menggunakan kemajuan teknologi yang terbaik untuk desain mikro kontroler.

130 nm process


Fitur FRAM (Ferroelectric Random Access Memory) , menerima 100,000x read/write tanpa banyak menguras daya baterai, yang mana hasilnya sepanjang waktunya mengoleksi data-data dengan menggunakan penggunaan daya rendah.

65 nm process


Proses node ini melanjutkan kinerja vektor dan memungkinkan MHz yang lebih atau Clock-rate yang lebih tinggi, menerima kinerja aplikasi yang tinggi yang selalu relatif menggunakan daya rendah.

Future Nodes


TI is always looking on the horizon for the next biggest differentiator in process technology — we never stop innovating in this space. TI selalu melihat perkembangan jaman untuk pembeda terbesar berikutnya di jaman kemajuan teknologi. Kami tidak akan pernah berhenti.


            Beberapa fitur sudah saya coba melalui eksperimen menggunakan seri MSP430F1610. Basic fitur seperti timer, interrupt, UART, USART (I2C dan SPI), 8 channel ADC 12-bit dan 2 channel DAC 12-bit serta embedded hardware multiplier semuanya sudah tertanam dalam satu chip. Dengan dukungan embedded modul-modul diatas dan 16-bit RISC CPU membuat waktu eksekusinya sangat cepat. Apalagi jika didukung oleh tool pemrograman level tinggi semacam IAR yang support dengan bahasa C bahkan C++, semakin membuat kita dimanjakan oleh kemudahan object oriented programming dalam implementasi system yang kita inginkan.

Setidaknya ada 3 hal yang menurut saya cukup menarik dan menjadi kelebihan dari mikrokontroler ini yaitu :

* Clock management. Keluarga MSP430 bisa memiliki 3 sumber clock yang independent satu sama lainnya dimana masing-masing clock tersebut dapat di setting sesuai keinginan kita. Selain itu sumber clock juga dapat kita atur secara bebas untuk men-drive modul-modul dimana tiap modul bisa memiliki sumber clock yang berbeda sesuai keinginan kita. Dengan demikian ini akan menguntungkan dalam efisiensi konsumsi daya. Sebagai contoh untuk modul yang beroperasi dengan frekuensi rendah bisa menggunakan sumber clock yang frekuensinya rendah juga, ini akan dapat menghemat konsumsi daya. Apalagi dengan tersedianya beberapamode sleep, akan memberikan dampak yang cukup signifikan dalam menghemat energy.
* Embedded Hardware Multiplier. Dengan adanya embedded hardware multiplier kita dapat melakukan operasi perkalian data 16-bit secara cepat, tanpa harus membuat code atau library tersendiri yang lebih boros memori maupun waktu eksekusi.
* Register Modulasi (UxMCTL). Register ini berada pada modul UART yang berfungsi untuk meminimalkan error yang terjadi sebagai akibat akumulasi baudrate error. Pada kenyataanya terkadang kita tidak bisa mendapatkan nilai baudrate yang sama persis sesuai dengan yang kita harapkan misalnya 115200 bps, 57600 bps dll yang berasal dari sumber clock utama atau turunannya. Nilai baudrate yang dapat kita gunakan sering hanya merupakan pendekatan atau pembulatan ke nilai baudrate terdekat saja. Untuk transmisi data dengan kecepatan tinggi dan terus menerus, error yang ada sebagai akibat pembulatan diatas dapat terakumulasi sehingga suatu saat bisa menimbulkan kesalahan penerimaan data. Namun dengan adanya register modulasi, total akumulasi error yang terjadi dalam setiap pengiriman data dapat diperkecil sehingga kemungkinan kesalahan penerimaan data menjadi lebih kecil pula.
Keluarga MSP430 lebih cocok diimplementasikan pada sistem yang menuntut spesifikasi low power consumtion (penggunaan dengan daya rendah) sedangkan keluarga AVR lebih cocok untuk sistem yang menuntut spesifikasi low cost product (produk dengan harga terjangkau/murah). Beberapa tahun terakhir pasar mikrokontroler di indonesia cukup didominasi oleh ATMEL oleh karena itu wajar jika belakangan ini para mikrokontrolist di indonesia banyak yang menjatuhkan pilihannya kepada AVR sebagai generasi terbaru dari ATMEL. Selain itu mikrokontroler AVR dengan fitur yang sama/hampir sama memiliki harga yang lebih murah bila dibandingkan dengan mikrokontroler MSP430. Sehingga AVR menjadi sangat populer di indonesia. Namun demikian jika suatu saat produk-produk mikrokontroler yang lain bisa tersedia dipasar indonesia dengan mudah saya kira kecenderungan para mikrokontrolist indonesia terhadap AVR akan berkurang dan dapat tersaingi dengan ketat oleh mikrokontroler yang lain seperti MSP430 misalnya, karena masing-masing keluarga mikrokontroler berusaha menawarkan fitur-fitur istimewa yang spesifik.
Salah satu kelebihan mikrokontroller MSP430  adalah memiliki sensor suhu/temperatur internal. Dengan demikian Anda tidak butuh lagi sensor suhu eksternal semacam LM35 atau thermocouple sehingga dapat menghemat rangkaian, dimensi alat dan tentu saja biaya.
Untuk dapat menggunakan sensor suhu internal ini, ada variabel internal yang bernama ‘TEMPSENSOR’ yang digunakan untuk mengakses nilai pengukuran suhu. Sebagai catatan, variabel ini hanya tersedia jika Anda menggunakan ‘Energia’ sebagai IDE (Integrated Development Environment) atau tools pemrograman MSP430. Rumus yang digunakan untuk mendapatkan nilai suhu adalah sebagai berikut
(TEMPSENSOR*27069 – 18169625) *10 >> 16, dengan tanda ‘>>’ menunjukkan pergeseran bit ke kanan sebanyak 16 langkah (bit shift right).
Karena suhu adalah sebuah besaran analog, maka Anda harus menambahkan function ‘analogRead’ sehingga kodenya menjadi ((uint32_t)analogRead(TEMPSENSOR)*27069 – 18169625) *10 >> 16.

Msp 430 mikrokontroler berdaya rendah dari Texas Instruments (TI) merupakan RISC-based (Reduced Instruction Set Computer-Based), dengan bermacam macam sinyal prosesor  yang menggabungkan analog pintar / perangkat digital termasuk fitur dasar seperti daya rendah (low-power)yang tertanam RF (Radio Frequency) dan keamanan seperti AES(Advanced Encryption Standard ). Msp mikrokontroler memberikan solusi utama untuk berbagai perusahaan aplikasi berdaya rendah dan portabel  Kami juga memberikan semuaalat  pengembangan perangkat keras dan tertanam perangkat lunak di perlukan. Ditambah lagi, TI memiliki banyak komponen yang saling melengkapi untuk memenuhi kebutuhan. Di bawah kamu akan melihat sebuah contoh mengenai msp mikrokontroler dari sebuah perusahaan aplikasi. Konsep ini juga dapat diterapkan untuk beragam perusahaan aplikasi dan untuk para konsumen .


Ultra-low-power (Daya Sangat Rendah/Kecil)

Lowest standby power (Mode Siaga Daya Teredah) - sebagian besar dari aplikasi berjalan di bawah 25 mhz
Lowest power data acquisition (Daya Penggunaan Data Terendah) - ADC dan komprator internal window untuk mengurangi waktu nyala CPU
Design yang fleksibel - keluasan 16-bit portfolio, termasuk sekarang yang menyatu denganteknologi FRAM
System on chip options – adanya pengelolahan daya yang terpadu, analog front ends, perangkat LCD, and fitur keamanan


Daya Rendah dan Performa

Advanced computing  (kemampuan komputasi) – hingga  48MHz dan daya aktif terendah
Performa terbaik - 1MSPS ADC dengan proses cepat melalui komunikasi serial antarmuka
Desain headroom – hingga  512 KB Memori Flash and 64 KB RAM pada kemajuan algoritma, didukung oleh pengelolah gambar/citra  dan susunan konektivitas
Meminimalisir komponen yang terpisah  – adanya pengelolahan daya yang terpadu, analog front ends, perangkat LCD, dan fitur keamanan

MSP Berdaya Rendah


Daya terendah MSP 16-bit dan 32-bit mikrokontroler menawarkan penggunaan daya terendah di perusahaan dan sampai sekarang, Anda bisa lihat sendiri. Embedded Mikroprosesor Benchmark Konsorsium (EMBC) kini menawarkan patokan ULPBench ™. patokan ULPBENCH baru ini menyumbang fungsi sistem yang mencakup real-time Clock, mode daya dan perangkat keras saling terpadu.
Hal ini memberikan perbandingan dari tingkat sistem saat ini dan energi efisiensi di seluruh mikrokontroler. Hasil yang tersedia saat ini, atau pengembangan dapat menggunakan ULPBench Energi monitor ™  untuk membandingkan perangkatnya sendiri.
MSP mikrokontroler rendah daya tampil 30 persen lebih baik dari pesaing terdekat karena desain difokuskan pada aplikasi di tingkat penggunaan daya yang mencakup proses manufaktur rendah kebocoran, desain / arsitektur, dan kemampuan penghematan daya perangkat lunak yang dikelola (individu perifer dan lima tingkat perangkat mode daya rendah (Low-Power Modes/daya terrendah)). Daya terendah ini menggabungkan Clock Gating dan penggunaan frekuensi Clock yang rendah / tinggi untuk memberikan penggunaan yang optimal saat ini, kinerja, operasi perifer otonom, dan minimal power-up latency..
Mode daya rendah produktif memungkinkan:
• Menggambil Sampel ADC
• Transfer data seluruh memori
• Sinyal PWM output
• LCD yang diperbarui
• Mengirim dan menerima komunikasi serial


Perangkat Tambahan Terintegrasi



400 lebih perangkat dari MSP menawarkan perangkat tambahan berkinerja tinggi termasuk USB, RF, pengendali LCD dan Sigma-Delta ADC. Hal ini memungkinkan desainer untuk menemukan perangkat MSP yang tepat untuk banyak aplikasi daya rendah. Integrasi ini memungkinkan solusi dengan fisik lebih kecil dan lebih murah.
Perangkat tambahan ini telah dirancang untuk memberikan fungsi yang maksimal dan memberikan tingkat sistem interupsi, reset dan bus arbitrase di daya terendah. Banyak peripheral dapat berfungsi secara otonom, sehingga meminimalkan waktu kerja CPU yang dihabiskan dalam mode aktif. Ini berarti bahwa MSP mikrokontroler menawarkan lebih kinerja dengan daya yang lebih kecil.





Perangkat Tambahan

Keterangan :

Hardware Multiplier


Portofolio MSP low-power mikrokontroler memberikan modul penjumlahan 32-bit dan 16-bit yang ada di pada perangkat. Perangkat tersebut dapat digunakan yang terdapat di dalam mikrokontroler tipe berdaya rendah. Dikombinasikan dengan tetap optimal dan floating-point math libraries, kinerja msp mcu dapat mengalami peningkatan secara dramatis .
Fitur:
  • Tersedia 16-bit or 32-bit  
  • CPU yang mandiri

Manfaat:

  • meningkatkan kemampuan operasi penghitungan perangkat dengan lebih cepat
  • menghemat pemakaian baterai dengan operasi daya rendah
  • desain yang fleksibel memungkinkan mendukung banyak aplikasi

Keamanan  (Security)


MSP daya rendah, kemajuan portofolio  mikrokontroler menyediakan sistem keamanan tambahan yang memungkinkan pelanggan kami untuk mencegah, mendeteksi dan merespon perilaku yang tidak diinginkan atau perilaku berbahaya, termasuk MCU yang palsu/rekayasa. Perlindungan mikrokontroler yang maju ini sudah termasuk fitur standar pembuatan sandi (Advanced Encryption Standard (AES) ), IP enkapsulasi perlindungan memori, anti-sabotase, kelebihan dari FRAM.


Terlindungi in-field firmware terbaru untuk daya terendah MCUs dengan MSP Crypto-Bootloader



FRAM

FRAM, atau Ferroelectric Random Access Memory, adalah jenis memori nonvolatile yang menggabungkan kecepatan, daya rendah, daya tahan, dan fleksibilitas dari FRAM dengan keandalan dan stabilitas flash untuk menggabungkan program dan data ke dalam satu ruang memori yang terpadu dalam daya terendah dan termudah untuk menggunakan arsitektur mikrokontroler.
• Daya Rendah                                                           
• Seluruh Data Lebih Cepat   
• Daya Tahan Penulisan Hampir Tak Terbatas                                   
• Banyak pilihan desain program memori atau data

Smart Analog


Dengan IP yang menargetkan spesifikasi pasar dan kebutuhan tertentu pelanggan, pelanggan dapat lebih lanjut mengoptimalkan kinerja desain sistem. Misalnya, berikut adalah beberapa kritis ips yang menentukan perbedaan :
  • Strategi TI yang terpadu smart analog dan perangkat tambahan digital untuk meyakinan pelanggan agar terpengaruh pengoptimalan MCU untuk spesifikasi aplikasi-aplikasinya. Integrasi perangkat tambahan ini juga mengurangi bagian jumlah diskrit, yang membantu untuk mengurangi biaya BOM bagi pelanggan kami. Perangkat tambahan yang unik untuk TI diantaranya Delta Sigma ADCs, Ethernet PHY and OpAmps.
  • Crypto Security menanamkan Enskripsi pada penyedia perlindungan MCU untuk aplikasi-aplikasi yang rentah, sebagai pemilik data
  • TI’s InstaSPIN™ Pengontrolan motor merupakan tambahan pada ROM di MCUs C2000 dengan pemilik algoritma untuk mendapakan perputaran teknologi motor di lima menit atau lebihnya dan meningkatkan aplikasi yang lebih efesien yang nyatanya hanya 80 persen

DAFTAR PUSTAKA


Sumber :
http://www.ti.com/lsds/ti/microcontrollers_16-bit_32-bit/msp/peripherals.page
http://www.ti.com/lsds/ti/microcontrollers_16-bit_32-bit/overview.page

Tidak ada komentar: