Das eigentlich als Lieferant für Ersatz-ICs bekannte, Fab-lose US-Halbleiterunternehmen Innovasic Semiconductor stellt nun erstmals einen eigenentwickelten Mikrocontroller für industrielle Anwendungen vor.

Mit dem „fido1100“ stellt das Unternehmen sein erstes Produkt aus der Mikrocontrollerfamilie „fido“ (Flexible Input Deterministic Output) vor. Die MCU-Architektur wurde für die Anforderungen des industriellen Embedded-Marktes entwickelt und bietet neben einer hohen Flexibilität auch deterministische Performance. Der 32-Bit-Prozessor basiert auf einem CPU32+-(68000-)kompatiblen Befehlssatz, der im Markt weit verbreitet ist.

Keith Prettyjohns, CEO bei Innovasic, zur Neuausrichtung des Unternehmens: „Dank unserer langjährigen Erfahrungen beim Nachbau abgekündigter Mikrocontroller und Peripheriebausteine, haben wir eine Mikrocontrollerarchitektur entwickelt, bei der wichtige Funktionen wie Echtzeit-Tasks in Hardware realisiert wurden. Während ein General-Purpose-Mikrocontroller meist erst durch aufwändige Software auf die Anforderungen des industriellen Marktes zugeschnitten wird, wurden beim fido viele spezielle Embedded-Funktionen bereits auf dem Chip in Hardware realisiert. Damit ersparen wir dem Systemdesigner das Schreiben und Debuggen von tausenden Zeilen an Applikationscode.“

Die Architektur beinhaltet laut Prettyjohns zahlreiche Leistungsmerkmale, die vor allem bei sicherheitskritischen Echtzeitaufgaben das Software-Debugging und Testen vereinfachen. Programmierbare Peripheriefunktionen wie 10/100-Ethernet sowie serielle und GPIO-Protokolle bieten eine reiche Auswahl an I/O-Schnittstellen. Auf dem fido1100 befinden sich fünf raum- und zeitpartitionierte Hardwarekontexte, die wie virtuelle CPUs arbeiten. „Durch die Realisierung in Hardware lässt sich ohne Eingreifen des Echtzeitbetriebssystems das Task-Management, die Steuerung der einzelnen Task-Prioritäten untereinander und das Interrupt-Management wesentlich effizienter kontrollieren“, so Prettyjohns, „und darüber hinaus kann das Context-Switching innerhalb eines einzigen Taktzyklus erfolgen.“

Um die engen Time Constraints sicherheitskritischer Echtzeitsysteme zu erfüllen, bieten die MCUs ein vorhersehbares Zeitverhalten. Dazu befindet sich auf dem Chip ein Deterministic Cache, in dem zeitkritische Codeteile gespeichert sind. Der Code kann dann bei Bedarf innerhalb einer definierten Zeit schnell und ohne Jitter ausgelesen werden. Dank dieser Eigenschaften kommt fido1100 mit einer niedrigen Taktrate von 66 MHz aus und weist damit eine geringe Verlustleistung auf.

Zur Entwicklungsunterstützung steht die auf den Baustein optimierte „Software Profiling and Integrated Debug EnviRonment“ (SPIDER) zur Verfügung. Über den JTAG-Port erlaubt SPIDER echtes Hardware-Single-Step-Debugging ohne Software-Emulation. Mit SPIDER kann ein Trace Buffer im Arbeitsspeicher der CPU angelegt werden, der nur durch die Größe des verfügbaren RAMs begrenzt ist. Dank Kontext-bewusster Hardware-Breakpoints lässt sich die Code-Instrumentierung reduzieren. Darüber hinaus liefert SPIDER statistische Informationen, um zeitkritische Codeteile zu identifizieren, die dann im Deterministic Cache gespeichert werden.

fido1100 verfügt über vier universelle UICs, die flexibel (entsprechend den Anforderungen der Anwendung) unterschiedliche I/O-Protokolle unterstützen können. Die UIC-Softwarebibliothek enthält u.a. 10/100 Ethernet mit MAC-Adressenfilterung, zwei 16550-entsprechende UARTs, SMBus, Smart GPIOs, SPI, I²C und kundenspezifische Formate. Zusammen mit dem Mikrocontroller liefert Innovasic eine Softwarebibliothek und komplette Entwicklungswerkzeuge einschließlich der Industriestandard-IDE Eclipse, der G++ GNU Tool Chain von Code Sourcery, der vollen Bibliotheksunterstützung, der Embedded Communication Stacks, GPIO und Musterprogramme. Die „fido“-Installationsapplikation läuft innerhalb von fünf Minuten.

Der fido1100 ist ab sofort in PQFP-, TQPF- und FPGA-Gehäusen mit 208 Pins lieferbar und für den industriellen Temperaturbereich von -40 °C bis 85 °C spezifiziert. Zur schnellen Evaluierung des Mikrocontrollers ist ein Development-Kit erhältlich.

Innovasic Semiconductor, Tel. +49(0)241 91691984