Dizájnnal és applikációkkal kapcsolatos ötleteket várunk magyarul. Nyerjen egy FRAM-os (Ferroelectric Random Access Memory) MSP430FR5739 kísérleti bordot.  Hetente kiválasztunk egy szerencsést!

A FRAM memóriával rendelkező MSP430FR5739 mikrovezérlő és az MSP-EXP430FR5739 MSP-EXP430FR5739 kísérleti áramkör egyik lehetséges alkalmazási területe az oktatás. Ezen belül egy konkrét ötlet: FORTH interpreter fejlesztése. Az interpreter a mikrovezérlőben futna, a kártyán az emulátor részeként meglevő USB-UART átalakító segítségével a számítógéppel kommunikálna (Hyperterminal, PUTTY.EX, vagy más program segítségével). Azonkívül, hogy a számítógépes kapcsolat közvetlen, interaktív módon elérhetővé teszi a mikrovezérlőt, újabb FORTH parancsok definiálásával újabb, összetetteb műveletek, vagy akár komplett alkalmazások is bevihetők.

A FRAM memória előnye ennél az alkalmazásnál az, hogy a felhasználó által definiált prancsok a nem felejtő FRAM-ban tárolhatók, az egyesített címterület könnyű elérést biztosít (nem olyan körülményes az új parancsok eltárolása és elérése, mint pl. a Harvard felépítésű mikrovezérlők esetén a  flash memóriáknál), a nagy újraírhatósági szám (endurance) lehetővé teszi a gondtalan kísérletezést (nem megy tönkre a memória, ha percenként újraírjuk a program valamelyik utasítását). A 16 bites regiszterek és címzés pedig sokkal hatékonyabb kód megírását teszi lehetővé, mint a FORTH nyelv hőskorában a 8-bites mikroprocesszorokon (Z80, I8085)

Az  MSP-EXP430FR5739 MSP-EXP430FR5739 kísérleti áramkör előnye pedig az, hogy a tüskesorra kivezetett I/O portok, a LED-ek és nyomógombok, az emulátorban meglevő tápegységrész, valamint az USB-UART átlakító minden hardver elemet tartalmaz, ami a meginduláshoz szükséges.

Korábban (a 80-as évek közepén) Intel 8085 mikroprocesszoron valósítottam már meg Forth-szerű nyelvet, saját használatra, R.G. Loeliger:  Threaded Interperetive Languages: Theis Design and Implementation (ISBN-10: 007038360X ISBN-13: 978-0070383609) könyve alapján. Ott a 8085 mikrovezérlő nem publikált 16 bites utasításainak felhasználásával sikerült hatékony belső interpretert írni.

A Forth nyelvhez két veremtárat (stack) és két interpretert kell megvalósítani: a belső interpreter a felfűzött FORTH utasításokat szedegeti elő és lépked a láncolt listákon, amíg egy közvetlenül végrehajtandó kódot tartalmazó utasításra nem fut. A felfejtett utasításoknál miden híváskor a visszatérési címet az ún. Return Stack-be pakolja. A külső interpreter pedig a felhasználótól kapott parancsokat értelmezi és hajtja végre. A futó program és a külső interpreter az adatokat az Adatverembe (Data Stack) pakolja, s a műveletek a verem tetején levő mennyiségeket használják fel, vagy módosítják, s az új eredmény mindig a verem legtetejére kerül. Mindez az MSP430 MSP430 mikrovezérlők 16 bites regiszterei és hatékony parancskészlete + címzésmódja segítségével könnyen és hatékonyan megvalósítható.

A tervezett fejlesztés vagy annak részfeladatai mérnök-informatikus hallgatóknak szakdolgozati témának, vagy önálló labormunkának is kiadhatók.

Napelemek és napkollektorok vezérlését, felügyeletét bíznám, egy vagy több MSP430FR5739 kísérleti áramkörre. Továbbá a napelemek által megtermelt energiafelhasználás felügyeletét is egy vagy több MSP430FR5739 áramkör végezné. Az alacsony áramfelvétel lehetővé teszi, hogy külső energiaellátás nélkül, a napelemtáblák minimális terhelésével, működtessük a több MSP430FR5739 kísérleti áramkört. A napelemeknél a töltésvezérlő funkciót is könnyedén elláthatná az ADC és TIMER perifériák segítségével. Optimalizálni lehetne az energiafelhasználást, a fogyasztók automata ki és bekapcsolásával, melyet az I/O portok felhasználásával tennék lehetővé. Pl. egy mozgásérzékelő segítségével figyelni lehetne egy helységet, és ha nincs mozgás, de világít a lámpa az MSP430FR5739 ## automatikusan lekapcsolná. Menteni lehetne, a napi megtermelt energia mennyiségét, és az ebből felhasznált mennyiséget az FRAM-ban, és egy bluetooth vagy wireless modul felhasználásával UART-on továbbítani egy PC-felé. Emellett figyelni lehetne, különböző hő szenzorokkal, a napkollektor hő továbbítását, és a legjobb hatásfok eléréséhez lehetne optimalizálni a szivattyú működését, melyet szintén az MSP430FR5739 vezérelne. További fejlesztéssel egy egész ház energiafelhasználását/felügyeletét rá lehetne bízni, több kísérleti áramkörre, így csökkentve a fölösleges energiafelhasználás mértékét.MSP430FR5739

Gépjármű riasztót készítenék az MSP430FR5739 panelből. A beépített gyorsulásmérőnek köszönhetően érzékelni tudja a jármű elmozdulását. GSM modullal kiegészítve SMSben riasztást tud küldeni a megadott telefonszámra. GPS modullal kiegészítve az SMSben el tudja küldeni a rendszer az aktuális pozíciót is SMSben.

Az MSP430FR5739 panel alacsony fogyasztásának köszönhetően, nem merítené számottevően a gépjármű akkumulátorát.

Riasztáson kívül a MSP430FR5739 adatokat is gyűjthet a jármű mozgásáról, melyek később soros porton keresztül számítógépre töltve kielemezhetőek.

Az integrált FRAM memóriát is tartalmazó MSP-EXP430FR5739 Experimenter Board, egyik lehetséges alkalmazási területe a mezőgazdasági műszerek.

Szemben a hagyományos gépjárművekkel, a mezőgazdasági járművekben gyakori, hogy biztonsági okok miatt a jármű leállítása után, annak teljes tápfeszültség ellátását is meg kell (lehet) szakítani.  Természetesen ilyenkor az egyes műszerek energiaellátása is megszűnik, ami adatgyűjtő berendezések esetében adatvesztés okoz. Ennek megakadályozására a műszert önálló tápfeszültségforrással  (akkumulátor) kell ellátni, vagy a tápfeszültség megszűnését kell érzékelni és annak teljes megszűnése előtt a fontos adatokat a flash/EEPROM (hagyományos MCU) memóriába kell menteni.

Az FRAM memória alkalmazásával elkerülhetőek a saját akkumulátort tartalmazó megoldások hátrányai: nagy méret, magas ár, gondozási igény.

A hagyományos flash/EEPROM megoldások számára a lassú (több milisecundum) írási folyamat miatt legalább ennyi ideig biztosítani kell a tápfeszültséget (soros dióda +nagyobb értékű  kapacitás).

Ezek a járulékos alkatrészek jelentős részben elhagyhatóak (kisebb méret, alacsonyabb ár), miközben a magbízhatóság (gyorsabb/több írási folyamat) ,  is növekszik FRAM memória használatával.