Dissertação

{en_GB=Extending OpenMSP430 Microcontroller for IoT Low-power Applications } {} EVALUATED

{pt=O conceito e a importância da Internet of Things (Iot) tem vindo a aumentar nos últimos anos. A IoT visa monitorizar, analisar e controlar o meio ambiente que nos rodeia através da conexão de dispositivos que trocam dados entre si. Estes dispositivos são normalmente sistemas embebidos, constituídos por sensores, atuadores e microcontroladores, que tratam de processar a informação recebida. Neste trabalho, é apresentada a síntese e adaptação de um microcontrolador para ser inserido num nó sensor que irá monitorizar a qualidade da água, como parte do projeto PROTEUS. Foi utilizado o microcontrolador Verilog open source de 16-bit, openMSP430, devido às suas características de baixo consumo e compatibilidade com os microcontroladores MSP430 da Texas Instruments. É apresentado o front-end do fluxo digital para o processo de síntese. Usando este fluxo, a descrição do nível de transferência de registo do openMSP430 foi configurado e implementado em portas lógicas da tecnologia UMC de 130nm usando as ferramentas da Cadence. Devido à limitação do periférico TimerA quando implementado numa tecnologia ASIC, é apresentada uma arquitetura modificada para este periférico, o TimerAx, que permite o uso em modos de baixa energia. Também é descrito como escrever um programa C para este microcontrolador e configurar e usar a cadeia de ferramentas do compilador para obter um código binário executável. A partir de um código C, cujo código binário é executado no processador, foi feita uma simulação de todo o circuito para verificar o funcionamento correto do microcontrolador com o novo TimerAx e outras funcionalidades do circuito., en=The concept and importance of Internet of Things (IoT) has been increasing in recent years. IoT aims to monitor, analyse and control the environment that surrounds us through the connection of devices that exchange data among them. These devices are normally embedded systems consisting of sensors, actuators and microcontrollers, which deal with the processing and control of the information received. In this work, it is presented the synthesis and adaptation of a microcontroller to be inserted into a sensor node that will monitor water quality, as part of the PROTEUS project. The Verilog open source 16-bit microcontroller, openMSP430, was used due to its low power characteristics and compatibility with MSP430 Texas instruments microcontrollers. The front-end of the digital flow for the synthesis process is presented. Using this flow the register transfer level description of openMSP430 was configured and implemented in logical gates of the 130nm UMC technology using Cadence tools. Due to the limitation of the TimerA peripheral when implemented in an ASIC technology it is presented a modified architecture for the peripheral, the TimerAx, that enables the usage of low power modes. It is also described how to write a C program for this microcontroller and configure and use the compiler tool chain to get an executable binary code. From a code in C, whose binary code is executed in the processor, a simulation of the whole circuit was made to verify the correct operation of the microcontroller with the new TimerAx and other functionalities of the circuit.}
{pt=Síntese do OpenMSP430, Temporizador para Acordar, Microcontrolador de Baixo Consumo, Cadeia de Ferramentas C, Cadence Frond-End for UMC 130nm., en=OpenMSP430 Synthesis, Low-power Microcontroller, Wake-up Timer, C Tool Chain, Cadence Frond-End for UMC 130nm}

Junho 8, 2018, 15:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Paulo Ferreira Godinho Flores

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar