Ora, per fare questa operazione sicuramente non posso scegliere la piattaforma di Texas di cui vi ho parlato tempo fa e che ormai, causa lavoro, conosco come le mie tasche: questo mi richiederebbe uno sbroglio ad hoc del circuito che mi serve, e la conseguente realizzazione (cosa che per uno che non si occupa di elettronica tout court non è proprio immediato e soprattutto a buon mercato). A questo punto era necessario acquistare una board pronta all'uso, e secondo me la scelta non poteva che essere Arduino, visto che nutro curiosità per questa piattaforma, in realtà molto semplice, ma che ha una comunità sterminata che permette di realizzare tutto con estrema facilità. A volerla dire tutta, è proprio questo ultimo punto che fa storcere un po' il naso quando si parla di Arduino (soprattutto come piattaforma per entrare nell'universo della microprogrammazione). Infatti, la sua API molto semplice, che ha contribuito a renderlo famoso, toglie un po' il gusto di quel non so che di "nerd" che gira attorno a questo mondo. Inoltre, mi mancherà un po' il supporto integrato all'RF presente nei micro CC111X, che vi assicuro alla fine è una vera e propria droga (si lo so che per Arduino c'è la shield XBee, però vuoi mettere un micro che è anche tranceiver!?!?).

Mi riprometto che appena arriva nelle mie mani (ossia domani ) ne riparlerò.

Diciamo subito che condizione necessaria per intraprendere questo viaggio è avere un minimo di rudimenti di architettura degli elaboratori: un po' di basi di circuiti logici, come è strutturato un processore, programmazione assembler, ecc, serve. In assenza di conoscenze di questo tipo, vi esorto a farvi una rapida lettura su qualche testo di architettura degli elaboratori. Se ne trovano diversi in giro: io all'università ho studiato sul libro "Introduzione all'architettura degli elaboratori", di Daniel P. Bovet, edito da Zanichelli.

In alternativa potete scegliere un qualunque altro testo. Non è fondamentale entrare proprio nel dettaglio delle moderne architetture, però conoscere delle cose vi risparmierà tempo e soprattutto mal di testa.

Fatta questa premessa, passiamo poi agli aspetti più concreti. Innanzitutto, per cominciare vi dovete scegliere un'architettura di microcontroller. Ne esistono una vera e proprio caterva, anche se spesso architetture in apparenza differenti poi sono in realtà molto simili. Non ne parliamo poi di produttori: se solo ci limitiamo ai principali, c'è ne sono almeno una decina da citare (Atmel, Microchip, Silicon Lab, ecc). Diciamo anche che forse per fini autodidattici, la piattaforma più completa è rappresentata da un famoso prodotto 100% Open e per giunta Made in Italy: Arduino. È anche vero, però, che su puntate a "ricadute di mercato", forse scegliere architetture più commerciali è meglio.

Per quanto mi riguarda, dato che i chip della famiglia CC1110-F32 di Texas Instruments hanno un core basato sul celebre (e ancora "leader di mercato") 8051 di Intel (o meglio, Intel MCS51), ho dovuto concentrare gli sforzi su questa piattaforma, e i riferimenti che vi darò sono prevalentemente basati su di essa.
Scelta l'architettura, dovete comprarvi uno starter kit, detto anche developer kit, che in genere è formato dal MCU che scegliete (in genere oggi ad archiettura SMD) montato su una board che vi permette di poter facilmente interagire con il chip sia dal punto di vista fisico che di programmazione. Queste board come minimo forniscono un'interfaccia RS-232, ma alcune recenti anche una USB o una Ethernet, la piedinatura completa del chip su connettori facilmente manipolabili, una porta di debugging (basata sulla JTAG o altre interfacce proprietarie). Spesso, molte di queste board hanno anche una parte di prototipizzazione per poter fare esperimenti con altri componenti. Per quanto riguarda poi il kit da scegliere, anche qui è una vera e propria giungla. Si va da prodotti semi-didattici a finire a prodotti per ambiti industriali, e nell'ambito dello stesso produttore siate preparati a dover scegliere fra una decina di diversi modelli di MCU e di kit di sviluppo. Io ho tagliato la testa al toro, ed ho scelto per cominciare uno dei tanti kit base prodotti da Silicon Lab, nello specifico uno della famiglia C8051F31X, il C8051F310, che vedete fotografato si seguito.

Il kit si può acquistare su DigiKey ad un prezzo veramente irrisorio (circa 56 euro) e vi arriva in circa 3gg lavorativi dagli USA, ed è completo di tutto quello che vi serve per cominciare (debugger, alimentatore, IDE e  compilatori free, documentazione, esempi, area di prototipizzazione). Purtroppo devo anche darvi una brutta notizia: tutto quello che gira attorno alla programmazione MCU implica l'esistenza di Windows. Mettetevi l'animo in pace ma purtroppo è così. Per quanto mi riguarda, un'istanza di Parallels ad hoc con Windows mi ha permesso di poter usare comunque i miei Mac senza alcun problema (occhio che per funzionare bene, il debugger di Silicon Lab richiede Parallels 5).

Se per voi il budget non è un problema e siete interessati a lavorare direttamente con MCU con funzionalità Wireless come il CC1110-F32, allora potete acquistare un kit già con queste funzionalità. Silicon ne ha un paio a catalogo e non costano molto, ma date uno sguardo a Microchip. Quello Texas è veramente qualcosa di formidabile, ed esce completo di mouduli per sviluppare a 315, 433 e 868 Mhz, oppure c'è il kit a 2.4Ghz. Il kit comprende due board completissime, e i moduli necessari, mentre tutta la parte software si scarica on-line. Purtroppo per la parte IDE Texas si affida a IAR, che è a pagamento, ma per qualunque cosa bussate pure .

Gli unici due problemi sono: il costo, 650$ direttamente dal sito Texas; il fatto che manca una vera e propria area di prototipizzazione. Ma per il resto, quanto di più completo esista. Un consiglio? Se non avete requisiti specifici e immediata voglia di partire con la parte di RF, allora cominciate con un kit più economico con il Silicon di cui sopra.

Passiamo ora alla parte letteraria.

	Ci sono dei libri che sono fondamentali e molto istruttivi. Innanzitutto, è importante farsi le ossa con l'architettura dell'8051. Un testo che io ho trovato ottimo è The 8051 Microcontroller and Embedded Systems, di Muhammad Ali Mazidi. È un libro che illustra l'architettura del microcontroller, dalla parte fisica fino alla programmazione in C, passando per quella in Assembler. Illustra, inoltre, varie tecniche di programmazione per interfacciarsi con l'hardware esterno, i timer, la gestione degli interrupt, ecc. Nei capitoli finali, inoltre, c'è anche una parte dedicata all'uso dei convertitori analogico/digitali, di DAC, di sensori, oltre che ci sono esempi per interfacciare il microcontroller con altre componenti esterne come motori DC, stepper e altro. Infine, questo libro può anche rappresentare un ottimo libro di introduzione proprio all'architettura degli elaboratori, ovviamente focalizzato sulle architetture Harvard quali i microcontroller.
	Un libro veramente molto utile è Embedded C di Michael J. Pont. È un libro che focalizza l'attenzione esclusivamente sulla programmazione C dell'8051, e astrae quasi totalmente da aspetti connessi con l'hardware (è un obiettivo dichiarato del libro), ma certamente è un ottimo punto per cominciare a programmare con queste architetture. Si comincia con cose molto semplici, come piccoli esempi per interfacciarsi con semplici led o interruttori di varia natura, e si finisce man mano con il gettare le basi di un piccolo sistema operativo real-time. Vengono, quindi, illustrati molti aspetti connessi con i timer di sistema, gli oscillatori esterni, il clock, ecc. I concetti espressi nella maggior parte del libro sono una vera e propria miniera formativa, che gettano luce su molti aspetti che oggi come oggi sono totalmente nascosti dai sistemi operativi general purpose. Si finisce poi con trattare aspetti connessi con la gestione delle UART (tipo RS-232), e con la modellazione software di un sistema di sorveglianza. Un libro da non perdere, secondo me.
	Sempre dallo stesso autore del libro di prima, c'è un vero e proprio catalogo di pattern per la programmazione con microcontroller 8051. Patterns for Time-Triggered Embedded Systems è addirittura un libro liberamente scaricabile on-line, con oltre 1000 pagine di esempi, casi d'uso e software. In realtà la parte software è globalmente quella presente nel libro Embedded C, e forse pecca anche un pelo di "didattica". Invece, questo libro è il completamento di quello precedente per quanto riguarda la parte hardware, con esempi, consigli di configurazioni, soluzioni a problematiche tipiche di integrazione. Un ottimo testo di riferimento, soprattutto se si considera che è gratis.

Veniamo, infine, alla parte on-line. Googlando troverete una vera e propria miniera di informazioni sparse per la rete. Ci sono, inoltre, diverse community attive, dove troverete materiale didattico, esempi finiti, oltre che spesso e volentieri forum e chat con cui interagire con le persone. Il più completo che ho trovato finora è www.8051projects.net, ricchissimo di tutorial oltre che con un forum dove ci sono molti esperti che sapranno eventualmente darvi consigli. Un altro sito altrettanto buono è www.8052.com (oggi si parla di 8051 per indicare in realtà derivati dell'8052). Anche qui troverete materiale e spunti per applicazioni. Per quanto riguarda la parte Texas Instruments, la community sul sito di Texas è molto ricca di esempi, documentazione, librerie. Inoltre, nel forum spesso e volentieri troverete risposte direttamente dai progettisti Texas: penso sia la fonte più autorevole

Che dire: penso di aver detto tutto. Giusto per completezza, se non ne avete una, pensate di fare l'acquisto di una stazione saldante con controllo di temperatura. Su ebay ne trovate molte intorno ai 50€: sono degli ottimi prodotti tutto sommato, di cui avrete sicuramente bisogno quando vorrete fare delle prove. Su Youtube poi si trovano decine di video di esempio su come saldare al meglio: addirittura c'è chi salda chip SMD, e presto ci proverò anche io. Per qualunque cosa, non esitate a chiedere

Già, perché se c'era una certezza fissa nella mia lunga carriera di informatico, una sorta di punto fisso, è che io non mi sarei mai, e dico mai, occupato di aspetti connessi con il mondo dell'elettronica: di hardware, microcontroller, firmware e robe di questo tipo. E ancora una volta sono stato smentito. Per una serie di motivi che sarebbe troppo lungo spiegare, mi trovo oggi a vivere un'avventura che mi sta facendo ritornare ragazzino, quando passavo intere giornate a capire aspetti totalmente nuovi, ad esplorare nuove strade, a perdermi nei libri e nella documentazione.

Da un po' di tempo sto lavorando, infatti, con diversi microcontroller, tutti di derivazione Intel 8051, e soprattutto con MCU dotati di funzionalità di RF. Nello specifico, sto lavorando con la famiglia di prodotti ChipCon CC111X-FXX, oggi divenuti Texas Instruments, che consistono in dei System on Chip (SoC) che oltre alla parte di MCU integrano anche al loro interno un modulo tranceiver che permette di sviluppare software per comunicazioni in radio frequenza. E nonostante sia ormai un po' di tempo che ci lavoro, devo dire che ancora non mi sono abituato all'idea che un integrato di appena 6x6mm possa contenete un numero così elevato di funzionalità al suo interno, e al tempo stesso costare meno di 4 dollari.
A rischio di sembrare provincialotto, vi allego il diagramma a blocchi di questa specie di mostro:

Dite quello che volete, ma per me è imbarazzante constatare solo nel 2010 dove sia arrivata la microelettronica.

Il campo di applicazione per cui sto sviluppando su questa piattaforma hardware/software (si, perché Texas distribuisce gratis e in Open Source una montagna di librerie, tra cui SimpliciTI, uno stack di rete niente male) è quello della tracciabilità di filiera. E nonostante ci siano altre soluzioni che teoricamente sembrano vincenti (leggasi ZigBee e derivati), il loro costo non ne ha permesso ancora una diffusione adeguata, e secondo me un prodotto come questo di Texas può minare anche il loro mercato.

A questo punto la domanda sorge spontanea: come mai un programmatore che da anni si occupa esclusivamente di web e gestione documentale finisce per occuparsi di aspetti connessi con l'hardware? La domanda è lecita. I motivi sono diversi, provo a sintetizzarli:

• Personalmente non credo di essere una persona in grado di poter fare lo stesso lavoro per tutta la vita usando le solite trite e ritrite tecnologie. Il mio motto è: cambiare per restare giovani .
• Quello che sto facendo mi diverte tantissimo (corollario del punto di cui prima).
• Il campo di applicazione per cui stiamo lavorando ha ricadute commerciali molto vaste, e la conoscenza approfondita della gestione documentale permette di esplorare segmenti di mercato che altri difficilmente esplorano, perché o focalizzati sul software (web e altro) o solo hardware (provate a parlare con uno che si occupa di elettronica: esistono solo i bit!).
• Infine, la tracciabilità di filiera è ancora oggi un territorio vergine, popolato solo di colossi che fanno pezzi hardware ma che non hanno interesse all'integrazione e ai campi di applicazione reali; al tempo stesso, ci sono molti potenziali clienti in diversi settori che aspettano solo che qualcuno bussi alla loro porta per fare l'investimento.

Che sviluppi avrà questa mia nuova "ricerca"? Beh, e ancora prestino per rivelarlo, ma non mancherà molto che ci saranno importanti novità. E ho intenzione di approfondire anche gli aspetti tecnici su questo blog. Stay tuned