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lunes, 19 de agosto de 2013

Continua la fiebre de los microcomputadores: Iteaduino PLUS

Desde la aparición de Raspberry Pi, han sido muchas las alternativas que han ido apareciendo, ofreciendo mayor capacidad de computo, mayor velocidad y otras mejoras. Hoy os traigo el último competidor que se apunta a la carrera. En este caso se trata de Iteaduino PLUS que incorpora un microprocesador A10 con arquitectura ARM Cortex-A8. Su precio es muy interesante en este momento ya que se encuentra en lanzamiento con su campaña IndieGoGo, por lo que ahora es posible conseguirlo por un precio muy inferior al que saldrá al mercado el próximo año.

El sistema recuerda bastante a CubieBoard dado que sus componentes son similares, incluso la distribución de los mismos sobre la placa es muy parecida. Incorpora un conector SATA y un conector de alimentación para disco duro, conector HDMI, Ethernet 10/100, 2 USB, audio de entrada y salida, 1GB de RAM DDR3 a 480Mhz, GPU Mali400 y conector para tarjetas microSD con soporte de hasta clase 10. Una de las principales ventajas es que en ITEAD han aprovechado su experiencia en el desarrollo de productos para Arduino y han diseñado esta placa de forma que presenta una amplia compatibilidad con los módulos diseñados para Arduino. Para potenciar esta compatibilidad, han dedicando un conector especifico para la expansión utilizando un Shield que ofrece un interfaz de conexión como el de Arduino.
Os invito a que descubráis todas sus ventajas y que participéis en su campaña de IndieGoGo, yo estoy ya deseando que tengamos el nuestro para comenzar con las pruebas y comprobar hasta donde podemos llegar con Iteaduino PLUS.


sábado, 10 de agosto de 2013

Creando una Recreativa con Raspberry Pi - Parte 3

Advance Mame es el proyecto para emulación Arcade que mejor resultado parece dar en dispositivos ARM. Por este motivo es el que vamos a aprender a compilar para nuestra Raspberry Pi o nuestra CubieBoard. A continuación os dejo los pasos necesarios, compatibles para ambos dispositivos siempre que tengan el sistema operativo Debian Whezzy instalado. Si todavía no habéis instalado Debian Whezzy en vuestra CubieBoard, podéis seguir este tutorial.


Compilando Advance Mame


Como siempre debes hacer login en el sistema para comenzar, recuerda que el usuario si usas Debian Whezzy es pi y contraseña es raspberry.

En primer lugar debes confirmar que estas con arm. Para conocer tu kernel puedes usar el comando:
uname -a
Debería obtener una salida como esta si utilizas Raspberry:
Linux rasberry-pi 3.0.4 #2 mon oct 17 17:39:42 ict 2011 armv61 GNU/Linux
O como esta si utilizas CubieBoard:
Linux rasberry-pi 3.0.24-a10-aufs+ #33 PREEMPT Sun Feb 24 21:17:26 CET 2013 armv71 GNU/Linux
Si no tienes instaladas las X o las opciones gráficas puedes hacerlo con el siguente comando:
sudo apt-get install lxde xorg python geany
En caso de tener algún problema con los mirrors o repositorios, es posible que sea porque han cambiado, puedes probar con el siguiente comando y luego volver a intentar ejecutar el anterior:
sudo apt-get update
Para poder compilar hacen falta algunas herramientas pero para no instalarlas una a una, lo más comod es instalar el conjunto de herramientas build-essential que aglutina las más importantes. Además habrá que instalar, los paquetes de desarrollo para GTK, para Gnome y para sdl. Para instalar todo lo necesario puedes utilizar el siguiente comando, pero ten en cuenta que puede tardar una o dos horas:
sudo apt-get install build-essential libgtk2.0-dev libgnome2-dev libsdl1.2-dev
sudo apt-get install libxv-dev libxv1
Descarga el código fuente de advmame, yo voy a probar con la versión 1.2: http://sourceforge.net/projects/advancemame/files/advancemame/1.2/advancemame-1.2.tar.gz. En caso de que no sea esa ya la última versión, podéis encontrar el nuevo enlace en la página del proyecto advance mame.
Para descargarlo puedes utilizar el programa wget como sigue:
wget http://sourceforge.net/projects/advancemame/files/advancemame/1.2/advancemame-1.2.tar.gz
Una vez descargado hay que descoprimir el archivo:
extract the archive.
tar -xvzf advancemame-1.2.tar.gz
cd advancemame-1.2/
Ahora hay que instalar la versión de compilador 4.7 y configurarlo como compilador por defecto.
sudo apt-get install gcc-4.7
sudo apt-get install g++-4.7
A continuación hay que configurarlos como compiladores por defecto, para eso hay que cambiar los enlaces simbólicos que hay en la carpeta /usr/bin. Utilizando el comando grep podemos filtrar el contenido de la carpeta /usr/bin para comprobar si efectivamente existen los enlaces al compilador que queremos establecer como nuevo compilador por defecto, en este caso es la versión 4.7:
sudo ls -la /usr/bin | grep gcc-4.
sudo ls -la /usr/bin | grep g++-4.
Ahora eliminamos los enlaces simbólicos actuales si existen:
sudo rm /usr/bin/gcc
sudo rm /usr/bin/g++
Creamos los nuevos enlaces al compilador que queremos utilizar:
sudo ln -s /usr/bin/gcc-4.7 /usr/bin/gcc
sudo ln -s /usr/bin/g++-4.7 /usr/bin/g++
Por último queda configurar y compilar, esto puede tardar entre 2 y 3 horas:
sudo ./configure
sudo make
sudo make install


Configurando un servidor FTP


Ahora para probar nuestras ROMs instalamos un servidor FTP, en concreto para debian Whezzy utilizamos vsftpd y a través de un cliente FTP como por ejemplo Fillezila podemos cargar las roms en nuestra Cubieboard/Raspberry Pi.
sudo apt-get install vsftpd
Una vez que vsftpd está instalado, hay que configurarlo, para ello editamos su fichero de configuración de la siguiente forma:
sudo nano /etc/vsftpd.conf
Ahora hay que descomentar las lineas correspondientes a las siguientes eliminando el simbolo # almohadilla, o bien sustituyendo los valores YES por No o viceversa hasta dejarlo de la siguiente forma:
Anonymous_enable=NO
Write_enable=YES
Local_enable=YES
Ascii_upload_enable=YES
Ascii_download_enable=YES
Por último hay que reiniciar la cubieboard o raspberry pi, y ya tendremos la posibilidad de conectar a ella a través del servidor FTP utilizando su IP y el usuario pi con contraseña raspberry. Cargamos la ROM de prueba en la carpeta /home/pi/.advance/rom/ utilizando el cliente FileZilla. Para conocer la IP de la cubieboardo raspberry podemos utilizar el comando ipconfig .


Configurando los modos de vídeo


Para poder probar las ROMs en primer lugar hay que configurar la señal de reloj para generación de vídeo dependiendo del tipo de pantalla utilizado, en mi caso para una pantalla LCD he utilizado los siguientes valores:
device_video_clock 10 - 50 / 31.5 / 55 - 130 
En último lugar hay que configurar las opciones de vídeo para mame utilizando el programa advv. Para lanzarlo hay que escribir su nombre en la terminal:
advv
Una vez en la pantalla de configuración aparecerá toda una lista de configuraciones posible. En la esquina inferior izquierda aparece un cuadro cuyo valor será OUT OF RANGE si la configuración no es valida y PROGRAMABLE si la configuración se puede utilizar para nuestro emulador. Hay que ir desplazándose hasta encontrar una resolución con el valor PROGRAMABLE. En la parte superior de la pantalla puede verse que apareen los diferentes tipos de color, hay que elegir uno compatible con nuestro dispositivo utilizando las flechas derecha e izquierda, en mi caso he elegido brg32. Por último pulsando el botón ENTER se accede a la configuración del modo de vídeo. En caso de que de un error significa que la configuración no es valida y hay que seguir buscando hasta que aparezca una imagen de una rejilla.


Una vez en la pantalla de configuración habrá que centrar la rejilla utilizando las flechas para alinearla a la esquina superior izquierda y luego utilizando los botones U para extender por la derecha y SHIFT+U para reducir por la derecha. De igual modo con la tecla A se extenderá la pantalla hacia abajo y con SHIFT+A se reduce hasta conseguir que quede centrada. Una vez conseguido se pulsa la tecla ENTER y se volverá a la lista anterior guardando la configuración y se pulsa la tecla SPACE para habilitar dicha selección ya que las únicas que MAME podrá emplear serán aquellas que hayamos habilitado y por tanto si no las habilitamos no podremos iniciar la ejecución de ninguna ROM. Es necesario repetir este proceso para varias resoluciones dado que cada juego tiene una resolución y con esto quedarán ajustadas todas las resoluciones más utilizadas. Por último pulsamos la tecla F2 para guardar los cambios y ESC para salir. También es posible crear una configuración propia con la configuración que deseemos utilizando el botón F6 y siguiendo los pasos.



Hecho esto ya podemos volver a la consola y probar la ROM utilizando el comando advmame y un espacio seguido del nombre de la ROM. Hay que tener en cuenta que las imagen aparecerá mal porque todavía queda configurar los modos de vídeo dentro del emulador.


En primer lugar pulsamos de forma alternadas izquierda y derecha o bien pulsamos las teclas O y K sucesivamente para pasar la advertencia inicial. A continuación pulsamos el botón TAB y aparecerá el menú de configuración de MAME.



Ahora hay que seleccionar la opción VIDEO, pulsar ENTER y modificar la opción de color hasta que la imagen se aclare.


Ahora ya sólo queda realizar los ajustes al gusto y disfrutar de tus viejos juegos en tu CubieBoard/Rasbperry Pi. A la hora de obtener las ROMs os recuerdo que Advance Mame está basado en la versión 0.106 de MAME y por tanto es compatible con las ROMs creadas para dicha versión.

lunes, 5 de agosto de 2013

Instalando Sistema Operativo en CubieBoard con BerryBoot

Para instalar un sistema operativo en CubieBoard hay diferentes formas. Hoy vamos a ver como instalar un sistema operativo con BerryBoot. BerryBoot es un gestor de instalaciones originalmente creado para Raspberry Pi, pero que poco tiempo despues fue adaptado para los microprocesadores A10 y particularmente para CubieBoard. Con la versión actual que es la beta 6 es posible instalar berryWebSerber, Debian Whezzy Raspbian y Linaro. Debian Whezzy Raspbian es la misma versión de debian optimizada para Raspberry pero esta vez compilada para microprocesadores A10. En el caso de Linaro es una versión de Ubutnu light optimizada para microprocesadores A10.


Para instalar hay dos formas, instalando desde el sistema Android alojado en la NAND flash interna o bien directamente en la tarjeta micro SD.

Instalación a través de Android

Si utilizas cubieboard nueva, por defecto tiene instalado un sistema Android instalado en la NAND Flash interna. Lo único que hay que hacer es conectar la cubieboard a Internet a través del puerto ethernet, arrancar la cubieboard desde el Android y seguir los siguientes pasos:
  • Insertar una tarjeta SD de mínimo 4Gb y vacía o al menos que no contenga nada de valor.
  • Cuando haya detectado la tarjeta abrir el navegador la dirección  http://get.berryboot.com/ y descargar e instalar el archivo .apk alojado en esa dirección.
  • Una vez en la aplicación Berryboot: pulsar el botón "write image" y esperar.
  • Una vez que haya terminado pedirá reiniciar el sistema operativo y al arrancar de nuevo arrancará desde la tarjeta SD y entrará en BerryBoot donde podremos elegir el sistema operativo que queremos descargar e instalar. Además es posible añadir varios sistemas operativos y posteriormente aparecerá un gestor de arranque para seleccionar con cual de ellos queremos arrancar.


Instalación manual con una imagen para la tarjeta SD

Este método sólo funciona para la cubieboard y no para otros dispositivos con el microprocesador A10. El instalador de Android es universal y parchea la imagen automáticamente con las configuraciones del hardware copiandolas desde Android.
Fichero imagen para instalación manual:
Cubieboard ( modelo 1 GB )
berryboot-cubieboard-beta6.zip

A continuación os dejo una imagen para CubieBoard (1GB) en la que hay instalado un Sistema Operativo Raspbian al que hemos llamado Cubian.
Es necesario utilizar un grabador de imágenes como por ejemplo Win32diskimager en windows o dd en Linux para escribir la imagen en una tarjeta en blanco.

martes, 20 de noviembre de 2012

Creando una Recreativa con Raspberry Pi -- Parte 1

Todavía no he comenzado con esta tarea en sí, pero ya estoy buscando información al respecto. Una vez probado Quake III con mi Raspberry, el próximo paso es instalar mame y crear mi propia recreativa (o algo parecido). Como esta semana me han llegado los pulsadores que pedí, he comenzado a buscar información sobre como empezar con el asunto, y me he encontrado con este link muy muy interesante sobre como instalar el mame en Raspberry, y configurarlo para que arranque sólo.... ya tengo trabajo para este fin de semana :)
Actualizado:  Parece que el link original ha caído :( a cambio os dejo la referencia original, el blog de SheaSilverman

Una foto de la maquinita que han hecho los autores del trabajo:




sábado, 10 de noviembre de 2012

Instalando Quake III en Raspberry Pi

Hace más de tres meses que recibí mi Raspberry Pi y aún no había tenido la ocasión pero... por fin... esta semana, he pedido una tarjeta SD de 8 GB Clase 10 Extreme Pro de 95Mb/seg, un teclado y un ratón para utilizar exclusivamente en este menester. Y... ¿que mejor para probar nuestra Raspberry Pi que instalando Quake III?.

Lo único que necesitas para hacer funcionar tu Raspberry Pi, es:
  • Un transformador con salida micro USB que saque por DC al menos 700mA aunque yo recomiendo al menos 1,2A  para no quedaros cortos.
  • Una tarjeta SD, yo he pillado una de alta velocidad porque tengo entendido que la velocidad de la tarjeta es una de las cosas que más limita la potencia de Rapberry Pi.
  • Una televisión y un un conector de vídeo compuesto (RCA cable amarillo) o bien una pantalla de PC con conector hdmi.
  • Un teclado y un ratón USB.
  • Un cable de red y un router con conexión a Internet.
  • Tener puesto en la radio Rock FM o en su defecto poner una canción de los Guns and Roses.


Pero bueno, no empecemos la casa por el tejado. En primer lugar hay que instalar un SO a nuestra tarjeta SD, yo como soy un poco vago estoy en Windows y he utilizado este sistema para realizar la instalación de la imagen. En esta página podéis encontrar las diferentes imágenes preconfiguradas para instalar en la tarjeta de vuestra Raspberry Pi. Yo os recomiendo utilizar Raspbian “wheezy”que es una optimización de la versión debian para Raspberry, pero si pretendéis instalar la maquina virtual de Java, esta versión no os valdrá y tendréis que ir a la versión soft-debian pura. Bueno, en este caso nos centramos en la primera de estas, la descargáis y montáis la imagen en una tarjeta SD, aquí os dejo el enlace de la guía para principiantes. A continuación os resumo los pasos que yo seguí, en el enlace podéis encontrar varios métodos más, según las ganas que tengáis de frikear y el SO que utilicéis. Yo como ya he dicho no dispongo de mucho tiempo libre y he utilizado Windows:

  1. Descargar la imagen desde el mirror o por torrent. Cómo ya he dicho, asumo que usaremos Raspbian “wheezy” download 2012-10-28-wheezy-raspbian.zip
  2. Extraer el archivo imagen 2012-10-28-wheezy-raspbian.img del archivo .zip descargado.
  3. Insertar la tarjeta SD en tu lector de tarjetas SD y fijate bien en la letra de la unidad que le corresponde.Si la tarjeta no es nueva, deberías formatearla; de lo contrario Win32DiskImager puede fallar al grabar la imagen.
  4. Ahora descarga la herramienta Win32DiskImager. Los enlaces de descarga se encuentran al lado derecho de la página, descarga el zip con los binarios para poder ejecutarlo directamente.
  5. Extrae el ejecutable del archivo zip y ejecuta el archivo Win32DiskImager. Recuerda ejecutarlo como Administrador!
  6. Elige la imagen 2012-10-28-wheezy-raspbian.img que deberías haber extraído previamente.
  7. Selecciona la unidad correspondiente a tu tarjeta SD. Ten cuidado en seleccionar la unidad correcta ya que si te equivocas borrarás todo el contenido de la unidad que elijas ¡si te equivocas puede que pierdas toda tu información!
  8. Pincha en "Write" y espera a que termine la escritura para completar la operación.
  9. Sal del programa y extrae la tarjeta SD.
  10. Ahora puedes insertar la tarjeta en tu Raspberry Pi, ahora puedes encenderla, y si todo ha ido bien debería arrancar el sistema operativo. 




Al arrancar la Raspberry Pi hay dos cosas importantes, la primera es tener en cuenta que el usuario y contraseña por defecto para el Sistema Operativo Wheezy es usuario: pi y contraseña: raspberry, la segunda es que se debería ejecutar por defecto un script llamado raspi-config y que puede ser ejecutado en cualquier momento utilizando el comando: sudo raspi-config
En dicho script, se pueden ver las opciones mostradas a continuación entre ellas cabe destacar las siguientes:
  • Expandir la partición de memoria de tu tarjeta SD: Si estás utilizando una tarjeta de memoria de más de 4GB puedes elegir esta opción para extender la partición de memoria utilizando así toda la memoria de tu tarjeta, para ello utiliza la opción expand_rootfs
  • Para poner el teclado en español hay que elegir la opción del menú configure_keyboard y seguir las indicaciones en pantalla. Es importante tener en cuenta que hay que ir pulsando el tabulador para ir realizando las selecciones y posteriormente aceptar con la tecla enter.
  • Podéis overclockear vuestra Raspberry Pi, yo la he subido a 800Mhz para realizar estas pruebas.
  • También es importante subir la memoria dedicada a la gráfica con el comando meomry_split, os recomiendo 128Mb no pongáis los 256Mb ya que en ese caso el sistema tiende a tener parones.
Pulsando la tecla ESC se accede a la consola del SO. Lo siguiente que debéis hacer es conectar a Internet vuestra Raspberry Pi utilizando un cable Ethernet entre tu dispositivo Raspberry y un router con conexión ADSL o similar. Si todo funciona correctamente deberías poder ejecutar el comando ifconfig para comprobar que la tarjeta ha obtenido una IP válida. Para comprobar que la conexión funciona puedes ejecutar ping -c 3 www.google.es y deberías obtener respuesta de sus servidores.
Podéis encontrar más información básica sobre como hacer ciertas cosas con Linux en Raspberry Pi iniciación con raspberry.

Y ahora... vamos a comenzar con la instalación de Quake 3, os propongo la solución que a mi me función que es la que consiste en compilar Quake 3 para Raspbian, para lo que hay que seguir los pasos propuestos en este tutorial y que paso a describir a continuación:


  1. Actualiza el sistema con los siguientes comandos (el último en mi caso no se ejecutó correctamente pero sin embargo el sistema ha funcionado perfectamente):
        sudo apt-get update
        sudo apt-get dist-upgrade
        sudo rpi-update 192
    • Reinicia con el comando reboot.
  2. Instala los paquetes necesarios para realizar la compilación:
        sudo apt-get install git gcc build-essential libsdl1.2-dev
  3. Y ahora descarga el código fuente de Quake 3:
        mkdir ~/src
        cd ~/src
        git clone https://github.com/raspberrypi/quake3.git
        cd quake3
  4. Ahora hay que editar el archivo build.sh del directorio quake3 para cambiar el uso de las librerías a utilizar.
        cambia la linea 8 por:  ARM_LIBS=/opt/vc/lib
        cambia la linea 16 por: INCLUDES="-I/opt/vc/include -I/opt/vc/include/interface/vcos/pthreads"
        Comenta la linea usando el simbolo # 19:    #CROSS_COMPILE=bcm2708-
  5. Ahora ejecuta el script que realiza la compilación: ./build.sh
  6. Y... ahora puedes ir a hacerte un café, te o tomarte unas cervezas con tus colegas, porque esto tarda un buen rato (aproximadamente 1 hora).
  7. Ahora tienes que encontrar los archivos: pak0.pk3, pak1.pk3, pak2.pk3, pak3.pk3, pak4.pk3, pak5.pk3, pak6.pk3, pak7.pk3, pak8.pk3 y colocarlos en el directorio build/release-linux-arm/baseq3. Estos archivos los puedes encontrar en el cd original de tu Quake III
  8. Una vez compilado puedes crear un directorio limpio y mover ahí los archivos listados a continuación, puedes eliminar el resto del directorio:
quake3arena/ioq3ded.arm
quake3arena/ioquake3.arm
quake3arena/baseq3/cgamearm.so
quake3arena/baseq3/qagamearm.so
quake3arena/baseq3/uiarm.so
quake3arena/lib/libSDL.so
quake3arena/lib/libSDL-1.2.so.0
quake3arena/lib/libSDL-1.2.so.0.11.3
Ahora ya puedes entrar en la carpeta anterior y ejecutar el archivo ioquake3.arm. Usando el comando ./ioquake3.arm comenzará el juego.
    Quiero agradecer a Shea Silverman su trabajo por servirme de fuente de inspiración.


    Bueno, por último aquí os dejo un vídeo demostrativo del resultado, se que la calidad del vídeo no es muy buena, pero considero que tampoco hace falta mas. Como podéis ver el Quake III funciona más que fluido con la configuración apropiada, habrá que seguir probando cosas para comprobar los límites del Hardware. De momento la prueba de concepto ha sido un éxito!



    Cubieboard

    El mismo día que por fin instalo un sistema operativo a mi RaspBerry ya he pedido mi nuevo juguete. CubieBoard es la nueva placa de alto rendimiento y bajo coste que va a competir con RaspBerry Pi, esta vez desarrollada en Shenzhen China por lo que como no era raro, ofrece mayores prestaciones a un precio muy reducido. En este momento están organizando una campaña de crown funding para recopilar fondos y crear una alta producción consiguiendo reducir así los costes de fabricación. Las características de este dispositivo prometen, incorpora un microprocesador ARM cortex-A8 de 1Ghz de velocidad de reloj, 1Gb de RAM DDR3 y 4Gb de Nand Flash integrada. A continuación os dejo las características del sistema:
    • 1G ARM cortex-A8 processor, NEON, VFPv3, 256KB L2 cache
    • Mali400, OpenGL ES GPU
    • 1GB DDR3 @480MHz
    • HDMI 1080p Output
    • 10/100M Ethernet
    • 4GB Nand Flash
    • 2 USB Host, 1 slot para micro SD, 1 SATA, 1 puerto de Infrarrojos.
    • 96 pines de propósito general incluyendo I2C, SPI, RGB/LVDS, CSI/TS, FM-IN, ADC, CVBS, VGA, SPDIF-OUT, R-TP..
    • Sistemas Operativos probados Android, Ubuntu y otras distribuciones de Linux.
    Frente a los 700Mhz y sus 256 Mb de RAM en los modelos A y los primeros modelos B, 512 en los últimos modelos B. CubieBoard incluye memoria Nand Flash para el sistema operativo por lo que no es necesario comprar una tarjeta SD para poder instalar el sistema operativo, lo que hace que la diferencia de precio con Raspberry Pi, realmente se reduzca un poco. En tan solo unos días han recaudado 71.000 dolares de los 50.000 que pretendían conseguir, y aún quedan otros 28 días más, todavía la puedes conseguir por 59$ por correo ordinario (unas 3 semanas a partir de la fabricación) o por 69$ con envío rápido (unos pocos días a partir de la fabricación). La parte mala es que me imagino que no comenzarán con la fabricación hasta el día que termine la campaña, por o que no creo que pueda disfrutar de este juguetito antes de navidades.

    Aquí os dejo el vídeo promocional de la campaña que están realizando en Indigogo:


    lunes, 2 de enero de 2012

    Comenzando por lo Básico (2): "Diseños basados en microcontrolador"

    En la última entrada se introdujeron los conceptos que se emplearán en el blog para referir a diferentes tipos de equipo que comúnmente se pueden encontrar en la industria. Como se comentó, desde el punto de vista del control podemos encontrar, partiendo desde lo más sencillo a lo más complejo:

    • Electrónica pura
    • Diseños basados en microcontrolador
    • Electrónica Reconfigurable
    • PLCs
    • PCs industriales

    Continuando con la descripción de estos equipos, hoy voy a describir los diseños basados en microcontrolador.

    Diseños basados en microcontrolador: Cuando se habla de diseños basados en microcontrolador, normalmente nos referimos a placas electrónicas que incorporan para su funcionamiento un microcontrolador, de cualquier tipo o marca. La ventaja de este tipo de diseño, es su versatilidad, ya que un microcontrolador no es más que un minicomputador que integra la RAM, ROM, Memoria de programa y datos (flash), CPU, entradas/salidas digitales y analógicas y un conjunto de periféricos que podemos emplear en los programas, como son: Convertidores Analógico Digital, Temporizadores, Contadores, Dispositivos de interrupción externos, unidades de comunicación serie universales USART, unidades de comunicación UART de sistemas específicos como I2C, SPI, CAN, Ethernet,etc.

    El uso más común de estos microncotroladores es centralizar el control del sistema recibiendo señales a través de las entradas digitales o analógicas, y empleando las salidas digitales y analógicas para mandar señales al resto del circuito de forma que estas decisiones se toman en función de la lógica programada en el microcontrolador. Por lo general, en las entradas del microncontrolador se conectan sensores que permiten obtener información acerca del entorno, o botones que permiten a un operador mandar señales de usuario al sistema, y las salidas se emplean para realizar una acción sobre sistemas de actuación como diodos leds, motores, displays, etc.

    Estos microcontorladores pueden ser de tipos muy sencillos, básicos y baratos como los archiconocidos 16F84 ó su hermando mayor el 16F876A ambos de microchip. Se trata de microcontroladores de 8 btis, sencillos y fáciles de programar dada su arquitectura RISC cuyo repertorio de instrucciones (ensamblador) es muy reducido y por tanto fácil de manejar. Son válidos para la mayoría de los proyectos que se puedan plantear, por poner dos ejemplos de uso, las viejas tarjetas programables empleadas para piratear los dispositivos de Canal+ empleaban el microcontrolador 16F84 y muchos otros proyectos de electrónica sencilla como el robot para principiantes Skybot emplea el microcontrolador 16F876A. Microchip es una de las marcas lideres en el campo de los microcontroladores ya que tienen una amplia gama, cuyas especificaciones permiten encontrar uno que cubra los requisitos de una determinada aplicación, por un precio muy ajustado. Dada la enorme popularidad de estos microcontroladores y su bajo coste existe multitud de proyectos, esquemas y páginas dedicadas a este tema en la Web, aquí os dejo una página con recursos sobre microchip.

    Otros de los microcontroladores de 8 bits más famosos del momento, son los pertenecientes a la familia AVR de ATEML. El uso de los microcontroladores ATMEGA 128/328/1280/2560 en las placas de prototipo ARDUINO han dado a conocer sus altas prestaciones y han popularizado el uso de los bootloaders. Las arquitecturas AVR como estas, están especialmente diseñada para ejecución eficiente de código C. Esto supone una gran ventaja sobre los PIC en diseños con un alto requerimiento de complejidad en el control, aunque los microcontroladores PIC pueden ser programados en C hay que tener cuidad con ciertos detalles. Entre otras cosas, hay que tener especial cuidad con la pila del microcontrolador, cuando se llama a una función o se está evaluando una sentencia if, se van apilando resultados intermedios, parámetros y direcciones de retorno en la pila. La pila de los microcontroladores PIC es de 8 niveles, por lo que el uso indiscriminado de estos mecanismos, puede dar lugar a que la pila se llene no pudiendo almacenar más valores y en consecuencia obtener comportamientos aparentemente ilógicos. Esto no ocurre con los microcontroladores ATMEGA de la familia AVR cuya arquitectura Hardvard les proporciona una memoria de datos y una memoria de programa independientes, de esta manera son capaces de utilizar una pila dinámica en la memoria de datos SRAM (RAM estática)

    Además de las dos comentadas, existen muchas otras marcas que se dedican a fabricar microcontroladores como ST, Freescale antes perteneciente a Motorola, Intel, National Semiconductors, entre otros. También existen arquitecturas de microcontroladores de 16 bits y 32 bits que permiten realizar sistemas más complejos con mayor necesidad de cálculo, mayores requerimientos de velocidad o necesidad de periféricos avanzados como UART extra, CAN ó Ethernet. Estas arquitecturas son conocidas como ARM, en esta familia se incluyen microcontroladores como los Cortex-M3 ampliamente utilizados por su buen equilibrio entre simplicidad, coste y potencia, como ejemplos de uso podemos encontrar el robot uXbot y un proyecto imitador de ARDUINO llamado MAPLE y que ofrece una buena alternativa cuando ARDUINO no dá la talla. Las arquitecturas ARM de ATMEL ofrecen un excelente abanico de funcionalidades, por ejemplo el microcontrolador SAM7X512 empleado en el proyecto NetDuino, otro imitador de ARDUINO, en este caso incorpora un RunTime del Micro Framwork 4.1 de .NET lo que nos permite programarlo en C# a través del IDE de Microsoft Visual Studio Express.

    Otro problema clásico en la programación de microcontroladores es la necesidad de una placa entrenadora. Estas llamadas placas entrenadoras son las tradicionalmente utilizadas para grabar los programas en las las memorias EPROM o EEPROM de los microcontroladores, además estas placas suelen ser caras y es complejo programar el microcontrolador ya que para ello hay que extraerlo de la placa de aplicación e introducirlo en la entrenadora cada vez. No obstante, para solucionar este problema se suelen emplear los conocidos bootloader, que no son más que unos programas que preparan lo básico en el microcontrolador para que esté listo para funcionar. Estos bootloader son grabados en los microcontroladores inicialmente y a partir de ese momento permiten grabar nuevos programas en el chip a través del puesto serie. Esta funcionalidad se debe a que en cada reinicio, el bootloader encuesta el puerto serie del microcontrolador, en caso de haber alguien a la escucha (software de programación), recoge los datos enviados por el software y los mete en una dirección de memoria del microcontrolador que usa como memoria de inicio de programa, en caso de que no haya datos disponibles en el serie o de que ya se haya terminado de grabar el programa salta a esa dirección de inicio y ejecuta el código que haya a partir de ella. De esta manera es posible programar a posteriori el microcontrolador a través del puerto serie de una forma muy simple y cómoda. En este principio es en el que se basan los diseños comentados anteriormente como ARDUINO, NetDuino, uXbot, MAPLE, etc. Para ello, proporcionan un IDE de desarrollo que permite escribir el código en lenguajes de alto nivel y permiten grabar los programas generados en chips que tenga cargado el correspondiente bootloader. De esta manera el problema se reduce a grabar un único programa mediante la tarjeta entrenadora, el bootloader, y el resto ya serán grabados empleando un protocolo serie a través de la USART.

    A pesar de estas pequeñas cuestiones, los diseños basados en microcontrolador siguen siendo una alternativa segura y muy flexible con respecto a los diseños basados únicamente en componentes electrónicos no programables. Siguen ofreciendo una alta estabilidad, siempre que se haya verificado la parte electrónica y que se haya comprobado adecuadamente que no existen posibilidades de que la pila del microcontrolador se llene, lo que provocaría comportamientos anómalos. Aún así, la verificación de estos sistemas es compleja, dado que se habrá de tener en cuenta toda posible sucesión de eventos, incluyendo aquellos que pueden producirse de forma imprevista o asíncrona, como una interrupción interna provocada por un timer, o bien una interrupción externa provocada por las comunicaciones o por una entrada de interrupción. Una solución, para que no se apilen interrupciones solapadas puede ser inhibir las inrerrupciones cuando se está atendiendo una de ellos. Para supervisar que el comportamiento sea adecuado, los microcontroladores incorporan los Watchdog Timer que permiten reiniciar el sistema en caso de que quede en un estado anómalo.

    En resumen, la electrónica basada en microcontrolador permite una corrección de errores mas flexible ya que en muchos casos se puede realizar a través de una actualización del software, y permite realizar operaciones mucho más complejas de una forma más sencilla. Como desventaja, requieren de una mayor formación ya que es necesario tener buenos conocimientos de electrónica, al igual que en el caso de los sistemas basados en electrónica pura, y además requiere conocimientos de programación y nociones de arquitectura de Computadores para poder sacar el máximo partido al microcontrolador. Sin ninguna duda, esta es la opción por la que se está decantando el mercado actualmente, por tratarse de una opción intermedia entre los PLC y la electrónica pura, son flexibles por ser programables como un PLC y económicos como los circuitos basados en electrónica pura.

    Más adelante veremos en detalle algunas de las múltiples cuestiones que han aparecido hoy como las comunicaciones, los bootloader, el acople de sensores y actuadores o el uso de los periféricos de los microcontroladores.