Operación periférica autónoma

En informática , el funcionamiento autónomo de periféricos es una característica de hardware presente en algunas arquitecturas de microcontroladores para delegar ciertas tareas en periféricos autónomos integrados con el fin de minimizar las latencias y mejorar el rendimiento en aplicaciones de tiempo real estricto , así como para ahorrar energía en diseños de ultrabajo consumo .

Las primeras formas de periféricos autónomos en microcontroladores se introdujeron en la década de 1990. Permitir que los periféricos integrados funcionen independientemente de la CPU e incluso interactúen entre sí de ciertas maneras preconfigurables descarga la comunicación basada en eventos a los periféricos para ayudar a mejorar el rendimiento en tiempo real debido a una menor latencia y permite un rendimiento de datos potencialmente mayor debido al paralelismo añadido. Desde 2009, el esquema se ha mejorado en implementaciones más recientes para continuar funcionando también en modos de suspensión , lo que permite que la CPU (y otros bloques periféricos no afectados) permanezcan inactivos durante períodos de tiempo más largos para ahorrar energía. Esto se debe en parte al mercado emergente del IoT . ^{[ 1 ]}

Conceptualmente, el funcionamiento autónomo de los periféricos puede considerarse una generalización y una combinación entre el acceso directo a memoria (DMA) y las interrupciones de hardware . Los periféricos que emiten señales de eventos se denominan generadores o productores de eventos , mientras que los periféricos de destino se denominan usuarios o consumidores de eventos . En algunas implementaciones, los periféricos pueden configurarse para preprocesar los datos entrantes y realizar diversas funciones específicas del periférico, como comparar, aplicar ventanas, filtrar o calcular promedios, directamente en el hardware, sin necesidad de que los datos pasen por la CPU para su procesamiento.

Entre las implementaciones conocidas se incluyen:

• Controlador de eventos periféricos ( PEC ) en microcontroladores Siemens / Infineon C166 y C167 de 16 bits desde 1990 ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}
• Periféricos autónomos inteligentes ( unidad de captura y comparación CCU6 ) en la serie Infineon XC800 de microcontroladores de 8 bits compatibles con 8051 desde 2005 ^{[ 6 ]}
• Event System (EVSYS) in AtmelAVRXMEGA 8-bit microcontrollers since 2008^[7][8]
• Peripheral Event System (PES) with SleepWalking^[9] in Atmel (now Microchip Technology) AVR32AT32UC3L 32-bit microcontrollers since 2009^[10][11][12]
• Peripheral Reflex System (PRS) in Energy Micro (now Silicon Labs) Gecko EFM32 32-bit ARM-based microcontrollers since 2009^[13][14][12]
• IXYS/Zilog ZNEO Z16FMC 16-bit microcontrollers since 2011^[15][16]
• Event Link Controller (ELC) in Renesas microcontrollers since 2011
• Programmable Peripheral Interconnect (PPI) in Nordic nRF 32-bit ARM-based microcontrollers since about 2011^[17]
• Autonomous peripherals in Infineon XMC 32-bit microcontrollers since 2012^[18]
• Data Transfer Manager (DTM) in Silicon LabsPrecision32SiM3L1 32-bit ARM Cortex-M3 microcontrollers since 2012^[19][12][20]
• Peripheral Event System (PES) with SleepWalking in Atmel (now Microchip Technology) SAM4L 32-bit ARM Cortex-M4 microcontrollers since 2012^[21]
• Power-Smart Peripherals in Freescale (now NXP) Kinetis L 32-bit ARM Cortex-M0+ microcontrollers since 2012^[22]
• Event System (EVSYS) with SleepWalking^[9] in Atmel (now Microchip Technology) SAMD, SAML and SAMC 32-bit ARM Cortex-M0+ microcontrollers since 2013^[23][24]
• Periféricos independientes del núcleo ( CIP ) en Microchip PIC16F ^{[ 25 ]} y PIC18F ^{[ 26 ]} , así como en microcontroladores Microchip AVR ATtiny de 8 bits desde 2015 ^{[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]}
• Matriz de interconexión de periféricos en los microcontroladores basados ​​en ARM STM32 de 32 bits de STMicroelectronics desde 2015 ^{[ 30 ]}
• Modo autónomo de bajo consumo en segundo plano ( LPBAM ) en los microcontroladores basados ​​en ARM STM32U5 de 32 bits de STMicroelectronics desde 2021 ^{[ 31 ]}

• Entrada/salida de canal
• Controlador DMA periférico (PDC)
• Control de reloj , control de reloj periférico autónomo
• Desconexión de energía
• disipación de potencia de la CPU
• Electrónica de bajo consumo
• Arquitectura basada en eventos
• Programación basada en eventos
• Siempre encendido, siempre conectado (AOAC)
• Ethernet de bajo consumo energético (EEE)
• Motor de descarga TCP (TOE)
• Coprocesador