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Nº 415 • ENERO-FEBRERONº 415 • ENERO-FEBRERONº 415 • ENERO-FEBRERONº 415 • ENERO-FEBRERONº 415 • ENERO-FEBRERONº 415 • ENERO-FEBRERONº 415 • ENERO-FEBRERONº 415 • ENERO-FEBRERO 10 10 España: 19España: 19España: 19España: 19€ - Extranjero: 27 - Extranjero: 27 - Extranjero: 27€ € - CETISA EDITORES- CETISA EDITORES- CETISA EDITORES- CETISA EDITORES

DOSSIER.Sistemas embebidos

ELECTRÓNICADE POTENCIA.Diseño de fuentes de alimentación on-line

Selección de transistores para reductores síncronos de alta frecuencia (y II)

TELEMÁTICA.Arquitectura para optimizar prestaciones en tiempo real con Intel Core 2 Duo

OPINIÓN.Patentes en funcionarios públicos

Sensórica.- Emociones a la carta- Microacelerómetros- Sensores autónomos- Vigilando las tuberías

Sistemas embebidos asequibles, versátiles, omnipresentesl desarrollo de los sistemas embebidos ha sido paralelo a su menor precio, mayor integración, mayor stock y estandarización e interfaces de manejo más sencillo, factores que responden a las necesidades planteadas por los usuarios.

Los sistemas embebidos forman parte de la vida diaria y de la acti-vidad industrial: automóviles, teléfonos móviles, electrodomésticos, control de procesos y equipos médicos son sólo algunos ejemplos. De ahí el enorme volumen de negocio generado por este tipo de solu-ciones, estimado para el presente año en unos 194.000 ME.Actualmente Europa está considerada como la máxima representante del sector. Pero los expertos advierten que EE.UU. y algunos países asiáticos pueden ganar en poco tiempo el primer puesto, por lo que es necesario aprovechar las fortalezas de nuestro continente en esta materia y al mismo tiempo lograr un cambio de mentalidad que fomente la I+D.

En España se están realizando desarrollos interesantes pero es ne-cesario lograr mayores avances, reformas y ajustes. Desde 1998, la Fundación Observatorio de Prospectiva Tecnológica Industrial (OPTI) realiza un estudio de prospectiva sobre sistemas embebidos en el que se analiza el estado en nuestro país de este área tecnológica. La última edición, correspondiente a septiembre de 2009, saca a la luz varias conclusiones sobre las que conviene refl exionar.

Para mejorar nuestra competitividad, los expertos consideran que es fundamental profundizar e incrementar la interrelación entre las plata-formas tecnológicas europeas. De esta forma, además de de mejorar en el avance de estos sistemas a través de desarrollos conjuntos se produciría una mayor interdisciplinariedad al potenciar los grupos de trabajo. Sin embargo, este trabajo será en vano si sus resultados y aplicaciones no consiguen llegar hasta la industria. Es importante me-ditar sobre la labor colaborativa, ya que la mayoría de las empresas no tienen la capacidad de adquirir o desarrollar todas las aplicaciones básicas relacionadas con los sistemas embebidos. El camino parece encontrarse en la especialización y posterior puesta en común de resultados, creando una red de colaboraciones entre entidades con distintas especialidades.

Estandarización, aumento de volumen en la demanda de certifi ca-ciones, mejora en la formación de los planes universitarios y mayor implicación y apoyo de la Administración, son otros temas que se encuentran entre las preocupaciones del sector. Ante este panorama, desde distintos ámbitos se reclama un cambio de mentalidad para que esta industria se considere vertical y no horizontal.

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Premio Excelencia ala Comunicación 2006

Col.legi d’EnginyersTècnics deTelecomunicacions

(COETTC)

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EDITORIAL

Mundo Electrónico | ENE-FEB 10

www.mundo-electronico.com

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03 EditorialSistemas embebidos asequibles, versátiles, omnipresentes

06 Actualidad Empresas. La industria europea de CI debe reorientarse, especializarse y

centrarse en I+D - EBVchips, nueva marca de semiconductores propios de EBV Mercado. China duplicará su producción electrónica en una década - El mer-

cado de redes Ethernet se dirige a las redes centralizadas - Los MEMS encuen-tran alternativas Tecnología. National Semiconductor anuncia nuevos módulos integrados y

amplía su herramienta WEBENCH - Intel desarrolla un procesador de 48 núcleos - Toshiba integra 64 GB de NAND en un módulo de memoria fl ash

22 OpiniónPatentes de funcionarios públicospor Miguel Ángel Gallardo Ortiz

24 Dossier: Sistemas EmbebidosSistemas embebidos, soluciones ubicuaspor Nuria Calle

28 Tendencias

Electrónica de Potencia. Diseño de fuentes de alimentación mediante herramientas on-line por Jeff Perry

Selección de transistores para reductores síncronos de alta frecuencia (y II) por Miguel Rodríguez, Alberto Rodríguez, Pablo F. Miaja y Javier Sebastián

Convertidores CC/CC digitales por Patrick Le Févre

Telemática. Arquitectura para optimizar prestaciones en tiempo real con Intel Core 2 Duo por Peter Schuller

48 Sensórica Emociones a la carta Nuevo microacelerómetro ultrasensible Avances en sensores autónomos Vigilando las tuberías

52 Productos y serviciosLa solución: LeCroy amplía su familia WaveAce con modelos de hasta 300 MHz

56 Agenda

58 Índices y avance

RC MICROELECTRÓNICAwww.rcmicro.es

La portada

Mundo Electrónico | ENE-FEB 10

EMPRESAS

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ENE-FEB 10 | Mundo Electrónico

Ante la pérdida de peso de esta actividad

La industria europea de CI debe reorientarse, especializarsey centrarse en I+D Los principales fabricantes euro-peos de semiconductores asisten a una pérdida de protagonismo en el contexto mundial, ven disminuir su capacidad industrial y deberían con-centrarse en líneas de producto más reducidas y centrar sus esfuerzos en I+D, son las recomendaciones de J. Ramel, analista jefe en materia de se-miconductores del banco BNP Pari-bas, recogido por Electronic Enginee-ring Times con motivo del European Nanoelectronics Forum 2009 celebra-do en Ámsterdam.Según Ramel, en 2007 había tres em-presas europeas situadas entre los 10 principales fabricantes mundiales, cuya facturación suponía el 10% del mercado mundial, mientras que en el segundo trimestre del presente año, sólo quedaba una en el grupo de éli-te, al tiempo que la facturación con-junta de esas tres empresas pasó a representar el 7% del mercado. Para el ponente, en el contexto mundial la industria está experimentado un cam-bio en virtud del cual las empresas ge-neralistas se están convirtiendo en especialistas.

DEPENDENCIA DEL AUTOMÓVIL Y LA INDUSTRIALos mayores descensos experimen-tados entre 2007 y mediados de 2009 vinieron de la mano de NXP que pasó del puesto 10 al 19; Freescale del 13 al 20 e Infineon que del número 5 des-cendió al 13. En el ínterin, otras em-presas como Mediatek, Qualcomm y Broadcom ganaron participación de mercado y en virtud del cual experi-mentaron ascensos del 21 al 17; del 11 al 7 y del 17 al 15, respectivamen-te.Según Ramel, los fabricantes euro-peos están más expuestos a los mer-cados del automóvil e industrial, y se-ñala que el 30% de los ingresos de ST se obtienen de esos sectores, por-centaje que pasa al 66% de Infineon y alcanza el 77% cuando se trata de NXP, la antigua división de semicon-ductores de Philips.Uno de los puntos débiles de nues-tra industria es la capacidad de gene-rar beneficios, que frente a sus com-petidores de EE.UU. es muy inferior, puesto que mientras los europeos

asistieron a un descenso de sus már-genes comerciales, los americanos asistieron a un incremento durante di-cho período, y que atribuye a una I+D más eficiente. Los retornos a la I+D en empresas de EE.UU se traducen según el ponente en unas ventas in-crementales de 0,4 dólares/año por dólar invertido en I+D, frente a los 0,03 de los europeos. Si bien en am-bos casos las inversiones en I+D su-ponen un 20% del facturado, las ven-tas incrementales por este concepto fueron del 42% en los americanos y de un exiguo 3% en los europeos.Por lo que respecta a las fortalezas de la industria europea, Ramel seña-la que en el automóvil, los fabrican-tes anteriormente citados figuran entre los cinco primeros, y que Euro-pa consume el 56% de todo el mer-cado; en el sector industrial, la indus-tria europea tiene a dos empresas entre los cinco primeros y el conti-nente representa el 40% del merca-do mundial. En comunicaciones ina-lámbricas, el binomio ST-Ericsson se convierte en el segundo fabricante en importancia gracias a su fortaleza en tecnología 3G/LTE, seguido por Infineon que goza del empuje de la alianza Apple/Samsung/LG. En este sector, Europa representa el 44% de todo el consumo de semiconducto-res, gracias en gran medida a la ca-pacidad de consumo de Nokia, es-timada en 13.000 M$ al año, que la convierten en la primera en su géne-ro, tras la cual, sigue Samsung con un consumo de 7.400 M$.

Ixys adquiere la veterana compañía Zilog

La compañía estadounidense es-pecializada en circuitos de potencia y mixtos Ixys ha adquirido Zilog, empre-sa pionera en el diseño y fabricación de microprocesadores y que tras más de 35 años de historia se ha centrado en los microcontroladores y dispositi-vos embebidos. El acuerdo se ha ce-rrado finalmente por 62,4 M$. Desde el punto de vista organizativo, Ixys ha asegurado que mantendrá la división con su nombre. El acuerdo definitivo se cerrará en el primer trimestre.Esta operación de compra es el final de una larga historia puesto que ya en mayo de 2008 se había hecho un in-tento de compra que no acabó de ce-rrarse, pero la crisis ha ayudado a to-mar esta decisión. La suma de ambas compañías permitirá a Ixys incorporar productos de gestión de energía ana-lógicos junto con control digital.Zilog es un nombre histórico en el mercado de semiconductores puesto que suyos son productos como el mi-croprocesador Z80. Las previsiones para el año 2010 indican una recupe-ración del mercado de microcontro-ladores por lo que Ixys espera crecer gracias a esta adquisición y a su ma-yor diversificación de productos.

STM, Sharp y Enel establecen un acuerdo de fabricación

STMicroelectronics, Sharp y Enel Green Power han firmado un acuerdo estratégico para la fabricación de pa-neles fotovoltaicos de película fina de triple unión en la planta de producción de tipo M6 que tiene STMicroelectro-nics en Catania (Italia). Este acuerdo refuerza la colaboración iniciada en 2008 entre Enel Green y Sharp.STMicroelectronics ha entrado a for-mar parte de la asociación de empre-sas como socio estratégico para lograr una producción inicial de 160 MW por año que debería crecer hasta los 480 MW por año a medio plazo. Esta plan-ta de fabricación debería abastecer a todo el mercado EMEA, especialmen-te a los países de la cuenca mediterrá-nea. El proyecto requerirá una inver-sión total de 320 M€ que se repartirán a partes iguales entre los tres socios.En paralelo, los dos socios iniciales seguirán con su proyecto de implan-tación de granjas solares en el área mediterránea.

Se dirige a clientes de todo tipo

EBVchips, nueva marca de semiconductores propios de EBV El distribuidor EBV Elektronik, perteneciente al grupo Avnet, ha creado una nueva marca para sus propios semi-conductores, en una iniciativa inédita hasta ahora. La mar-ca EBVchips incluye no sólo el suministro de componen-tes propios sino también un servicio de colaboración con el cliente para que éste diseñe sus propios semiconductores.La idea de EBV pasa por ofrecer esta posibilidad no sólo a grandes cuentas, sino también a clientes de tamaño me-diano y pequeño. Según Slobodan Puljarevic, Presidente y Director General de EBV Elektronik, “con los EBVchips po-nemos en contacto a miles de clientes y al fabricante, lo que lleva la distribución de semiconductores a un nuevo nivel”.La estrategia se centra precisamente en los clientes de me-nor tamaño, a los cuales no puede dirigir un marketing de producto al nivel deseado por la escasez de recursos huma-nos. Además, según la visión de EBV, los clientes general-mente no alcanzan las cantidades que resultan atractivas para los fabricantes, por lo que existe una oportunidad de negocio que ahora trata de atender la firma alemana.

DISPONIBILIDAD INMEDIATAEste servicio, disponible de forma inmediata, se propone a los clientes europeos en los segmentos verticales del au-tomóvil, iluminación en general, RFID, medicina, energías renovables y consumo. La compañía está abierta a las pro-puestas de cualquier cliente para añadir un nuevo EBVchip a su oferta. EBV no fabricará producto alguno sino que es-tablecerá los acuerdos pertinentes con los fabricantes y asignará un código propio a cada dispositivo. El fabricante se responsabilizará de cumplir las especificaciones y EBV hará las veces de distribuidor de tales productos.

Más inversiones en plantas de producción Los últimos estudios realizados desde el otro lado del Atlántico muestran que durante este ejercicio se incre-mentarán las inversiones en plantas de producción de se-miconductores hasta alcanzar casi 34.000 M$ gracias, so-bre todo, al mercado de memorias y a las inversiones en plantas de producción. Esta cifra supone un 50% de incre-mento con respecto a la inversión realizada durante 2009.Una de las razones para este incremento es que el impor-tante recorte de capacidad de producción realizado duran-te el año pasado ha hecho que, para este año, sea funda-mental empezar a recuperar capacidad de producción. Las compañías de fabricación podrían incrementar su inver-sión hasta los 9.000 M$, lo que significaría prácticamente duplicar la inversión realizada el pasado año.Esta previsión va incrementándose trimestre a trimestre ya que en el trimestre anterior los analistas habían indica-do un incremento del 45% para el 2010 que ya se ha visto incrementado en cinco puntos en las últimas previsiones, por lo que de confirmarse las previsiones podrían significar que la crisis global empieza a remitir.

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actualidad Empresas

Nueve compañías invertirán más de 1.000 M$ en CI durante 2010

IC Insights ha publicado la lista de las empresas que tienen previsto invertir más de 1.000 M$ a lo largo del año 2010 dentro del mercado de semiconductores, una relación que incluye a nueve compañías, una más que el año pasado.Según el listado aportado por la consultora, el principal inversor mundial será Samsung, que ha anunciado inversiones por valor de 6.000 M$, seguida por Intel con 5.300 M$, en un escalón inferior está TSMC con 3.000 M$, Hynix con 2.000 M$, Toshiba con 1.950 M$, AMD/GlobalFoundries con 1.900 M$ y Micron, Nanya y Elpida con 1.300, 1.100 y 1.000 M$, respectivamente.Además, la consultora señala que casi la mitad de la inversión mundial la realizan las cinco primeras compañías indicadas, lo que supone un 10% más que hace cinco años. Eso implica que el mercado está cada vez en menos manos y existe una concentración mayor en las empresas de muy alta tecnología.

FUERTE RECUPERACIÓNLa cifra global de inversiones que ha obtenido IC Insights asciende a poco menos de 40.000 M$, lo que implica un crecimiento del 45% sobre las cifras del año pasado que no compensa, sin embargo, la caída del 41% en 2009. Por trimestres, se observa un crecimiento a medida que avanza el año, sosteniendo la impresión generalizada que se está saliendo de la crisis. Así, en el primer trimestre la inversión superará los 8.100 M$, que dará paso a los 8.800 M$ del segundo trimestre y a los 9.600 y 10.500 M$ para el tercer y cuarto trimestre del año.Desde el punto de vista de si esta inversión es suficiente para dar respuesta a la demanda actual, la consultora ha declarado que, en el caso de las memorias DRAM, la inversión es claramente insuficiente puesto que si ésta no va a llegar a los 8.000 M$, la inversión que debería alcanzarse para dar respuesta a la demanda asciende, según la consultora, a 17.000 M$.

Jornada de análisis

Baterías y energías renovables, aliadas del automóvil eléctricoLas mejoras e innovaciones tecnológicas relativas al vehículo eléctrico se presentan como claves para el futuro de la industria automovilística. Baterías y energías renovables se han revelado fundamentales para su porvenir, según se concluyó en una jornada técnica organizada por la Comunidad de Madrid.

Nuria Calle

Los retos de futuro que plantea el vehículo eléctrico son una de las preocupaciones de la Comunidad de Madrid. Por este motivo, dentro del marco de la campaña “Madrid Aho-rra con Energía”, el gobierno madri-leño organizó a finales de 2009 una jornada denominada “El Vehículo Eléctrico: un Futuro sobre Ruedas”, en la que se presentó la “Guía del Vehículo Eléctrico”.Este manual, editado por la Direc-ción General de Industria, Energía y Minas, en colaboración con la Fun-dación de la Energía de la Comuni-dad de Madrid, hace un recorrido por distintos aspectos de los vehí-culos eléctricos a través de 11 ca-pítulos escritos por especialistas y profesionales del sector. Además de profundizar en diseños, tamaños y especificaciones de este tipo de automóviles, dedica varios aparta-dos a las posibilidades energéticas que presentan la aplicación de las baterías y las energías renovables al transporte del futuro.Durante la reunión técnica, los res-ponsables de las redes de abaste-cimiento eléctrico indicaron que es necesaria una red inteligente para soportar la carga rápida de los co-ches “enchufables”. También se destacó que los automóviles híbri-dos y eléctricos puros deben planifi-carse y diseñarse en función del uso al que se va a destinar.Según se resaltó, la alimentación a través de energías renovables evita la dependencia de las fuentes tra-dicionales y favorece el aprovecha-miento de los recursos naturales. Gracias a la acumulación, las nue-

vas energías pueden ser proveedo-ras en cualquier momento. De esta forma, el repaso al estado actual y al porvenir de las baterías fue am-pliamente desarrollado en el acto. Joaquín Chacón, Director General de Saft Baterías y autor de uno de los capítulos de la guía, analizó en su intervención las aplicaciones de las baterías frente al reto de la mo-vilidad urbana. Insistió en que la re-ducción de emisiones nocivas que atentan contra el entorno y la salud ciudadana o la estabilización de las redes de distribución descentrali-zadas, son algunas de las ventajas que presenta el almacenamiento de energía aplicado a la alimentación de dichos vehículos.

ACUMULADORESLas tres tecnologías de acumulado-res que están siendo actualmente utilizadas en este campo son las ba-terías de plomo-ácido, níquel-hidru-ro metálico e ión-litio. Las de plomo ácido tienen las prestaciones elec-troquímicas más bajas y su impac-to medioambiental es importante, aunque éste se puede reducir, gra-cias al eficiente reciclado que llevan aparejado.Su principal ventaja se encuentra en su bajo precio, característica que justifica su utilización en vehículos de autonomía reducida y bajas velo-cidades de circulación.Por su parte, las baterías de níquel-hidruro metálico tienen un mayor rendimiento pero son más caras. Éstas han sido las elegidas para im-pulsar el pequeño motor eléctrico de los actuales vehículos eléctricos comerciales y aguantan entre 300 y 600 ciclos de carga.Uno de los aspectos subrayado fue que el fuerte desarrollo de las baterías de ión litio indica que esta tecnología, al igual que ocurrió con los equipos electrónicos portátiles, sustituirá a las baterías níquel-hidru-ro metálico, en especial en los vehí-culos híbridos enchufables que con-tarán con un motor eléctrico más potente y una mayor autonomía en modo eléctrico. Por el momento, las baterías más modernas de ión litio resisten 1.000 ciclos de recarga, pe-ro se están sometiendo a estudios para mejorarlas y abaratarlas.

En 2008 consumió una cuarta parte de los CI

China duplicará su producción electrónica en una década Desde que en 2007 superara a Ja-pón y a EE.UU. al convertirse en la mayor consumidora de CI, China está empezando a tomar conciencia en la diferencia entre suministro y deman-da. Durante 2008 China consumió al-rededor de la cuarta parte del merca-do mundial de CI, mientras que fabricó sólo el 8% del total de los circuitos.Para el año 2011 se espera que el mercado de CI chino crezca hasta los 85.000 M$ con una producción interna de unos 8.200 M$, es decir, alrededor del 10% del consumo se-gún los datos manejados por iSuppli o IC Insights, dos años después, es-te porcentaje podría alcanzar un 35% del total si las tendencia que están poniéndose en marcha ahora se con-solidan.Algunos expertos habían indicado que la economía china empezaba a ralentizarse, sin embargo, pese a es-ta ralentización, el crecimiento duran-te 2009 alcanzó un 8,5% y se espera que durante este año aumente otro 9% mientras el gobierno chino sigue manteniendo unas ayudas. Conviene recordar que las inversiones chinas en semiconductores siguen domina-das por las inversiones públicas.

El último lustro ha marcado unas in-versiones de 7.000 M$ por parte de diferentes entidades públicas en nue-vas plantas de fabricación y además ha anunciado que tiene previsto se-guir con esta política con unos planes de inversiones de 30.000 M$ hasta 2020.En estos momentos las inversiones se centran en plantas de producción de 90 nm, nuevas plantas de produc-ción en tecnología de 65 nm y ya es-tán previstos los planes para las plan-tas de 45 nm, mientras el plan nacio-nal de ciencia y desarrollo mantiene un esfuerzo considerable en investi-gación electrónica básica.La inversión total sólo para este 2010 se incrementará en un 67% para al-canzar los 2.000 M$ que permitirá do-tar de infraestructuras a unas 20 nue-vas plantas de producción. Con estas inversiones, la capacidad de produc-ción china se incrementará en un 10% en solo un año. Otro detalle muestra la intención del país para convertirse en la referencia de la electrónica, China tiene previsto invertir en materiales 3.750 M$ este año, sobrepasando así la inversión europea y aproximándose a los niveles norteamericanos.

Los visualizadores 3D abren oportunidades para el consumo La consultora DisplaySearch ha pu-blicado un estudio en el que muestra que el mercado de visualizadores 3D está en pleno crecimiento. Si durante 2008 se comercializaron poco más de 700.000 unidades con una cifra de ne-gocio de algo más de 900 M$, la ten-dencia señala que en menos de una década la cifra alcanzará casi 200 mi-llones de unidades con un negocio de 22.000 M$ con un crecimiento medio anual del 38% para ventas y 75% para unidades.Numerosos fabricantes de electróni-ca de consumo están trabajando mu-cho para promover esta nueva tecno-logía que puede mejorar considera-blemente su cifra de negocio.

UN GRAN NEGOCIO A LA VISTADe hecho la TV preparada para 3D po-dría representar en 2018 un negocio de 17.000 M$, desde un nivel de pene-

tración casi nulo en 2009 (alrededor de 40.000 unidades) a algo menos del 4% de penetración en el 2018 (unos 10 mi-llones de unidades). Asimismo, dentro del mercado de ordenadores, el creci-miento reflejaría unas cifras similares hasta comercializar casi 18 millones de unidades durante dicho ejercicio.Pero el mercado de visualizadores 3D también alcanzará los teléfonos móvi-les de grandes pantallas que lograrían unas ventas de 71 millones de unida-des. La principal tecnología empleada seguirá siendo LCD. El primer paso de esta tecnología se está produciendo en las salas de cine que se espera que estén preparadas en un número de 7.000 a lo largo de este año con otras 9.000 para el año 2011. En todo caso, todas las tecnologías requieren el uso de gafas puesto que las tecnologías sin lentes todavía no ofrecen la cali-dad necesaria.

Conectividad móvil, un mercado en plena expansión Los circuitos de conectividad han mostrado el mejor comportamiento dentro de todos los dispositivos destinados al segmento de los teléfonos móviles según un estudio realizado por ABI Research. Las ventas totales para dispositivos de Bluetooth, GPS y WLAN se cerrarán con un incremento del 16% en el pasado 2009 para superar los 1.900 M$ y además se espera un crecimiento medio interanual del 11% hasta el año 2014.Otros apartados de este segmento con un mayor peso específico, como es los procesadores de banda base que cuentan con el 50% de las ventas en el segmento, han cerrado el año con una caída de casi un 10% respecto a 2008 debido fundamentalmente a las menores ventas de terminales móviles. Otros componentes como los procesadores de aplicación han mostrado un crecimiento moderado, mientras que los componentes de alta frecuencia han tenido una pequeña merma en consonancia con el mercado total.

TERMINALES MÁS COMPLEJOSEl último trimestre de 2009 marcó un cambio de tendencia con un rebote en las ventas de terminales que, en consecuencia, irá arrastrando a los fabricantes de componentes. Las previsiones de la consultora es que durante los próximos tres años el mercado crezca entre un 3% y un 8% interanual basando la demanda en terminales más completos con funciones complejas que, será gran parte de la razón por lo que los componentes de conectividad tengan un comportamiento más positivo.La conectividad Bluetooth será la que presente la mayor tasa de crecimiento con una penetración del 60% en 2014. Los dispositivos GPS también muestran un progreso alcista tanto en el mercado de automoción en el que está encontrando una posición muy robusta, como en los terminales en general, se prevén tasas de penetración del 21% para 2010 y el 41% para 2011. Conviene destacar, no obstante, que los principales elementos de conectividad seguirán siendo los componentes WiFi con un promedio de crecimiento medio interanual de casi un 24% durante los próximos cinco

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actualidad Mercado

El mercado MEMS encuentra alternativas El mercado de sensores MEMS (sistemas microelectromecánicos) ha sido uno de los pocos que mantuvieron un importante crecimiento durante el año 2009 con un promedio del 18% gracias a su integración en dispositivos como teléfonos móviles, reproductores MP3, receptores GPS, unidades de disco duro y dispositivos como sistemas de seguridad del automóvil.Cuando precisamente el mercado de acelerómetros de medida para discos duros empezaba a caer, su ralentización se puede ver compensada por los barómetros MEMS, que serán imprescindibles para el funcionamiento de los discos duros de alta capacidad que estarán en el mercado en breve.Diferentes fabricantes han señalado que los discos duros podrían incrementar su capacidad en un 200% sólo logrando que los cabezales puedan controlarse con alturas entre 10 a 7 nm. Según Freescale, con sus barómetros MEMS se puede controlar la densidad del aire de forma que la altura de vuelo del cabezal podría controlarse en 5 nm, lo que daría margen para incrementar la capacidad del disco duro de forma considerable.

UNA MEDIDA NECESARIASin la medida de la presión atmosférica, los nuevos discos duros dejarían de estar operativos ante cualquier cambio de la densidad del aire, bien sea por un descenso natural o por incluir el dispositivo en un avión; o incluso simplemente, al pasar a través de un túnel. En la actualidad, los sensores barométricos, acelerómetros y, posiblemente otros sensores, se podrían integrar en el mismo encapsulado de forma que podrían compartir la circuitería de control mediante un ASIC.Como ejemplo de esta nueva generación de sensores barométricos se puede citar el modelo MPL115A de Freescale, que se caracteriza por consumir 100 veces menos energía que otras soluciones, unos 5 µA mientras realiza una medida por minuto y sólo 1 µA de consumo en modo dormido. Su conexión se realiza tanto mediante interfaces SPI como I2C.

La optimización exige dispositivos inteligentes

El mercado de redes Ethernet industriales se dirige a las redes centralizadas Reducir el tiempo de inactividad en las plantas se ha convertido en una necesidad perentoria, por lo que compartir el conocimiento en tiempo real con protocolos de alta velocidad se torna fundamental. No obstante, su materialización requiere dispo-sitivos inteligentes que amplíen el control independiente sobre otros componentes del sistema de auto-matización que faciliten una rápida recuperación de la información y una respuesta inmediata, al tiempo que optimizan la utilización de los activos de la planta.El estudio Strategic Analysis of Eu-ropean Industrial Ethernet Market, publicado por Frost & Sullivan, seña-la un mercado de 307 M$ en 2015 y en el cual se revisan los distintos pro-tocolos como Modbus, TCP/IP, Profi-net, Ethernet IP, EtherCAT y Ethernet PowerLink entre otros.Según el autor del documento, los dispositivos Ethernet empleados tan-to en aplicaciones de empresa o co-mo procesos de producción trabajan con la misma tecnología y por tanto ofrecen los beneficios de trabajar con una plataforma común y compartida,

lo cual crea la flexibilidad de compar-tir la red, reducir costes adicionales y disminuir el cableado no deseado. Es-to, unido al hecho que los dispositivos Ethernet requieren funcionalidades de mantenimiento predictivo, se tor-na en un añadido tendente a propor-cionar un mayor grado de movilidad de la fuerza laboral en grandes plan-tas.

ACCESO Y TRANSMISIÓNDESDE DISTINTOS PUNTOSOtro de los argumentos del autor in-cide en el hecho que Ethernet indus-trial permite al sistema conectarse a la intranet de la planta y por tanto per-mitir el acceso a la información y su posterior transmisión desde distintos puntos de planta y ser transmitidos de forma equitativa a través de diversos entornos geográficos.Respecto a la evolución de los pro-tocolos determinísticos como Ether-CAT y Ethernet PowerLink, los cos-tes de los dispositivos se reducen una vez disminuyen los costes del inter-face del sensor del actuador y de las FPGA, que facilitarán su adopción a más usuarios.

El mercado mundial de semicon-ductores destinados al segmento de automoción crecerá un 16% hasta al-canzar los 18.400 M$ este año según la firma analista Semicast Research, recuperándose así de la fuerte caí-da que tuvo lugar el pasado ejercicio cuando cayó un 17% para situarse en 15.800 M$.El año 2009 fue el peor ejercicio de la historia para el segmento de semicon-ductores para automoción después de dos décadas con crecimientos sostenidos, con la única excepción de una pequeña caída en el año 2001 que vino arrastrada por una caída del mer-cado global de semiconductores del 35%. El crecimiento fue sostenido hasta el año 2007 cuando alcanzó su máximo histórico con una facturación de 20.000 M$, que ha venido seguido por dos años con importantes caídas.

Semicast considera que la evolu-ción del mercado de semiconducto-res está muy relacionada con la pro-ducción de coches; de esta forma, las previsiones de crecimiento en la fabricación de coches que podría llegar a los 61 millones de unidades durante 2010, marcará gran parte de la recuperación del segmento de se-miconductores.A más largo plazo, las previsiones son todavía más optimistas mostrando una cifra de negocio de 35.000 M$ en 2017.En este período hasta 2017, China marcará una nueva posición superan-do a Japón en dos años y a los EE.UU. en el año 2016 cuando se convertirá en el primer país fabricante mundial, lo que tendrá una correspondencia di-recta sobre el segmento de semicon-ductores para automoción.

La electrónica para automoción sale del túnel

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Amplificadores operacionales

Texas Instruments establece un récord Con la introducción de los amplificadores operacionales con entrada JFET modelos OPA653 y OPA659, caracteri-zados por ofrecer una pendiente de hasta 2675 V/µs, y que el fabricante afirma superar en tres veces al de su compe-tencia más próxima, lo cual origina una respuesta a impul-sos mejorada.Los nuevos componentes combinan un amplificador rea-limentado en tensión con una etapa de entrada JFET. De ellos, el modelo 653 es un modelo de ganancia fija (+2 V/V), una pendiente de 2675 V/µs y un ancho de banda de 475 MHz a 2 Vpp. Por su parte, el 659 es un dispositivo de ga-nancia estable unidad con una pendiente de 2550 V/µs y un ancho de banda de 575 MHz a 2 Vpp.La distorsión de tercer armónico es de –60 dBc (OPA659) y –66 dBc (OPA653) a 100 MHz; común a ambos son el tiempo de establecimiento de 8 ns y la recuperación de so-breexcitación, también de 8 ns, confieren buena respues-ta a impulsos.El modelo 653 está destinado a aplicaciones de alta impe-dancia de entrada de banda ancha y bajo ruido mientras que el ancho de banda de ganancia de 350 MHz del 659 aconsejan su utilización en sistemas de visión por máqui-na.Se alimentan a tensiones comprendidas entre ±3,5 V y ±6,4 V y se presentan en cápsulas VSON-8 o SOT23-5.

Primera solución portátil "todo en uno" para PDH y GbE Rohde & Schwarz Espa-ña anuncia el AXS-200/855 desarrollado por Exfo, que permite realizar las medi-das de acceso multicapa agilizando los procesos y permite pasar directamen-te de medidas E1, RDSI-PRI y de circuito de 45 Mbps a una gama completa de me-didas de rendimiento Ether-net, sin necesidad de inter-cambiar módulos.El instrumento resulta espe-cialmente indicado para reali-zar medidas de rendimiento de servicios Ethernet, insta-lación, activación y manteni-miento de redes metropolita-nas Ethernet, despliegue de servicios de acceso Ethernet, medidas de rendimiento de ser-vicios E1 e instalación, activación y mantenimiento de servi-cios E1. De diseño compacto, ligero y robusto, realiza me-didas Ethernet completas, incluyendo RFC 2544, genera-ción de tráfico "multistream" y BERT hasta velocidades de Gigabit Ethernet.

Electrónica de potencia

National Semiconductor anuncia nuevos módulos integrados y amplía su herramienta WEBENCH

Eugenio Rey

Tras 20 años de existencia desde la introducción del primer miembro de la familia, Simple Switcher, y continuan-do con la evolución de dicha familia de productos, presentada hace 18 meses, National Semiconductor anuncia los módulos de alimentación integrados serie LMZ, que aunan las prestacio-nes del regulador de conmutación sín-crono y la sencillez del regulador lineal. Esta familia, que goza de una acepta-ción anual de 25.000 clientes, es según Michael White, Vicepresidente Per-formance Power, la de mayor éxito de ventas de la compañía.Compatibles patilla a patilla con los dis-positivos precedentes de dicha familia, y por tanto con la misma maquinaria de inserción del tipo “pick and place” uti-lizada en los encapsulados TO-263 es-tándar, presentan una novedosa tecno-logía de doble marco metalizado que mejora la disipación térmica en 13ºC respecto a dispositivos similares de la competencia, que según National, pasa de los 75ºC de aquélla, implantada en modalidad de marco abierto, a los 62ºC de la nueva serie. Esta tecnología, ade-más facilita el diseño y la realización de prototipos en laboratorio habida cuenta que elimina de utilización de puentes de soldadura no visibles, no requiere venti-lación forzada, al tiempo que mejora los criterios de emisión radiada (EN55022) según normas CISPR22 clase B pa-ra aplicaciones sensibles al ruido. Las pruebas de EMI fueron realizados por TÜV Rheinland en cámara semianecoi-ca con receptor de EMI y antena bilog a 10 metros de distancia en el margen de frecuencias comprendido entre 30

y 1000 MHz con los circuitos alimenta-dos a 24 VCC.Con su lanzamiento, que supone un pa-so adelante en la integración de com-ponentes activos y pasivos, los nuevos módulos inauguran una nueva nomen-clatura destinada a simplificar e identi-ficar de forma rápida las características de cada dispositivo. Con este criterio, el modelo LMZ14203, es un módulo de potencia (letra Z), en el que el 1 corres-ponde a la primera serie, 42 denota los 42 V de la tensión mínima de entrada, y 03 la corriente de salida. El lanzamien-to del producto se complementa ini-cialmente con los modelos LMZ10504 (4A y entrada entre 2,95 V y 5,5 V) y LMZ12003 (3 A máximo y entrada en-tre 4,5 V y 20 V).Disponible en cápsulas de 7 termina-les y 10,16x13,77x4,57 mm son com-patibles con los carriles comunes de la tensión de entrada de 3,3 V, 5 V, 12 V y 24 V, corrientes de carga hasta 4 A y trabajan a temperaturas comprendidas entre –40 y +125ºC.

AMPLIACIÓN DE WEBENCHWebench Power Architect es una am-pliación de la herramienta de automati-zación del diseño de fuentes de alimen-tación para arquitecturas de bus inter-medio con salidas múltiples Webench, y en virtud de la cual los usuarios intro-ducen los datos de la tensión de entra-da con sus corrientes de salida para, de forma inmediata -10 segundos- obte-ner una variedad de diseños optimiza-dos en cuanto a prestaciones, espacio y coste. La optimización se realiza a cin-co niveles.Con un total de 21.000 componentes

procedentes de 110 fabricantes y 25 topologías, este potente sistema, se-mejante a un sistema experto, permite realizar diseños de fuentes siguiendo una estrategia jerárquica de arriba aba-jo, de gran utilidad a la hora de diseñar esquemas de alimentación complejos en placas que manejen muchas cargas y otras tantas tensiones, por personal no experto en fuentes de alimentación.Las fuentes de entrada del sistema es-tán comprendidas entre 1 V y 100 V con hasta 20 cargas de sistema desde 0,6 V hasta 300 V y una potencia por carga de hasta 300 W. La eficiencia del siste-ma es del 90% y las huellas por fuente desde 14x14 mm.Una vez realizados los pertinente ajus-tes de valores de los parámetros de-seados mediante un dial, las herra-mientas gráficas de análisis del siste-ma se encargan de identificar las prin-cipales fuentes de disipación, el coste y la superficie ocupada, así como realizar ediciones de fuentes individuales y car-gas a un modelo posterior para optimi-zar el sistema teniendo en cuenta los objetivos de diseño atendiendo a crite-rios de funcionamiento eléctrico y disi-pación térmica. Concluido el diseño, el sistema genera un sumario en el que se registran el gráfico de esquemáti-cos, la lista de precio de los materiales y los valores eléctricos de trabajo.Una opción facilita la obtención de kits completos de prototipos con envío al día siguiente. Según National Semicon-ductor, hasta la fecha, el sistema We-bench Power Designer ha sido utilizado por 200.000 usuarios registrados que han creado más de 1 millón de diseños de fuentes de alimentación CC/CC.

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Para la industria y el automóvil

Elmos crea un versátil controlador de motores Gracias a su flexibilidad de configuraciones y a sus me-canismos de protección, el circuito de gobierno E910.87 desarrollado por Elmos Semiconductor está diseñado para una amplia variedad de aplicaciones industriales y del au-tomóvil. Sus salidas pueden controlarse hasta 60 kHz y las corrientes de gobierno ajustables desde 40 mA hasta 300 mA. El control del motor se realiza mediante los FET de po-tencia de los tres semipuentes.La bomba de carga aplicada permite factores de trabajo pa-ra los circuitos de gobierno del lado alto de hasta el 100%. El interface de control del motor entre microcontrolador y circuito integrado de control consiste en seis PWM para gobernar los seis transistores de potencia, en tanto que para microcontroladores de bajas prestaciones sólo son necesarios tres PWM para realizar el gobierno de la etapa de potencia.Otras características de relieve son circuito de guarda, comparadores de rozamiento libre y medida de la corrien-te del motor con amplificación programable. Funciones como factor de amplificación y limitación de corriente, um-bral de sobrecorriente e interrupciones de control pueden ajustarse y configurarse de forma simple mediante su in-terface SPI integrada.

El Semtech SX1231 es una solución de bajo coste que, según el fabricante, ofrece una mejora en 10 dB respec-to a dispositivos similares de la competencia que utiliza la banda de frecuencia ISM para lectura automática de con-tadores y sistemas de automatización de edificios.Este dispositivo altamente integrado de 5 mm x 5 mm, dis-ponible en cápsulas QFN 24 que requiere una corriente de recepción de 16 mA y de 33 mA en transmisión, está dota-do de funciones de filtrado SAW, circuito tanque VCO, fil-tro PLL y conmutador de RF que reducen la necesidad de componentes externos. Incorpora además una función de paquetización que descarga los paquetes de RF de un con-trolador y libera a éste o bien permite al diseñador elegir una alternativa de menor coste o menos consumo. Su circuito de paquetización realiza funciones de comprobación de re-dundancia cíclica, criptografiado AES-128 y una FIFO de 66 byte.La potencia de salida es programable en pasos de 1 dB en-tre –18 dBm y +17 dBm. El transceptor puede programar-se entre los modos de comunicación de banda estrecha y banda ancha sin necesidad de modificar los componentes externos al tiempo que trabaja con los modos de modu-lación GFSK, MSK, FSK, OOK y ASK hasta 300 kbps con unas prestaciones de RF constantes a una tensión de ali-mentación comprendida entre 1,8 V y 3,7 V. La plataforma incorpora novedosos interferidores de fuera de banda con una inmunidad de bloqueo de 80 dB y respuesta autoa-daptativa IIP3 entre –18 dBm y 8 dBm e IIP2 entre 8 dBm y +35 dBm.

Semtech proponeun transceptor de RF programable a 290 MHz

Llamado a cambiar la comunicación hombre-máquina

Intel desarrolla un procesador de 48 núcleos Investigadores de Intel acaban de poner a punto un procesador experi-mental que podría cambiar de forma drástica el interface hombre-máqui-na y permitir que los ordenadores tipo PC utilicen mecanismos de visión pa-ra interactuar con los humanos.Si bien el fabricante integrará presta-ciones claves en una nueva línea de procesadores que se presentarán a principios de año y prevé anunciar chips de seis y hasta ocho procesado-res a final de 2010, este prototipo con-tiene 48 núcleos totalmente progra-mables y representa un hito en cuan-to a densidad de integración en silicio. Para facilitar la comunicación entre elementos de cálculo, el dispositivo integra una red de comunicaciones de muy alta velocidad al tiempo que utiliza novedosas técnicas de gestión de consumo que permite a los 48 pro-cesadores trabajar de forma eficiente con un consumo mínimo de 25 W o de 125 W cuando se someten a su máxi-ma capacidad de proceso. Es decir, una capacidad de cálculo que supera entre 10 y 20 veces las prestaciones de sus procesadores más avanzados disponibles comercialmente.Si bien este ordenador en un chip for-ma parte de un proyecto de investiga-ción a largo plazo que permita a inge-nieros de hardware y software ganar experiencia en la comprensión de los

complejos mecanismos de arbitraje de señales y de programación de la propia Intel y de la universidad, de Hewlett-Packard, Yahoo y Open Cirrus.

ESTRUCTURA INSPIRADA EN LOS CENTROS DE DATOSLos laboratorios de investigación de Intel han denominado al chip de prue-ba “ordenador monochip nube” habi-da cuenta que su organización es simi-lar a la que los centros de datos acos-tumbran a crear una nube de recursos de cálculo en Internet como noción ilustradora de aplicaciones como la banca a domicilio, las redes sociales y los almacenes de datos en línea que sirven a millones de usuarios.Los detalles técnicos de este proce-sador se han dado a conocer en la edi-ción del International Solid State Cir-cuits Conference (ISSCC) celebrada en febrero en San Francisco.

Ya está en el mercado el primer libro electrónico basado en el siste-ma operativo de Google (Android), que ha sido diseñado por la compa-ñía norteamericana Spring Design. El nuevo visualizador combina un consumo muy bajo de energía y una pantalla electroforética monocroma de seis pulgadas para la lectura, jun-to con una pantalla LCD retroilumi-nada a todo color de 3,5 pulgadas que permite a los usuarios conectar-se a los libros electrónicos a través de Internet.La pantalla secundaria es táctil y pue-de visualizar, además de libros, vídeos embebidos, audio, fotos y notas aso-ciadas con los títulos que se desean leer. Para lograr esta combinación se

ha utilizado lo que se conoce como tecnología Duet Navigator, que permi-te acceder a Internet a través de re-des WiFi o redes 3G, EVDO/CDMA o GSM.Una tarjeta de almacenamiento tipo SD permite el almacenamiento de los contenidos y al mismo tiempo que los usuarios creen sus propias notas y añadidos multimedia a los libros y en-tonces compartirlos utilizando una he-rramienta integrada en el sistema.Este nuevo lector de libros electró-nicos con funciones multimedia po-dría ser el impulso necesario para un mercado que tiene unas importantes perspectivas de crecimiento pero que todavía no acaba de entrar de forma masiva en todos los mercados.

Llega el primer libro electrónicobasado en el SO Android

La mayor FPGA del mercado, una apuesta de Xilinx

Xilinx ha dado un paso adelante en el mercado de circuitos progra-mables con la introducción de la fa-milia de dispositivos Virtex-6 LX760, que es la mayor FPGA disponible en el mercado en estos momentos y que ya se encuentra disponible pa-ra su comercialización junto con sus herramientas de diseño y soporte, incluyendo ISE Design Suite 11.4, caracterizado por reducir un 30% el tiempo de compilación, según la propia compañía.Este dispositivo es adecuado para aplicaciones que requieran un uso intensivo de cálculos y alta densidad lógica. Este dispositivo podría per-fectamente realizar los prototipos o emulaciones de un gran abanico de diseños ASIC. Para lograr su objeti-vo, el nuevo componente LX760 in-cluye 1.200 patillas de E/S y 25.920 Kb como bloque de memoria RAM embebida.El dispositivo se ha optimizado pa-ra transceptores serie de alta veloci-dad con grandes capacidades de E/S y que requieran memoria embebi-da. La familia se completará en unos meses con los modelos LX130T, LX195T y LX240T.La nueva familia de Xilinx se fabrica en una tecnología de 45/40 nm uti-lizando una técnica litográfica avan-zadas para sus 12 capas críticas e incorpora los últimos avances tec-nológicos en la fabricación como dieléctricos de muy bajo k o uniones silicio-germanio y técnicas de mejo-ra de movilidad, según ha indicado la propia compañía.

Inycom anuncia el modelo PMM 9010/30P, consistente en un instru-mento modular y actuable in situ que cubre el margen de frecuencias com-prendido entre 10 Hz y 3 GHz, aunque es ampliable hasta 6 GHz.Destinado para aplicaciones de certi-ficación CISPR-16-1-1 y de precertifi-cación, es un instrumento portátil que incluye el software de control que pe-sa 4,9 kg y está dotado de detector in-teligente para realizar medidas ultra-rrápidas entre las que se incluyen las medidas de cuasi pico.

Analizador-receptor EMI de Inycom para certificación CISPR

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Serie Semitrans de Semikron

Módulos IGBT con 15 nH de inductancia interna La serie Semitrans de módulos IGBT de 1200 V de Se-mikron se destina a convertidores CA/CC en el margen de potencia de 20 kW a 300 kW y tienen como principal carac-terística una inductancia interna de sólo 15 nH. Estos mó-dulos están disponibles con la quinta generación de circui-tos V-IGBT de Fuji ofreciendo dos ventajas básicas como es una tensión de conexión en continua por encima de 50 V a la vez que ofrece una conmutación más rápida y suave con menos pérdidas de conmutación, lo que permite me-jorar la eficiencia del sistema.Si la anterior serie Semitrans de este fabricante incluía IG-BT de Infineon Technologies, la nueva serie ha apostado por Fuji en tres tamaños diferentes que permite ofrecer ocho dispositivos con distintas potencias y tres topologías de conmutación que soportan corrientes de entre 150 A y 600 A.Los módulos Semitrans 3 y 4 tienen una inductancia de só-lo 15 nH y una velocidad de conmutación típica de 5000 A/µs en un módulo de sobretensión de sólo 75 V. Estos mó-dulos se suministran en conmutación única, medio puente o topología tipo ‘recortador’ para inversiones en controla-dores industriales.Los módulos Semitrans estándar permiten alcanzar 4.000 V/min que es un 60% superior al aislamiento global que marca la normativa. Adicionalmente a los módulos de 1200 V con tecnologías IGBT2, IGBT2 fast, IGBT3 o IGBT4, los módulos también están disponibles con tensiones de blo-queo de 600 V y 1700 V.

8 procesadores basados en ARM de Nvidia Nvidia ha dado una vuelta de tuerca en la capacidad de proceso e integración de múltiples núcleos con su pro-cesador Tegra 2, que incorpora una tecnología basada en ARM. En un principio este nuevo procesador se destinaría a los Tablet PC pero podría marcar el futuro para los proce-sadores de cualquier tipo de ordenador puesto que integra funciones CPU, gráficos y vídeo.El procesador Tegra 2 incluye un núcleo doble Cortex-A9 que incorpora ocho procesadores independientes y ofrece unas prestaciones hasta diez veces superiores a las de un teléfono avanzado (smartphone) con un consumo de 500 mW, según fuentes de la compañía norteamericana que, sin embargo, no han indicado a la frecuencia que trabaja el procesador.Al principio de sus casi dos décadas de historia, Nvidia, se especializó en circuitos gráficos y tarjetas de proce-samiento, por lo que no es de extrañar que su nuevo procesador Tegra 2, realizado en tecnología de 40 nm, combine gráficos 3D, procesamiento de vídeo, cálculos básicos y comunicaciones que incluyen voz para telefo-nía móvil.Una de las características principales de nuevo procesador es que puede trabajar con vídeo 1080p, mientras que las máquinas basadas en los procesadores Intel Atom o Qual-comm Snapdragon son incapaces de trabajar con ese tipo de vídeo.

Integra controlador dedicado

Toshiba integra 64 GB de NANDen un módulo de memoria flash Toshiba ha presentado un nuevo mó-dulo de memoria flash de tipo NAND embebida con una capacidad de 64 GB, que es la primera vez que alcanza esta capacidad y es el primer elemen-to de una nueva línea de seis módulos que ofrecerán compatibilidad comple-ta con el último estándar e•MMCTM y que se han diseñado para aplicaciones en electrónica de consumo, incluyen-do teléfonos inteligentes, teléfonos móviles, ordenadores portátiles o vi-deocámaras digitales.El módulo de 64 GB combina 16 dis-positivos NAND de 32 Gb que se han fabricado con tecnología de 32 nm y que además integra un controlador dedicado. Este módulo es completa-mente compatible con el estándar JE-DEC/MMCA versión 4.4 destinada las tarjetas de memoria MultiMediaCard (MMC) embebidas. La capacidad de 64 GB es la máxima de una familia que tiene capacidades de 2 a 64 GB y que integran un controlador para gestio-

nar las funciones básicas y que inclu-yen nuevas funciones como múltiples áreas de almacenamiento y seguridad avanzada.El nuevo módulo se ha encapsulado en formato FBGA de 153 bolas con unas dimensiones de 14x18x1,4 mm,

acepta alimentaciones entre 2,7 V y 3,6 V, con tensiones de interface de 1,65 V a 1,95 V y de 2,7 a 3,6 V. Tie-ne una velocidad de escritura de 20 MB/s y de 37 MB/s para lectura, con un margen de temperaturas de entre -25 y +85ºC.

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Con nuevo firmware

Yokogawa actualizasus OTDR Yokogawa ha presentado un nuevo firmware para sus reflectómetros ópticos en el dominio del tipo (OTDR) que ofrecen nuevas funciones de medida en los cables de fi-bra multinúcleo. El nuevo firmware permite a los usuarios mantener el seguimiento de las fibras individuales que se han comprobado, por lo que se elimina cualquier confu-sión potencial entre las fibras comprobadas y no compro-badas que, por consiguiente, elimina errores de operativi-dad en la medida.El manejo de la nueva funcionalidad se ve simplificado me-diante un software que abre una carpeta de proyectos en un destino seleccionado que puede estar en una memoria interna o externa. Las configuraciones de medida se se-leccionan en un menú y se aplican a todas las fibras del ca-ble. Los resultados se guardan en la localización destino y el operador puede rellenarlos en cualquier momento.Todas las medidas del cable se gestionan utilizando una tabla que permite la selección de fibras específicas, ade-más, cada fibra y cada longitud de onda piden una confir-mación de medida y se marca. Después de la aprobación de todas las longitudes de onda, la marca aparece en la tabla de medidas.

HERRAMIENTA PARA LOS SISTEMAS DE ADQUISICIÓN DE YOKOGAWAEl software Yokogawa SL1000 es una herramienta destina-da a los sistemas de adquisición de alta velocidad que per-mite incrementar la funcionalidad incluyendo una visuali-zación en dos dimensiones y la acumulación de formas de onda. La característica de visualización X-Y en tiempo real representa la relación entre dos señales de entrada que además se completa con una función de ‘marca’ que per-mite incluir etiquetas de indicación durante la medida.Adicionalmente se han mejorado diferentes funcionalida-des como la de guardar los datos capturados y convertirlos a un formato binario o ASCII que tiene el soporte de otras herramientas de análisis como Matlab.El sistema SL1000 es una unidad de adquisición basada en PC modular diseñada para proporcionar un registro de da-tos de alta velocidad y rápida transferencia en aplicaciones electromecánicas y de medida energética. Se puede co-nectar directamente a toda una serie de sensores de tipo termopar, acelerómetros, tacómetros, etc. Con una veloci-dad de muestreo de 100 MS/s dentro de 16 canales y con entradas aisladas para medidas de alta tensión, el sistema también incluye un software de sencillo manejo.

En colaboración con Fujifilm

IBM establece un récord de almacenamiento en cinta Científicos de IBM y Fujifilm han de-sarrollado un prototipo de cinta mag-nética capaz de almacenar 29.500 mi-llones de bits por pulgada cuadrada, lo cual supera en 39 veces la densidad de almacenamiento de los sistemas estándar en cinta magnética más ex-tendidos.Fruto de una cooperación que dura tres años, se han desarrollado nuevas tecnologías críticas para optimizar la próxima generación de cintas magné-ticas basadas en partículas de ferrita de bario, se han introducido mejoras en controlar la precisión de los cabe-zas de lectura que ha permitido incre-mentar en 25 veces el número de pis-tas que pueden integrarse en una cin-ta de media pulgada de ancho y la uti-lización de nuevos métodos de detec-

ción ha incrementado la densidad de registro lineal en más del 50%. Según sus impulsores, estas mejoras permi-tirán desarrollar sistemas capaces de almacenar hasta 35 TB de datos sin comprimir, capacidad suficiente para guardar el texto de 35 millones de li-bros que ocuparían en línea recta una longitud estimada de 399 km.Al contrario de lo que pueda pensar-se, los sistemas de almacenamiento masivo en cinta magnética son hoy día una alternativa de bajo coste y bajo consumo a sus homónimos de disco. Así, se siguen utilizando en librerías automatizadas, que en sus versiones de gama alta permiten guardar infor-mación equivalente a varios petab-ytes (1 PB = 1024 TB) en los sectores financiero y médico.

Herramienta de desarrollopara motores de Microchip Microchip Technology ha presenta-do dos nuevos sistemas de desarrollo de bajo coste para el control de mo-tores. Ambas tarjetas de desarrollo in-corporan las familias de flexibles DSC dsPIC33F MC, que integran funcio-nes avanzadas para el control de mo-tores. Además, Microchip ha genera-do cinco notas de aplicación libres de royalties y de licencias, ayudando así a los ingenieros en la creación de apli-caciones para motores que trabajan con la máxima eficiencia y generan el par máximo consumiendo la cantidad mínima de energía.Este sistema de desarrollo es una he-rramienta para la evaluación y diseño de una amplia variedad de aplicacio-nes para el control de motores de alta tensión en lazo cerrado utilizando mo-tores CA de inducción CA, motores CC sin escobillas o motores síncronos de imán permanente. La tarjeta inclu-ye circuitería de depurado en circuito, eliminando así la necesidad de un de-purador separado para el desarrollo con las familias de DSC para control de motores dsPIC33 de Microchip.

APLICACIONES EN LAZO ABIERTO Y CERRADOEsta tarjeta permite el rápido desarro-llo de rutinas micro paso a paso tan-to de lazo abierto como de lazo cerra-

do de corriente utilizando las familias para Control de Motores dsPIC33 de Microchip. Esta herramienta de de-sarrollo también proporciona a los in-genieros un GUI de control, que les permite centrarse en la integración de las otras funciones de la aplicación y el ajuste preciso del funcionamiento del motor.Junto con las notas de aplicación rela-cionadas y el software de código fuen-te, el entorno de desarrollo integrado y gratuito MPLAB IDE de Microchip incluye una aplicación denominada monitorización de datos e interface de control (DMCI), que promueve un rápido ajuste de parámetros para dife-rentes motores. Las bibliotecas gra-tuitas de software de control orienta-do a campo (FOC) y la biblioteca para control de motores paso a paso per-miten el desarrollo de aplicaciones ecológicas de sistemas basados en motores y de control de motores paso a paso de alta velocidad.

Mejora en el generador de banda base PXB de Agilent Las mejoras del generador de banda base y el emulador de canal modelo N5106A de Agilent permiten su utilización en toda la fase de investigación y desarrollo, incluso para su utilización en la verificación de preconformidad permitiendo ahora una funcionalidad de generación de banda base multicanal (BBG, BandaBase Generation multichannel), funcionalidades de atenuación en tiempo real y captura de señal, todo ello en una plataforma de medida multipropósito.El PXB modelo N5106A es una amplia colección de herramientas de diagnóstico específicamente diseñadas para los procesos de recepción de señal que permite a los ingenieros validad sus diseños en condiciones reales. Por tanto, esta plataforma permite minimizar el tiempo de diseño y dotar de una mayor flexibilidad a los mismos para superar los requisitos estándar. Se ha mejorado para trabajar con hasta 6 generadores de banda base, hasta 8 atenuadores y más de 20 configuraciones calibradas de hasta 4x2 MIMO que se pueden configurar en unos segundos a partir del interface de usuario.

AMPLIA COMPATIBILIDADEl sistema también ofrece soporte para las comprobaciones de todo tipo de señales inalámbricas a partir del entorno que utiliza Agilent Signal Studio que le permite aceptar formatos como: LTE, HSPA, W-CMDA, GSM/EDGE, TD-SCDMA, Mobile WiMAX, WLAN, vídeo digital y GPS). Además aporta una gran facilidad de conexión y calibración, que permite reducir considerablemente el tiempo de medida y, al mismo tiempo la complejidad de la misma.Entre las mejoras que aporta esta plataforma se incluye la captura de señal tanto de radiofrecuencia como de señales I/Q digitales con una capacidad de memoria de 512 Mmuestras que, además, permite traspasar los datos obtenidos al propio simulador o a la herramienta de simulación Matlab. También incluye creación de señales GPS en tiempo real o DVB o diferentes funcionalidades de atenuación entre otras mejoras.

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EN LOS ÚLTIMOS AÑOS EL NÚMERO DE PATENTES DE INVENCIÓN REGISTRADAS POR INSTITUCIONES DE DERECHO PÚBLICO, y especialmente por profesores titulares y catedráticos de Universidades Públicas, ha crecido significativamente creando una compleja problemática que afecta a varios sectores y agentes.

Los recursos públicos, materiales y humanos, dedicados a patentar muy raramente son rentables, pese a lo cual con frecuencia posibilitan perversos negocios sin control eficaz en mal denominadas “spin-off” que administran funcionarios incompatibles con sus cargos mercantiles o, en el peor de los casos, únicamente sirven para la autocomplacencia o la acreditación académica fraudulenta que la Agencia Nacional de Evaluación de la Calidad y Acreditación (ANECA) no parece ser capaz de detectar. El Tribunal de Cuentas emite informes varios años después de realizados los gastos en patentes sin detallar ni enjuiciar sus cuentas.

CONTABILIZANDO PATENTES DE INSTITUCIONES PÚBLICAS

Para cuantificar en una primera estimación directa las patentes de universidades públicas basta con acceder a las bases de datos de patentes, como es el caso de http://lp.espacenet.com o de http://www.wipo.int y buscar por “universidad” (las universidades privadas prácticamente no aparecen). Tras la consulta se obtuvo como resultado el 12.10.2009 como resultado 6.173 patentes, de las que habría que descontar una pequeña proporción de universidades extranjeras, principalmente iberoamericanas, o bien por “universidad politécnica de”, obteniendo así otras 1.138 patentes por lo que puede estimarse en varios miles de patentes las financiadas con fondos públicos consiguiendo, casi sin excepción, un ruinoso resultado.

A las patentes de las universidades públicas habría que añadir las más de 3.000 de las que es titular el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).

Un caso extremo, en proporción a su tamaño y número de funcionarios, es la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), que aparece como titular de 324 patentes de las cuales una muy importante proporción nunca ha sido explotada y únicamente ha servido para beneficio de sus propios funcionarios al correr el erario público con todo el coste de registro, tasas y evaluaciones del estado del arte. Otras se privatizaron o se explotan por licencias contratadas sin publicidad ni concurrencia ni objetividad por un muy discutible derecho privado que se pretende

Miguel Ángel Gallardo Ortiz miguel@cita.esIngeniero y criminólogo, Presidente de Cooperación Internacional en Tecnologías Avanzadas (CITA) SLwww.cita.es/patentes.pdf

Patentes de funcionarios públicos

“Un caso extremo, en proporción a su tamaño y

número de funcionarios, es la UPM, que aparece

como titular de 324 patentes de las cuales

una muy importante proporción nunca ha sido

explotada”

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OPINIÓN

sea interpretado y ejecutado, exclusivamente, mediante arbitraje en el marco de la Corte de Arbitraje de la Cámara Oficial de Comercio e Industria de Madrid.

TITULARIDADES COTITULARIDADES ARBITRARIAS

Más problemática aún es la cotitularidad de patentes entre instituciones u organismos públicos y empresas privadas, según porcentajes variables de titularidad, gastos generales de gestión y mantenimiento por tasas nacionales, ante la Oficina Española de Patentes y Marcas (OEPM), e internacionales, con muy pocas patentes en las que hayan intervenido funcionarios públicos que llegan a ser válidas en Estados Unidos y Japón.

La economía de los derechos industriales no siempre explica la motivación personal de los inventores ni garantiza el reconocimiento de los derechos morales en los que en muchas ocasiones estudiantes y colaboradores de profesores y catedráticos son defraudados. Entre inventores, funcionarios o no, y titulares de patentes, las negociaciones son siempre complejas pero si se administran fondos públicos, los principios de publicidad, concurrencia, objetividad, transparencia, eficacia y eficiencia deberían ser más respetados, o la arbitrariedad producirá auténticos monstruos, difíciles de civilizar y más aún de administrar.

MODELOS, NORMAS Y CRITERIOS (AUSENTES)

Este modelo, o para definir con más precisión la situación actual, esta falta de modelo, de normativas, y lo que es peor aún, de criterios objetivos para la administración de derechos industriales de titularidad pública y la dedicación de fondos y recursos materiales y humanos para patentar invenciones, puede explicarse, en primer lugar, por la carencia de datos y también por la existencia de muy graves conflictos de intereses e incompatibilidades. La Función Pública, en sí misma, no es incompatible con las invenciones y la explotación de derechos industriales, pero tampoco se contempla la figura del funcionario público inventor y existen indicios racionales de mala administración de recursos y fondos públicos.

MÉRITOS Y DEMÉRITOS DE ACREDITADOS Y DESACREDITADOS

Las patentes suelen ser consideradas como méritos prácticamente incuestionables, pero lo cierto es que algunas son auténticos disparates que pueden haber sido financiadas de manera irresponsable. Lamentablemente, se ha desarrollado una auténtica industria de la acreditación que considera que las patentes son un elemento siempre positivo, independientemente de su rentabilidad y de los recursos que se han empleado de manera que, por mucho que se gaste en alguna completamente inútil, los inventores y los responsables de la entidad titular de los derechos industriales siempre acumulan méritos. En la empresa privada, los gastos inútiles son pronto detectados pero en la Función Pública pasan demasiados años impunes y producen efectos irreversibles promoviendo carreras indignas. Por otra parte, nadie investiga el fraude de las patentes más rentables de las que son titulares funcionarios públicos de manera privada. Sería deseable que la Agencia Nacional de Evaluación de la Calidad y Acreditación (ANECA) clarificase lo que es un mérito, y también lo que es un demérito, en las carreras docentes e investigadoras de funcionarios públicos.

Recientemente, se ha presentado una denuncia ante el Tribunal de Cuentas para la fiscalización y enjuiciamiento de la contabilidad de las patentes de titularidad pública y, posiblemente, en casos extremos, llegue a iniciarse un “procedimiento para el reintegro por alcance” que obligue a devolver fondos públicos dedicados a patentar supuestas innovaciones fraudulentas o malversadas. Puede verse en http://www.cita.es/tcu-patentes.pdf

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“La Función Pública, en sí misma, no es

incompatible con las invenciones y la

explotación de derechos industriales, pero

tampoco se contempla la figura del funcionario

público inventor y existen indicios racionales de

mala administración de recursos y fondos

públicos”

“Lamentablemente, se ha desarrollado una

auténtica industria de la acreditación que

considera que las patentes son un elemento

siempre positivo, independientemente

de su rentabilidad y de los recursos que se han

empleado”

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E

dossierSistemas Embebidos

Nuria Calle

Sistemas embebidos, soluciones ubicuasLos sistemas embebidos se encuentran en todo tipo de dispositivos de uso diario y de sectores industriales, por lo que cada vez tienen más importancia. Se espera que en el mercado de 2010 haya 16.000 millones de componentes embebidos programables y más de 40.000 millones en 2020.

n tiempos de crisis aumentar la com-petividad de las empresas, servicios y productos parece ser la clave de la su-pervivencia y éxito de las compañías. Los sistemas embebidos, según los expertos, van a desempeñar un pa-pel principal en el presente y el futuro de nuestra sociedad. Su alto grado de aplicación y el valor añadido que apor-tan a los productos los convierten, se-gún las previsiones, en factores para impulsar avances en sectores de acti-vidad como transporte, señalización, automatización industrial, electro-medicina o vídeojuegos. La tenden-cia actual parece encontrarse en una mayor utilización de sistemas embe-bidos reduciendo los tiempos de dise-ño del hardware y obteniendo lapsos muy cortos de tiempos de mercado, lo que implícitamente conlleva ahorro de costes.Los especialistas esperan que pa-ra 2010 haya 160.000 millones de componentes embebidos programa-bles en el mercado y en 2020 más de 400.000 millones. Un estudio de prospectiva sobre sistemas embe-bidos realizado por la Fundación Ob-servatorio de Prospectiva Tecnológica Industrial (OPTI), en colaboración con la Fundación Ascamm, estima que de

cumplirse los pronósticos actuales, el volumen de mercado mundial de estos sistemas será de 194.000 mi-llones de euros en 2010. El informe, titulado “Tendencias y aplicaciones de los sistemas embebidos en Espa-ña” fue publicado en septiembre de 2009 y se basa fundamentalmente en la información recogida a través de una encuesta en la que se invitó a participar a 230 expertos. El principal objetivo del estudio es desarrollar una visión de futuro de los sistemas em-bebidos desde un enfoque tecnológi-co y de sus ámbitos de aplicación, de-terminando las principales tendencias a corto, medio y largo plazo. Además, en él se recomiendan estrategias que permitan la consecución de los temas planteados. De esta manera, los auto-

res pretenden que el estudio sirva de documento base a todos los actores que puedan estar implicados en la to-ma de decisiones de carácter estraté-gico en este campo.El informe destaca que actualmente Europa es el máximo representante en el ámbito de los sistemas embebi-dos. Sin contar aún con los datos de 2009, el sector espera confi rmar que a lo largo del año pasado el porcentaje e inversión en I+D en sistemas embe-bidos sobre el total de la inversión en I+D fuera del 14%.Según se advierte, “aún con estas cifras, esta posición ventajosa pue-de perderse a favor de EE.UU. o de algunos países asiáticos. En EE.UU. se tienden a utilizar los resultados de los sistemas embebidos obtenidos en

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aplicaciones militares e industriales, mientras que los países asiáticos po-seen un amplio mercado nacional y el know-how tecnológico en fabricación que ponen en peligro la posición de li-derazgo europea. Europa, por otro la-do, posee una elevada cualificación profesional en este área, unos merca-dos desarrollados y una buena infra-estructura”.

EL VALOR DE LAS PLATAFORMAS TECNOLÓGICASEl estudio de la OPTI resalta la impor-tancia de las plataformas europeas re-lacionadas con los sistemas embebi-dos, ya que una parte importante de esta infraestructura está constituida por ellas. “Las más destacadas son la Plataforma ARTEMIS y la Plataforma ENIAC, cuyos contenidos son los más horizontales dentro de este sector. De este modo se ha conseguido crear

una gran red de contactos que facili-ta la transferencia de conocimiento y potencia la colaboración a escala eu-ropea. Su importancia en el marco eu-ropeo es tal que llega a influir en la to-ma de decisiones de las líneas de in-vestigación”.Dadas estas condiciones favorables y la importancia estratégica de estos sistemas para el desarrollo económi-co, los responsables de la monografía acentúan en el prólogo que España no debe perder la oportunidad de sumar-se a este esfuerzo colectivo europeo y que puede tener un papel muy re-presentativo en este campo. Para lo-

grarlo, la investigación analiza y aporta una serie de tendencias y recomen-daciones necesarias para establecer las bases y una visión de futuro que permitan asegurar su posición en tec-nologías embebidas, trasladando esta oportunidad a la empresa con la gene-ración de nuevos productos.“España respecto a otros países euro-peos, y en cuanto a sectores y merca-dos en los que se pueden implantar es-tos sistemas, tiene aún mucho camino por recorrer, tanto en la utilización, co-mo en el diseño y la fabricación. Toda-vía existen muchos clientes que no conocen las ventajas que les pueden dar los sistemas embebidos”, explica Julio Canalís, Director de Marketing de Venco Electrónica.Por su parte, Brian Pater, Director Ge-rente de Anatronic, asegura que cada día se ven más empresas españolas involucradas en este tipo de aplica-ciones por lo que es un área de nego-cio que se potenciará mucho a corto y medio plazo. “Aunque la mayoría de los productos que se utilizan provie-nen del mercado asiático, realmente el producto final ofrecido a los diferen-tes sectores a los que van dirigidos es tan competitivo como cualquier otro. Las empresas españolas desarrollan productos terminados con un impor-tante valor añadido, al final el precio del hardware es muy similar para to-dos”. La experiencia de Anatronic les indica que “el cliente final necesita tener cerca a sus proveedores para que el servicio sea el correcto, y más cuando localmente pueden obtener exactamente el mismo producto que desde el exterior y seguramente a un buen precio”.Una de las conclusiones del estudio OPTI se refiere a la necesidad de pro-fundizar en España en el papel de las plataformas tecnológicas. En nuestro país, las primeras que surgieron lo hi-cieron a modo de espejo de las plata-formas europeas. El texto resalta que actualmente existen muchas platafor-

Principales tendencias tecnológicas de los sistemas embebidosEl desarrollo de los sistemas embebidos está en plena expansión y hay en marcha varías líneas de investigación. Julio Canalís, Director de Marketing de Venco Electrónica, considera que una de las tendencias actuales más significativa es “conseguir equipos de tamaño reducido o incluso portátiles, donde el consumo de energía es muy importante, pero también lo es la potencia de cálculo, ya que cada vez se exigen sistemas operativos de más alto nivel”.Brian Pater, Director Gerente de Anatronic, coincide con su colega en esta apreciación: “se están integrando la mayor parte de los periféricos, dispositivos y partes esenciales del sistema en una sola placa, y ésta va siendo también de menor tamaño, aunque ya hemos llegado a niveles bastante reducidos y difícilmente superables”. Precisamente Anatronic termina de anunciar que Bolymin dispone de cuatro nuevos sistemas compuestos por un visualizador LCD monocromo y un microcontrolador embebido PIC de 16 bit y bajo consumo.Pater nota asimismo una propensión hacia el avance de placas auxiliares y adaptables que complementen al sistema original con nuevas funcionalidades, presentes o potenciales. “Esto es muy interesante para que un sistema no se quede cerrado sin posibilidad de expandirse, y por tanto anticuado rápidamente”, subraya.Por otro lado, desde Anatronic detectan que el siguiente paso que se está dando es el de separar las diferentes tareas que realizan los micros para que se puedan ejecutar externamente, de forma que cuando se emplee alguna de esas características, el micro pueda seguir ejecutando tareas sin disminución del rendimiento. “Es muy útil por ejemplo en gráficos, vídeo y audio, si se le descarga al microcontrolador de sus tareas de codificación o decodificación de archivos éste puede dedicarse a tareas más críticas o importantes simultáneamente, descargándole el pesado trabajo de procesamiento del vídeo y audio, y por ende mejorando su rendimiento global”, comenta Pater.En Anatronic también afirman que últimamente se está teniendo mucho en cuenta el consumo y la potencia disipada, factores muy importantes para poder generar el menor calor posible y que los sistemas estén exentos de ventilación (fanless) o que incorporen ventilación en los lugares más calurosos. En este sentido, Pater asegura que el microprocesador Atom de Intel “ha dado en el clavo puesto que es un micro con unas prestaciones elevadas y un consumo muy reducido, disipando muy poco calor, ventaja crítica y determinante respecto al resto de micros”.Desde Venco, Julio Canalís apunta como otra de las tendencias del momento el hecho de que en muchas de las aplicaciones embebidas existe una presentación de datos o un interfaz de usuario mediante pantalla. En este sentido, las pantallas TFT y los sensores táctiles parecen tener un papel básico. Por último, Canalís explica que son numerosas las aplicaciones en las que los dispositivos han de estar conectados a Internet o existe un intercambio de datos con otros dispositivos.

“El volumen de mercado mundial de sistemas embebidos será de 194.000 millones de euros en 2010”

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dossier Sistemas Embebidos

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mas verticales relacionadas con los sistemas embebidos pero que no hay ningún tipo de conexión entre ellas. Por este motivo, el estudio recomien-da que “a escala nacional se poten-cie la interrelación entre plataformas tecnológicas para poder realizar de-sarrollos en colaboración y obtener conclusiones conjuntas que faciliten los avances en este campo. PROME-TEO es la plataforma destacada en el informe por ser, en su opinión, la más horizontal y por tanto la que podría co-ordinar y promover el trabajo conjun-to. Por otro lado, el estudio considera que en el marco europeo los papeles de las plataformas horizontales y ver-ticales están cambiados. “Son las pla-taformas verticales las que se alinean con las actividades y objetivos de las horizontales (ARTEMIS, ENIAC), aun-que también es cierto que son estas dos plataformas las que suelen coor-dinar la tipología de proyectos que se van a poner en marcha”.Así, y sabiendo que las líneas de in-vestigación referentes a los sistemas embebidos se establecen en el mar-co europeo, aconsejan que se debería realizar un seguimiento de las activi-dades y los caminos que van siguien-do estas entidades y plataformas eu-ropeas para, de algún modo, no distanciarse mucho de éstas y seguir su estela de ac-ción.

COLABORAR PARA CRECEROtro punto a tener en cuenta según apunta el infor-me OPTI es que las empresas por sí mismas no tienen a su alcan-ce la capacidad de adquirir todas las

tecnologías y aplicaciones básicas re-lacionadas con los sistemas embebi-dos, pero sí pueden estar especializa-das en una de ellas en concreto. Por eso animan a po-tenciar el tra-bajo cola-

borativo entre distintas entidades con diferentes áreas de especialización.La encuesta de OPTI revela que los participantes consideran que en el campo de los sistemas embebidos el esfuerzo de desarrollo es mayor en software que en hardware. En las conclusiones se sugiere trabajar ambos aspectos para garantizar la competitividad, aunque matizan que de cara a innovar “es necesario cen-trarse en el descubrimiento y oferta de nuevos servicios que igualmente requieren un mayor desarrollo en el ámbito del software, pero teniendo siempre en cuenta las limitaciones del hardware, sobre todo si se quie-re mantener productos competitivos en coste. La clave de la competitivi-dad está en aportar nuevos servicios o funcionalidades, normalmente muy ligadas al software, sobre platafor-mas hardware ajustadas en coste y además siendo fiables”.Los expertos consideran que hasta ahora estos sistemas se han desa-rrollado en proyectos mayores, en-

tendiéndolos como soluciones facilitadoras para la conse-

cución de los objetivos de

“La clave de la competitividad está en aportar nuevos servicios o funcionalidades”

“Es indispensable un cambio de mentalidad, para que ciertos desarrollos puedan ser llevados a cabo y no se paralicen las opciones de liderazgo”

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dichos proyectos. Por este motivo, entienden que se hace imprescindi-ble promoverlos por sí mismos, po-tenciando su desarrollo tecnológico. Destacan que actualmente ya existe una industria dedicada a algunos de los ámbitos tecnológicos emergen-tes como el middleware. Pese a es-to aseguran que es importante seguir potenciando la posición de España en éste y otros apartados para lograr así un buen lugar en el mercado y llegar a ser un país puntero en pocos años.

NECESIDAD DE CAMBIOSLa sensación generalizada es que los sistemas embebidos deben llegar a ser considerados como una industria vertical y no como una industria hori-zontal.En referencia a los sectores de aplica-ción de los sistemas embebidos, una de las recomendaciones del estudio OPTI aplicables de forma general se-ría la conveniencia de adaptar solucio-nes tecnológicas desarrolladas en al-guno de los sectores para poder cu-brir los requerimientos tecnológicos de otras áreas de aplicación. Así se facilitaría las actividades de desarrollo porque sólo sería necesaria la realiza-ción de pequeñas modificaciones pa-ra que estas tecnologías sean adapta-das al nuevo entorno.El papel de la Administración en el fu-turo de los sistemas embebidos es determinante, según el informe de OPTI. La monografía resalta que por el momento hay pocas empresas que estén investigando en este área. La opinión de los especialistas que res-pondieron la encuesta es que esta situación se debe, en parte, a que al-gunas de estas aplicaciones, como por ejemplo las del sector sanitario, tienen fuertes implicaciones legisla-tivas. Al parecer, estos requerimien-tos frenan a las compañías, que no quieren verse involucradas en com-plicados procesos de certificación. Las referencias manejadas apuntan que hasta ahora el volumen de la de-manda de certificaciones no era muy elevado, pero que la tendencia es que

las certificaciones cobren una gran importancia en todos los sectores de aplicación. Por este motivo, desde el estudio se hace un llamamiento a la Administración para que apoye estos desarrollos y dé seguridad e incenti-vos a las empresas que participen en este tipo de actividades. Además, se recuerda que muchas de las aplicacio-nes de los sistemas embebidos tie-nen como objetivo último su uso en infraestructuras públicas, como las energéticas, las viales, las de sanidad pública, etc., por lo que una vez más es determinante el fomento por parte de las Administraciones.En opinión de los encuestados, otro aspecto que está parando muchos proyectos y muchas oportunidades de negocio, debido a las barreras lega-les que plantea, es el de la privacidad de datos, ámbito en el cual España es uno de los países más restrictivos. Así, las conclusiones del estudio en-tienden que el porvenir está muy liga-do a estas limitaciones, por lo que es indispensable “un cambio de mentali-dad, para que ciertos desarrollos pue-dan ser llevados a cabo y no se parali-cen las opciones de liderazgo del sec-tor de los sistemas embebidos dentro del marco europeo”.Los especialistas también están pre-ocupados por los temas de estandari-zación ya que son esenciales para que se puedan llevar a cabo algunas aplica-ciones donde son necesarias unas re-glas que garanticen ciertos aspectos de un proceso, un producto o un servi-cio. En las conclusiones de OPTI se ex-plica que es importante potenciar la uti-lización de estos estándares para, por ejemplo, alcanzar la transversalidad de las tecnologías entre varios sectores, sobre todo a nivel de empresa. Tam-bién se enfatiza que para conseguir que las empresas fabricantes españo-las le den importancia a los estándares y los apliquen a sus desarrollos será necesaria su implicación en el proce-so de elaboración de los mismos. Una vez más apelan a la Administración pa-ra que promueva la presencia de em-presas en foros de discusión donde se deciden los estándares.Otro de los problemas planteados en el informe OPTI es la falta de forma-ción específica en sistemas embebi-dos en el mundo universitario. Apun-tan que éste es un aspecto en el que se deberá incidir mediante la inclu-sión en los futuros planes de estudio de materias que muestren la realidad actual de los sistemas para facilitar la incorporación al mercado laboral de profesionales con conocimientos es-pecíficos.

De distribuidor a proveedor integralVenco Electrónica, empresa española que en 2008 cumplió 25 años en el sector electrónico industrial, pasó hace siete años de ser únicamente distribuidor de semiconductores a convertirse asimismo en proveedor tecnológico de soluciones industriales completas para los diseños embebidos de sus clientes. La experiencia, según su Director de Marketing, Julio Canalís, ha sido muy positiva: “precisamente la caída del mercado de los semiconductores, agravada además por la crisis, ha tenido en Venco un efecto menor, debido a este camino emprendido hace años, que la ha situado como proveedor de todo tipo de soluciones embebidas”, explica Canalís. En su opinión, una de las ventajas competitivas de su compañía está en que proporcionan soluciones industriales completas: “se trata de poder ofrecer una solución personalizada para cada cliente reuniendo el mayor número de requisitos. Para eso es necesario entregar al cliente tanto la placa embebida propiamente dicha, como los periféricos que la rodean, así como el soporte técnico para que todo ello funcione. Y esto se consigue con soluciones modulares escogidas entre nuestros ‘partners’, fabricantes líderes en productos embebidos”.Para el año 2010 Venco anuncia dos novedades clave. Por un lado, los módulos basados en placas ARM, de los fabricantes Digi y F&S. “A día de hoy tienen unos precios muy competitivos y un plazo de comercialización’ mucho más corto, comparando con la solución tradicional de un diseño con microcontrolador más periféricos. Por ejemplo, tenemos el nuevo módulo Connect Core Wi-MX51 basado en un núcleo Cortex-A8, módulo que, sumado a las prestaciones ya comunes en este tipo de dispositivos, ofrece una gran capacidad de procesado multimedia. En definitiva, dispositivos que aúnan reducido consumo y altas prestaciones”, afirma Canalís.La segunda novedad de relevancia consiste en los nuevos procesadores Intel Atom incorporados en las placas de Kontron y Avalue. Canalís destaca sus altas prestaciones, bajo coste y bajo consumo: “han marcado un antes y un después en el mundo de las placas x86 embebidas. Podemos decir que prácticamente el 90% de las aplicaciones industriales que precisen de una solución basada en x86, pueden ser diseñadas con este tipo de procesadores”.

“España no debe perder la oportunidad de sumarse al esfuerzo colectivo europeo ya que puede tener un papel muy representativo en este campo”

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tendencias Electrónica de Potencia

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Diseño de fuentes de alimentaciónEste artículo describe la creación y optimización de fuentes de alimentación mediante la utilización del Webench Power Supply Designer de National Semiconductor, que es una herramienta on-line gratuita disponible en www.national.com. Webench Designer es un sistema de prototipado de extremo a extremo en cuatro sencillos pasos que permite además realizar simulación eléctrica o térmica para ajustar el diseño con precisión y genera un informe para documentar el circuito.

Mediante herramientas on-line

L

Jeff PerryNational Semiconductor

os diseñadores de sistemas tratan de concentrar cada vez más su tiempo y esfuerzo en el sistema central y se resisten a destinar tiempo al diseño de un circuito propio para la fuente de alimentación. Además, los dise-ñadores tienden a dejar el diseño de la fuente de alimentación hasta el úl-timo minuto. Al mismo tiempo, han

de cumplirse los objetivos de diseño en cuanto a espacio en la placa, cos-te del diseño y prestaciones. Se deja a los diseñadores con la cuestión de lograr el mejor diseño en el menor tiempo posible.Para responder a estos retos, hay he-rramientas on-line disponibles que simplifican el diseño de la fuente de

alimentación a los ingenieros con cualquier nivel de conocimientos para optimizar rápidamente un diseño para un tamaño reducido, alta eficiencia y bajo coste. Esto permite que los dise-ñadores se concentren en los aspec-tos más importantes y en cumplir ob-jetivos de prestaciones como un bajo rizado de la tensión de salida, res-

Controles

Gráficos ValoresOperativos

EsquemáticosOptimización

Entradas

Valores Operativos

Lista deMateriales/Cambio de

Componentes Build lt®e informe

Figura 1. Pantalla resumida de Webench Designer.

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puesta rápida a transitorios y lazo de control estable.Las funciones de herramientas como la simulación eléctrica en tiempo real ayudan a los diseñadores a examinar el comportamiento eléctrico del circuito bajo condiciones dinámicas, como tran-sitorios de carga, transitorios de línea y arranque. Las simulaciones térmicas ayudan a los usuarios a identificar y co-rregir problemas de temperatura. Esta capacidad permite que el usuario me-jore aún más sus diseños para alcanzar sus objetivos más importantes.

ESPECIFICACIÓN Y CREACIÓN DE UN DISEÑOPara iniciar el proceso de diseño, un usuario introduce el margen deseado de la tensión de entrada, tensión de salida, corriente de carga y tempera-tura ambiente. Pueden introducirse parámetros opcionales como patilla de conexión/desconexión (on/off), patilla de error y múltiples salidas. A partir de las entradas del usuario se presenta a éste una lista de los regu-

ladores de tensión recomendados. El usuario puede seleccionar una solu-ción basada en criterios como eficien-cia, huella, coste total de los materia-les, número de componentes, rizado de la tensión de salida y otros pará-metros importantes. Una vez hecha la selección por el usuario se crea el diseño. La figura 1 muestra la pantalla resumida de Webench Designer.

CÁLCULO DE LA LISTA DE MATERIALES Y DE LOS VALORES OPERATIVOSLa selección de componentes pasi-vos para una fuente de alimentación es crítica para las prestaciones y para el coste de la solución. Una parte im-portante de estos cálculos es la efi-ciencia del circuito. Ésta es la ecua-ción para la eficiencia:

Eficiencia = Pout / Pin

También:

Pin = Vout * Iout + Pdis

Donde Pdis es la potencia disipada por todos los elementos del circuito.Como puede verse, hay que realizar los cálculos de disipación de potencia para cada componente del circuito, y a continuación se puede calcular la eficiencia del diseño. Los resultados de estos cálculos están disponibles gráficamente en el software Weben-ch en los gráficos de los valores ope-rativos mostrados en la figura 1.Estos gráficos constituyen una herra-mienta útil para observar el compor-tamiento del circuito para los valores especificados de la tensión de carga y de entrada. Para lograr una alta efi-ciencia deberían escogerse compo-nentes con una baja resistencia pará-sita con el fin de reducir la disipación de energía. No obstante, esto se en-frenta a una huella reducida.

SELECCIÓN DE COMPONENTES PASIVOSLos componentes deben cumplir los requisitos de tensión y corriente en cada nodo del circuito así como un

Figura 2. Gráficos de eficiencia y disipación de potencia respecto a la tensión de entrada y la corriente de salida para un circuito regulador reductor (buck) con interruptor integrado.

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tendencias Electrónica de Potencia

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margen adicional de seguridad. Por ejemplo, si la tensión de salida es de 3,3 V, el condensador de salida es como mínimo igual a 3,3 V más un margen de seguridad (generalmente del 30%). Deben tenerse en cuenta otros aspectos como la variación de la capacidad respecto a la tensión en los condensadores cerámicos.Además, es necesario seleccionar los componentes para asegurar que el diseño tenga un buen rizado de la tensión de salida, buena respuesta a transitorios y lazo de control estable. Por ejemplo, el condensador de entra-da controla el rizado de la tensión de entrada y también el comportamien-to del transitorio de línea. El conden-sador de salida afecta a la respuesta del transitorio de carga, el rizado de la tensión de salida y la estabilidad del lazo de control. El inductor contribu-ye al rizado de la tensión de salida, la corriente de pico en el interruptor y la estabilidad del lazo. Por tanto, deben cumplirse las especificaciones de los parámetros para cada componente con el fin de que el diseño tenga unas buenas prestaciones. Sólo cuando se cumplen estos criterios puede el usuario empezar a optimizar el diseño para una valoración de mayor nivel. Esto se realiza de forma automática en Webench Designer.

Selección del MOSFETUna vez creado el diseño, y una vez calculados los valores operativos, el usuario necesita lograr un equilibrio entre huella reducida, alta eficiencia y bajo coste. Estudiaremos estas cues-tiones mediante un circuito controla-dor reductor (buck) utilizando MOS-FET de conmutación externos.

Para empezar, examinemos la disipa-ción de potencia en los FET con de-talle. Un componente clave para la selección del FET, una vez cumplidas las especificaciones de tensión, es la temperatura del FET, que debe estar dentro de la especificación. La tem-peratura se calcula a partir de la disi-pación de potencia:

Pérdidas Totales de Potencia en el FET = Pconducción + PswCA + Pcoss + Ppuerta + Pbdiodo

Estudiaremos las dos primeras fuen-tes de pérdidas. Las pérdidas de con-ducción (Pconducción) se calculan a partir de la resistencia en conducción (RdsOn)

del FET y de la corriente eficaz (RMS) en el FET:

Pconducción = Rdson * ISwRMS2

Este cálculo puede complicarse por-que RdsOn varía con la temperatura. Se debe utilizar un lazo iterativo para rea-lizar el cálculo ya que la temperatura aumenta a medida que se incremen-ta la disipación de potencia, pero una temperatura más alta incrementa la disipación de potencia.

Las pérdidas de CA en un FET son:

PswCA = ½ * Vdsoff * IdsOn * (tSubida + tCaída)/TSw

Donde IdsOn es la corriente que atravie-sa el FET, VdsOff es la tensión que en el FET cuando está desconectado (Vin), tSubida y tCaída son los tiempos de subi-da y caída del FET, y TSw es el perío-do de conmutación (1/frecuencia de conmutación).Las pérdidas de CA tienen lugar du-rante la transición entre el interruptor que se conecta y desconecta. El por-centaje del período de conmutación que se gasta en las regiones de tran-sición es superior para frecuencias de conmutación más elevadas. Por tan-to, una mayor frecuencia implica ma-yores pérdidas de conmutación CA (figura 3).Los tiempos de subida y bajada de-penden de la capacidad del FET, que cambia con la tensión aplicada. Con el fin de lograr precisión, la capacidad efectiva debe determinarse a partir

Regiones con pérdidasde potencia (V*l)

VconmutPlataformade Miller

VthVgIsw

Vdriver

OnTsubida Tcaída

Interruptor Off Off

Vsw=-Vds

Alta Frec = Altas Pérd Baja Frec = Bajas Pérd

Figura 3. La disipación de potencia CA en un MOSFET con las regiones de pérdidas de potencia destacadas. Una elevada frecuencia de conmutación genera mayor pérdidas en CA y una baja frecuencia conlleva menos pérdidas en CA.

Mejor Pdis del FET

Peor Pdis de L

Menor frecuencia

Figura 4. Gráfico de Webench que muestra la disipación de potencia respecto a la frecuencia de conmutación en un diseño de controlador reductor (buck).

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de los valores de diseño del usuario para Vin, pues de lo contrario las es-pecificaciones del FET podrían ser excesivas para la aplicación si se usa la máxima capacidad, o bien podrían quedarse cortas si se usa la mínima capacidad.Por tanto para reducir las pérdidas de potencia del FET el diseñador puede escoger un FET con una baja RdsOn, un FET con baja capacidad y/o disminuir la frecuencia de conmutación. Pero la disminución de la frecuencia de con-mutación afecta a la selección del in-ductor tal como indica la ecuación bá-sica del inductor:

dI = (1/L)*V*dtodI = (1/L)*V*CT/fSw

Donde dI es la corriente de rizado del inductor, L es la inductancia, V es la tensión aplicada al inductor (Vin – Vout), dt es el tiempo en conducción (on) del interruptor, CT es el ciclo de trabajo y fSw es la frecuencia de conmutación.Como puede verse, la corriente de rizado del inductor es inversamente proporcional a la frecuencia de con-

mutación, por lo que si se disminuye la frecuencia de conmutación la co-rriente de rizado del inductor aumen-tará a menos que también se incre-mente la inductancia. Es aconsejable que permanezca constante la corrien-te de rizado del inductor porque esto mantiene los valores correctos de la corriente de conmutación de pico y

del rizado de Vout. Por tanto hay que incrementar la inductancia. Esto pro-voca en consecuencia que el inductor sea de mayor tamaño ya que general-mente hacen falta más vueltas de hilo conductor. También la disipación de potencia del inductor tiende a aumen-tar porque hace falta más longitud de hilo conductor para el mayor número de vueltas. Esto afecta en parte a las ganancias logradas al aplicar una me-nor frecuencia de conmutación (figu-ra 4).

Selección avanzada de componentesPara un componente determinado en el diseño de una fuente de alimenta-ción, puede haber muchos posibles candidatos de diferentes fabricantes y de un mismo fabricante. ¿Cómo es-coge el diseñador la mejor opción? Tomemos como ejemplo el inductor. La figura 5 ofrece una lista de 43 in-ductores que han cumplido las prin-cipales especificaciones en cuanto a inductancia, DCR y corriente para el diseño.Podemos diferenciar entre las op-ciones basadas en inductancia, disi-

Figura 5. Selección del inductor, incluyendo un gráfico de disipación de potencia respecto al coste.

“El usuario puede seleccionar una solución basada en criterios como eficiencia, huella, coste total de los materiales, número de componentes, rizado de la tensión de salida y otros parámetros importantes”

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tendencias Electrónica de Potencia

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pación de potencia, huella, altura y coste. En la parte izquierda de la figu-ra se muestra un gráfico de la disipa-ción de potencia respecto al precio. El componente destacado con un re-cuadro azul tiene el precio más bajo (0,96 dólares), pero la mayor disipa-ción de potencia (900 mW). El com-ponente destacado con un círculo rojo presenta una mejor disipación de potencia (76 mW), pero su precio es más alto (1,36 dólares). Qué com-ponente será el mejor depende de las necesidades del diseñador. Las herramientas de visualización gráfica como las de Webench Designer per-miten que el usuario vea rápidamen-te la diferencia entre centenares de componentes de un vistazo y que se concentre en las decisiones de dise-ño de alto nivel.

OPTIMIZACIÓN PARA LOS OBJETIVOS DEL DISEÑO: HUELLA, EFICIENCIA, COSTE, PRESTACIONESEl la herramienta de diseño Weben-ch, la optimización para una huella re-ducida, alta eficiencia y bajo coste de los materiales se ha visto simplifica-da gracias al control con pulsador y a los gráficos. El usuario gira el pulsa-dor hasta una cifra elevada para lograr una alta eficiencia o una cifra baja para obtener una huella reducida. La figura 6 muestra un gráfico de optimizacio-nes para el diseño de un controlador reductor (buck). En general, para una elevada cifra de optimización (parte derecha del gráfico), la frecuencia es menor, de manera que un menor ni-vel de pérdida de conmutación CA da como resultado una mayor eficiencia. Sin embargo, esto exige también más inductancia para limitar la corriente de rizado.El resultado es un inductor de mayor tamaño, así como una mayor huella del diseño total, debido al gran núme-ro de vueltas necesario en el induc-tor. Si se opta por una menor opti-mización (parte izquierda del gráfico), se cumple lo opuesto. La utilización de una frecuencia más elevada re-quiere una menor inductancia, y ello da como resultado inductores más pequeños y una huella total más re-ducida. Pero las mayores pérdidas de conmutación en CA provocan la dis-minución de la eficiencia. Todo esto demuestra cómo se contraponen una alta eficiencia y una huella redu-cida.

Simulación eléctricaUna vez creado un diseño y optimiza-dos sus principales parámetros, ¿por

Lado izquierdo:Mayor frecuenciaMenor huellaPeor eficiencia

Lado derecho:Menor frecuenciaMayor huellaMejor eficiencia

Figura 6. Factores de optimización en una fuente de alimentación.

Figura 7. Simulación de transitorios de carga que muestra la diferencia entre un dispositivo PWM (rojo) y un dispositivo ECM (azul).

“Los componentes deben cumplir los requisitos de tensión y corriente en cada nodo del circuito así como un margen adicional de seguridad”

“Las pérdidas de CA tienen lugar durante la transición entre el interruptor que se conecta y desconecta. El porcentaje del período de conmutación que se gasta en las regiones de transición es superior para frecuencias de conmutación más elevadas”

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qué querría el diseñador llevar a cabo una simulación eléctrica? Por un lado, es posible que el usuario desee ve-rificar el funcionamiento bajo condi-ciones dinámicas. O bien el usuario desee optimizar aún más el diseño en aspectos como la respuesta más rápida a transitorios, rizado de la ten-sión de salida minimizado o estabili-zado de lazo mejorada.En el Webench Electrical Simulator están disponibles los siguientes ti-pos de simulación: Diagrama de Bode (CA), Estado estacionario, arranque, transitorios de línea y transitorios de carga. Cada una de estas simulacio-nes permite que el usuario configure diferentes fuentes de estímulo para perturbar el circuito y observar cómo responde. Por ejemplo, tomemos dos reguladores conmutados dife-rentes y veamos cómo responden a un transitorio de carga que descien-de de 2 A a 0,2 A y vuelve a aumentar hasta 2 A con tiempos de subida y caí-da de 50 µs.La figura 7 ofrece una simulaciones que comparan el LM22680 que utili-za un modo de tensión, una técnica de control basada en modulación del ancho de pulso (pulse width modula-tion, PWM) y el LM25576, que em-plea una técnica de control en modo de corriente emulada (emulate cu-rrent mode, ECM). Como puede ver-se, el dispositivo ECM tiene un tiem-po de recuperación de respuesta a transitorios más rápido, pero el dis-positivo PWM presenta un menor so-breimpulso y subimpulso. La elección entre ambos dispositivos depende de lo que sea importante para el diseña-dor.

Simulación térmicaOtro aspecto crítico para el diseño de una fuente de alimentación es la gestión térmica. Mediante los cálcu-los habituales de resistencia térmica (thetaJA), el usuario puede realizar una estimación básica de la temperatura de un componente aplicando la si-guiente ecuación:

Tj = thetaJA * Pdis + Ta

Donde Tj es la temperatura de unión, ThetaJA es la resistencia térmica en-tre la unión y el ambiente, Pdis es la di-sipación de potencia del componente y Ta es la temperatura ambiente.Sin embargo, esta técnica es limita-da. En la simulación térmica de una placa de circuito impreso se pueden considerar factores adicionales que la técnica thetaJA no valora, como el ca-lentamiento de dispositivos situados muy cerca de la placa. Si se encuentra un problema, el usuario puede variar parámetros como la superficie de co-bre, el grosor del cobre y el flujo de aire forzado para resolver el proble-ma. La figura 8 ofrece los resultados de una simulación térmica de un con-trolador de fuente de alimentación. El uso de un mayor grosor de cobre redujo la temperatura del FET en el lado de menor potencial (low side) de 117°C a 68°C.

Construcción del prototipo y generación de informesUna vez que el diseñador ha creado y optimizado una fuente de alimen-tación en el mundo virtual, todavía es importante construir un prototipo para asegurar su funcionamiento en

el mundo físico. Esto se debe a que la simulación no tiene en cuenta necesa-riamente todos los factores, como el ruido, elementos parásitos de la placa y otros factores que no se incluyen en modelos o no se conocen en el mo-mento de la simulación. Mediante la función Build It de Webench Designer, el diseñador puede obtener un kit del prototipo a medida para el diseño. El kit permite que el diseñador construya un prototipo y comprobarlo en el labo-ratorio para verificar sus prestaciones.Por último, la documentación del di-seño es un proceso que necesita su tiempo y es posible que los ingenie-ros descuiden esta tarea. Webench Designer dispone de un informe del diseño que incluye las especificacio-nes del diseño, esquemáticos, lista de materiales, valores operativos y gráficos.

CONCLUSIÓNEl diseño de una fuente de alimenta-ción es una tarea complicada que im-plica una serie de valoraciones, como una huella reducida, alta eficiencia, prestaciones y coste. Estos paráme-tros pueden contraponerse entre sí y han de sopesarse para cada diseño. Existen herramientas, como Weben-ch Designer de National Semiconduc-tor, que simplifican este proceso me-diante la utilización de bibliotecas con numerosos dispositivos y gráficos avanzados para visualizar la interrela-ción entre los diferentes factores. De esta forma, el diseñador puede verse liberado de los cálculos de bajo nivel que se necesitan para generar un di-seño, para concentrase en los aspec-tos de mayor nivel.

Figura 8. Resultados de la simulación térmica para el diseño de un controlador con grosores de cobre de 0,5 oz (0,018 mm) y 4 oz (0,142 mm).

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Selección de transistores para reductores síncronos de alta frecuencia (y II)El aumento de la frecuencia de conmutación en los convertidores reductores síncronos ha hecho que las pérdidas de conmutación pasen a jugar un papel vital en el proceso de diseño. Los elementos parásitos de los transistores y de la propia placa de circuito impreso influyen fuertemente sobre dichas pérdidas, por lo que es fundamental tenerlos en cuenta a la hora de seleccionar los transistores más adecuados para una determinada aplicación.

Objetivo: maximizar el rendimiento

E

Miguel Rodríguez [rodriguezmiguel.uo@uniovi.es],Alberto Rodríguez, Pablo F. Miaja y Javier SebastiánUniversidad de Oviedo, Grupo de Sistemas Electrónicos de Alimentación

n la primera parte de este artículo se presentaron dos modelos que anali-zan el proceso de conmutación en un convertidor reductor síncrono. Utili-zando estos modelos es posible esti-mar las pérdidas en los semiconduc-tores y por lo tanto el rendimiento del convertidor. Como se ha detallado en esa parte, el aumento de la frecuencia de conmutación hace que los elemen-tos parásitos presentes en el circuito sean cada vez más determinantes, lo que a su vez puede restar validez al modelo clásico. Por ello se ha pro-puesto un nuevo modelo que analiza el proceso de conmutación teniendo en cuenta dichos elementos parásitos y considerando su efecto en el cálculo de las perdidas de conmutación.En este artículo se muestra un con-junto de resultados experimentales que corrobora la importancia de los elementos parásitos e ilustra el fun-cionamiento de los dos modelos pre-sentados anteriormente. Por otro lado, también se exponen los princi-pales aspectos a tener en cuenta a la hora seleccionar adecuadamente los transistores de un convertidor reduc-tor síncrono en unas determinadas condiciones de trabajo, haciendo es-pecial hincapié en los parámetros del transistor que más influyen en el ren-dimiento final del convertidor.

VALIDANDO LOS MODELOS: EFECTO DE LA INDUCTANCIA PARÁSITA EN EL RENDIMIENTOA continuación se muestran algunos

resultados experimentales tomados de un reductor síncrono conmutan-do a 1,3 MHz. La figura 1 muestra un esquema de la parte del trazado del circuito que determina la inductancia efectiva de drenador que “ve” el tran-sistor HS. Los resultados de la figura 2a se han obtenido colocando los con-densadores de desacoplo justo enci-ma del drenador del transistor, mini-mizando el área del lazo y por tanto la inductancia efectiva. Por el contrario, los de la figura 2b se han obtenido se-parando 1 cm estos condensadores y, por tanto, incrementando la induc-tancia efectiva unos 5-10 nH.

Se observa que el rendimiento cae en torno a 1 punto simplemente al reali-zar la modificación descrita, lo que da una idea de la importancia real de la inductancia parásita. El modelo lineal no es capaz de proporcionar informa-ción sobre este fenómeno, por lo que hay que recurrir al segundo enfoque que se ha tratado en la primera par-te de este artículo. Con dicho mode-lo, es más o menos posible estimar la caída de rendimiento que se produce debido al efecto de la inductancia de drenador. Como se ve, independien-temente del modelo utilizado hay una diferencia apreciable entre los cálcu-

Figura 1. Esquema del trazado del reductor síncrono utilizado para obtener los resultados experimentales.

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los y los resultados experimentales. En el próximo apartado se incide en las probables causas de esta diferen-cia.

LIMITACIONES DE LOS MODELOS DE PÉRDIDASEs este un buen momento para reali-zar una reflexión acerca de la validez de los cálculos presentados hasta el momento. Los dos modelos presen-tados en la primera parte de este ar-tículo, desde el punto de vista del in-geniero de diseño, son muy útiles por varias razones. En primer lugar, per-miten predecir con relativa exactitud un fenómeno ciertamente complejo como es la conmutación de los tran-sistores en un convertidor conmuta-do. Además, proporcionan al diseña-dor una herramienta valiosa para es-timar de qué manera influyen los dis-tintos elementos sobre un diseño.No obstante, también es labor de los diseñadores tener claro el alcance de las predicciones efectuadas por los modelos que usan. En la figura 2 se ve cómo hay una diferencia en-tre las predicciones de los modelos y los resultados. Pese a que no es muy grande, sí demuestra que realizar una predicción precisa es muy difícil. Hoy día, pese a todo el trabajo que se ha realizado con este tipo de converti-dores, no existen modelos sencillos que permitan estimar con exactitud las pérdidas que va a tener un de-terminado montaje. Aun asumiendo que los modelos fuesen completa-mente válidos, los valores reales de los parámetros que utilizan pueden diferir considerablemente de los que proporciona el fabricante en la hoja

de características (por ejemplo, por-que las condiciones de operación de nuestro diseño no coincidan en ge-neral con las condiciones en que se especifican la mayor parte de estos parámetros). Además, sabemos que tanto las inductancias como las resis-tencias cambian con la frecuencia, por lo que los valores reales son muy difíciles de estimar con exactitud. Por último, los propios modelos suponen que el comportamiento del transistor es lineal y viene dado por una ecua-ción como:

canal M GS THi g (v V )= - ,

que es evidentemente una simplifica-ción. En realidad, el transistor experi-menta fenómenos muy complejos y, en muchas ocasiones, fuertemente no lineales.

SELECCIÓN DE MOSFET PARA MAXIMIZAR EL RENDIMIENTOTras lo dicho hasta el momento, es evidente que la elección de los tran-sistores en un diseño que va a con-mutar a frecuencias elevadas es críti-ca para asegurar un alto rendimiento. El proceso de diseño de un converti-

dor síncrono es complejo y depende de los requerimientos particulares a los que esté sometido. Por tanto, pro-porcionar una guía general de diseño es quizá demasiado ambicioso. Nos conformaremos con mencionar algu-nas consideraciones que el diseñador debe tener presente a la hora de es-coger los transistores.Partamos por simplicidad de una si-tuación en la que, conocida la poten-cia nominal, los esfuerzos máximos y la frecuencia aproximada de ope-ración, todos los componentes sal-vo los transistores ya han sido más o menos seleccionados (controla-dor, bobina, condensadores de en-trada y salida, etc.). En primer lugar, conviene analizar el peso de los dis-tintos factores que contribuyen a las pérdidas en cada uno de los transis-tores. El transistor LS de la topología reductora síncrona conmuta prácti-camente a tensión cero, debido a la existencia de los tiempos muertos que obligan al diodo parásito a entrar en conducción. Además, en converti-dores POL la tensión de entrada es-tándar ronda los 12 V, lo que para ten-siones de salida bajas supone que el ciclo de trabajo es bastante pequeño. Estos dos hechos hacen que, en ge-neral y siempre dependiendo de la relación de transformación, el MOS-FET LS deba seleccionarse siguien-do fundamentalmente criterios rela-tivos a sus pérdidas de conducción. Por tanto, un MOSFET de muy baja Rds,on (2 - 4 mΩ son los valores más bajos que se encuentran hoy día) será la opción adecuada, sobre todo para frecuencias de conmutación por de-bajo de los 500 kHz. A partir de esa

Figura 2. a) Resultados con los condensadores en la posición 1 indicada en la figura 1; b) resultados con los condensadores en la posición 2.

“No existen modelos sencillos que permitan estimar con exactitud las pérdidas que va a tener un determinado montaje”

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frecuencia, las pérdidas de carga de puerta (Qg,total, no confundir con Qg,sw) pueden comenzar a lastrar el rendi-miento. Por tanto, conviene compro-bar utilizando los modelos anteriores que éste no mejora al escoger otro MOSFET con algo más de resisten-cia en conducción y menor Qg. En el

entorno de los 6–8 mΩ ya se encuen-tran transistores con cargas de puerta del orden de los 8–10 nC, y es bas-tante probable que para frecuencias por encima de 500 kHz esta segunda opción pase a ser la más adecuada. Como ya hemos dicho, esto depende fuertemente tanto de la frecuencia de

conmutación como de la relación de transformación.En cuanto al transistor HS, sucede justo al contrario: si el ciclo de traba-jo es pequeño, la mayor parte de su contribución a las pérdidas totales viene dada por la conmutación. Por tanto, en principio son los parámetros relativos a la rapidez de conmutación los que conviene tener presentes. La carga de conmutación (Qg,sw) es una buena herramienta de evaluación; los valores más bajos existentes hoy día rondan los 2–3 nC. También lo es la capacidad drenador – puerta (Cgd) res-ponsable en gran medida del efecto Miller. Este parámetro está directa-mente relacionado con el anterior, por lo que cuando Qg,sw es pequeña tam-bién lo es la capacidad Cgd. Unos valo-res inferiores a 100 pF suelen asegu-rar una conmutación rápida. Para fre-

Tabla 1. Parámetros característicos de distintos modelos de transistores comerciales

Modelo Id,máx Rds,on Ciss Coss Crss Qg Rg,interna

SI4124DY 20 6,2 3540 335 142 21 0,75IPP147N03L 20 12,3 770 350 16 4,8 1,2BSO040N03MS 20 3,9 4300 1200 88 27 1,5IRF6617 14 6,2 1300 430 160 11 2IRF6611 32 2 4860 1030 480 37 2,3RJK0305 30 6,7 1250 530 70 8 0,6RJK0346 65 1,5 7650 1500 470 49 1,2

Figura 3. a) Transistores de la tabla 1 en el plano Qg-Rds,on; b) simulación del rendimiento obtenido utilizando tres modelos de transistor en función de la frecuencia de conmutación; c) rendimiento en función de la frecuencia utilizando el MOSFET RJK0305 y el IRF6611.

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cuencias mayores de 500 kHz, estos parámetros son críticos a la hora de seleccionar el transistor HS. La tabla 1 muestra las características de un conjunto de MOSFET comer-ciales de distintos fabricantes. En la figura 3a se muestran estos mismos transistores en el plano Qg – Rds,on, donde se aprecia claramente el rango de utilidad de cada uno de ellos (en un diseño real habría seguramente que incluir un tercer eje con el coste de cada dispositivo). En la figura 3b se muestra el rendimiento obtenido me-diante simulación para varios transis-tores HS y varias frecuencias de con-mutación en un convertidor arbitrario con unas pérdidas más o menos típi-cas. Si la frecuencia de conmutación se encuentra en el rango típico de 100–200 kHz, el MOSFET más ade-cuado es el que presenta menor re-sistencia en conducción (IRF6611), aunque no hay mucha diferencia entre este transistor y otro con algo más de resistencia y mejor desempe-ño en conmutación (Si4124). A partir de los 150 kHz y hasta los 500 kHz, es este último MOSFET el que su-

pondría la opción más adecuada para maximizar el rendimiento, debido a sus características “intermedias” en-tre los otros dos. Cuando la frecuen-cia se incrementa por encima de los 500 kHz, es el MOSFET más rápido

(IPP147N03) el que claramente pro-porciona los mejores resultados. En la figura 3c se muestran resultados experimentales obtenidos utilizan-do como transistor LS el RJK0305 y el IRF6611, y dejando fijo el MOSFET HS (RJK0305). Como se puede ob-servar, los resultados coinciden con la simulación efectuada en la figura 3b:

a frecuencias bajas, el MOSFET de menor Rds,on (IRF6611) proporciona un mayor rendimiento, mientras que a partir de los 350 kHz es el MOSFET con mejores características de con-mutación (RJK0305) el que pasa a ser la mejor opción de diseño.Los cálculos de la figura 3b están he-chos utilizando el modelo clásico, por lo que las inductancias parásitas del circuito y de los transistores no se han tenido en cuenta. Las recomendacio-nes en cuanto a este punto, dado lo visto hasta ahora, no deben sorpren-der a ningún diseñador: minimizar en la medida de lo posible las inductan-cias Ld y Ls, mediante una disposición o trazado del circuito apropiado en el que no exista apenas lazo de induc-tancia (ver figura 1). Conviene recor-dar que la inductancia viene determi-nada no solamente por el camino de “ida” de la corriente, sino también por el de vuelta, es decir, por el lazo o bucle de corriente que determina el trazado de las pistas.En una situación como la de la figura 1, es el área entre la pista superior y la inferior el que determina la inductan-cia final del trazado, por lo que es éste el que debe minimizarse. Otro factor crítico son los condensadores de des-acoplo: éstos deben tener una resis-tencia y una inductancia equivalente lo más pequeñas posible. Si además se dispone de un analizador de im-pedancias, conviene comprobar que esto es así a la frecuencia de conmu-tación e incluso hasta algunos armó-nicos de la misma (la corriente de en-trada de un reductor es pulsante, por lo que el componente a la frecuencia de conmutación y armónicos, con los que deben lidiar los condensadores de desacoplo, suelen tener amplitu-des considerables). Por último, pero no menos importante, está el tema de los encapsulados de los transisto-res. La tabla 2 muestra varios ejem-plos de elementos parásitos típicos de distintos encapsulados tomados de [5,6]. Como se puede ver, hay di-ferencias más que notables entre los diferentes tipos. Aunque no hemos hablado de la contribución del encap-sulado a la resistencia en conducción, los expertos cifran ésta en más de un 60% de la Rds,on total en transistores de baja tensión de última generación. Este dato da una idea de la extrema importancia que cobra el encapsula-do en este tipo de aplicaciones.En la figura 4 se muestra un conjunto de resultados obtenidos en el labora-torio utilizando distintos modelos de transistores como HS en una misma

Tabla 2. Características de algunos encapsulados típicos en MOSFET de potencia de baja tensión

Encapsulado Resistencia @ 500 kHz

Inductancia total Ld + Ls @ 500 kHz Aspecto

TO-220 ≈1,1 mΩ ≈15 nH

D2-Pak 2 mΩ 5 nH

D-Pak 2,6 mΩ 2,4 nH

SO-8 2,7 mΩ 1,6 nH

MLP 3,1 mΩ 1,6 nH

Direct FET 0,9 mΩ 0,5 nH

“La presencia de una inductancia en la puerta puede favorecer la rapidez de conmutación y disminuir las pérdidas”

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placa de circuito impreso, mantenien-do el transistor LS fijo (RJK0305) y conmutando a 1300 kHz. Como se ha mencionado en la primera parte de este artículo, la presencia de una in-

ductancia en la puerta (Lg,extra 12 nH) puede favorecer la rapidez de conmu-tación y disminuir las pérdidas. Este hecho se puede observar claramente en la figura 4. El rendimiento obtenido va decreciendo a medida que se pasa del MOSFET más rápido (RJK0305) al más lento (IRF6611). También se in-cluye en la gráfica el efecto del incre-mento de la inductancia del lazo debi-

do a la separación de los condensa-dores de desacoplo según se indica en la figura 1. Como se ve, la caída de rendimiento es apreciable en todos los casos. Alguno de estos resultados

se ha incluido también en la figura 2, donde se puede ver la correspondien-te comparación entre los resultados experimentales y la simulación.Las simulaciones que se incluyen en este artículo se han realizado uti-lizando una serie de hojas de cálculo programadas en lenguaje MatLab. Las hojas se encuentran disponibles en la dirección www.uniovi.es/ate/

sea/ (apartado recursos) para cual-quier persona que desee utilizarlas. Son programas sencillos cuyo único propósito es estimar las pérdidas de un convertidor reductor síncrono de manera ágil y rápida, introduciendo datos relativos a los semiconducto-res y a los componentes del circuito. No dude el lector en utilizarlos o mo-dificarlos libremente, aunque tenien-do en cuenta que son programas no profesionales, y por tanto no han sido depurados ni optimizados. Ante cual-quier cuestión, comentario o errata pueden dirigirse a la dirección de co-rreo que figura en el artículo.

AGRADECIMIENTOSEste trabajo ha sido realizado con la ayuda del Ministerio de Ciencia e In-novación, gracias al programa FPU (referencia AP2006-04777) y al pro-yecto TEC2007-66917. También nos gustaría dar las gracias a Eugenio Rey por facilitarnos materiales para realizar gran parte de la experimenta-ción.

Figura 4. Compendio de resultados experimentales.

REFERENCIAS

[1] Jon Klein, “Synchronous buck MOSFET loss calcu-lations with Excel model”. Application note AN-6005, Fairchild Semiconductor, version 1.0.1, Abril 2006. [2] M. Rodríguez, A. Rodríguez, P. F. Miaja, J. Sebas-tián, “A complete analytical switching losses model for power MOSFETs in low voltage converters”. 13th Euro-pean Conference on Power Electronics and Applicatio-ns (EPE), Septiembre 2009.[3] Y. Xiong, S. Sun, H. Jia, P. Shea, J. Shen, “New Phy-sical Insights on Power MOSFET Switching Losses”. IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 24, nº 2, pp. 525-531, Febrero 2009.[4] Y. Ren, M. Xu, J. Zhou, F. C. Lee, “Analytical Loss Mo-del of Power MOSFET”. IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 21, nº 2, pp. 310-319, Marzo 2006.

[5] Lutz Gorgens, “Maximizing the effect of Modern Low Voltage Power MOSFETs”. IEEE Applied Power Electronics Conference Professional Education Semi-nar, Febrero 2009.[6] Mark Pavier, Andrew Sawle, Arthur Woodworth, Ral-ph Monteiro, Jason Chiu, Carl Blake, “High frequency DC-DC power conversion: The influence of package pa-rasitics”. IEEE Applied Power Electronics Conference (APEC), Febrero 2003. [7] S. Clemente, B. R. Pelly, A. Isidori, “Understanding HEXFET Switching Performance”. Application note 947, The HEXFET Designer´s Manual, International Rectifier.[8] Carl Blake, “Diseño de convertidores reductores de rectificación síncrona en el punto de carga. Selección de MOSFET en el lado de alto y de bajo potencial”. Mundo Electrónico, Septiembre 2007.

“El rendimiento obtenido va decreciendo a medida que se pasa del MOSFET más rápido (RJK0305) al más lento (IRF6611)”

Las simulaciones que se incluyen en este artículo se han realizado utilizando una serie de hojas de cálculo programadas en lenguaje MatLab. Las hojas se encuentran disponibles en la dirección www.uniovi.es/ate/sea/ (apartado recursos)

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Convertidores CC/CC digitales Capaz de trabajar con cualquier tipo de convertidor de potencia, PMBus es una gran historia de éxito. Su sencillo interface de hardware de dos hilos basados en SMBus es similar y compatible en general con I2C, mientras que los protocolos de señalización mejorados aseguran una robustez superior. Como resultado de ello, los diseñadores de sistemas pueden implementar de forma sencilla estrategias para la gestión de potencia que van desde el escalado de tensión para dispositivos lógicos multitensión a la monitorización y el control de sistemas completos mediante una solución uniforme que tiene un impacto mínimo sobre los recursos.

Integran conectividad PMBus

D

Patrick Le FévreEricsson Power Modules

entro del contexto de los sistemas de alta disponibilidad, PMBus posibilita la integración de hardware de fuentes de alimentación redundantes maximi-zando al mismo tiempo la eficiencia operativa del sistema mediante téc-nicas inteligentes para la gestión de potencia. Esto resulta especialmente importante para las arquitecturas de alimentación distribuida que emplean los sistemas industriales y de teleco-

municaciones y que se están exten-diendo más gracias a iniciativa como MicroTCA. Aunque varían los detalles de cada una de ellas, la solución con-siste en una etapa de entrada CA/CC que convierte la energía suministrada a un nivel intermedio con un valor típi-co de 48 VCC para la distribución a to-das las placas dentro de un sistema.Al nivel de la placa, un convertidor de bus intermedio (intermediate bus

converter, IBC) a menudo proporcio-na otro nivel de aislamiento para cum-plir estándares de seguridad como EN 60950. Este IBC también convier-te a un valor típico de 9 – 12 VCC para suministrar los convertidores CC/CC no aislados en el punto de carga (PoL) que proporcionen las tensiones que requieren la lógica y los circuitos de soporte. En un sistema PMBus, un bus local interconecta los componen-

Figura 1. Arquitectura de bus intermedio al nivel de placa con PMBus (línea amarilla).

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tes al nivel de placa y proporciona un interface uniforme al sistema princi-pal, y que a menudo también se co-necta a la etapa de entrada CA/CC y a periféricos como ventiladores de re-frigeración (figura 1).Es importante destacar que los dispo-sitivos PMBus deben ser capaces de activarse con seguridad sin interven-ción del sistema principal. Además el modo obligatorio "configurar y olvidar" posibilita la programación de un dis-positivo PMBus una vez durante la fabricación, tras la cual el dispositivo puede funcionar de manera indefini-da sin comunicación de bus.PMBus incluye varias ampliaciones a SMBus v1.1 así como algunas fun-ciones de SMBus v2.0. Entre éstas se incluye el protocolo de instrucción de grupo que envía una o más instruc-ciones a múltiples dispositivos en una única secuencia de transmisión conti-nua. Dado que los dispositivos siem-pre ejecutan las instrucciones que re-ciben tras detectar el estado de STOP del SMBus, es posible actualizar múl-tiples dispositivos al mismo tiempo. Otro ejemplo es el de los protocolos de instrucciones ampliados que per-miten disponer de otros 256 códigos de instrucciones en formato de byte y de palabra. Todo parámetro que se pueda escribir también ha de se legi-ble.

EL LENGUAJE DE INSTRUCCIONES ES FUNDAMENTALLa potencia de PMBus se evidencia en su lenguaje de instrucciones, que consta de instrucciones estándar y específicas del dispositivo. El forma-to básico de byte único permite 256 instrucciones, cada una de las cuales puede ir seguida de cero o más bytes

de datos. La tabla 1 proporciona un listado de algunas instrucciones es-tándar que implementan los conver-tidores CC/CC digitales BMR450/451 (DiPOL) de Ericsson para permitir que el sistema principal monitorice los principales parámetros de funciona-miento.

Estos convertidores, que trabajan en-tre 4,5 – 14 VCC, utilizan los lazos di-gitales de control interiores para va-riar el flujo de modulación de ancho de pulso que conmuta los MOSFET de salida en una topología de conver-tidor reductor (buck) síncrono. Una resistencia externa ajusta la tensión de salida dentro de margen excep-cionalmente amplio: de 0,6 – 3,6 VCC para el BMR451, o hasta 5,5 VCC para el BMR450. Esto permite que el fir-mware del convertidor optimice las prestaciones dentro de un margen más amplio de condiciones de línea y de carga de lo que es posible me-diante un lazo de control analógico convencional, alcanzando así un valor típico de la eficiencia superior al 96% a media carga.El firmware incluye funciones como

retardos de precisión y control de la pendiente de salida en el paso a con-ducción así como bloqueo por subten-sión, control on/off, sensado remoto y protección frente a fallos. La progra-mabilidad durante la fabricación posi-bilita que los usuarios especifiquen parámetros a medida que luego se ajustan de manera segura en el fir-mware para la vida operativa del pro-ducto. Esta implementación de la fun-ción "configurar y olvidar" de PMBus proporciona una flexibilidad de confi-guración que los convertidores analó-gicos no suelen igualar -por ejemplo, permitiendo ajustes en el lazo de con-trol interior para optimizar la respues-ta a transitorios- al tiempo que logran que los componentes sean tan fáciles de utilizar como sus homólogos ana-lógicos. Como ayuda a la trazabilidad, cada DiPOL lleva un número de serie único junto a los datos de identifica-ción a los cuales pueden acceder las instrucciones de PMBus.Una ventaja fundamental del diseño DiPOL es la integración del interface PMBus y el hardware de monitoriza-ción y control dentro del núcleo del controlador digital. Por comparación, un convertidor analógico necesita cir-cuitería adicional de soporte que está menos acoplada, ocupa más espacio y consume más energía. Por ejemplo, un CI convertidor A/D que mide la ten-sión del bus intermedio necesita una circuitería adicional para el acondicio-namiento de señal para proporcionar filtrado y escalado, consumiendo así energía y espacio en la placa.En cambio el diseño DiPOL reduce el número de componentes, mejora la fiabilidad e incrementa la densidad de potencia. Así, la versión para montaje superficial del BMR451 de 40 A inte-gra 132 W en una huella que sólo mide 30,85x20,0x8,2 mm, lo que equivale a 7,90 A/cm3 (129 A/pulgada3), mien-tras que el BMR450 puede suminis-trar 20 A/100 W en 25,65x12,9x8,2 mm o 7,38 A/cm3 (120 A/pulgada3). Como comparación, los convertido-res CC/CC analógicos logran sólo 2,37 A/cm3 (43 A/pulgada3). Los cál-culos del MTBF (tiempo medio entre fallos) para el BMR451 y 450 son de 2,6 y 5 millones de horas, respectiva-mente.

LOS CONVERTIDORES DIGITALES FACILITAN LA INTEGRACIÓNLa función de lectura inversa inte-grada en los convertidores DiPOL de Ericsson constituye un bloque funda-mental dentro de una estrategia de gestión de potencia de mayor nivel. Al nivel del subsistema, la monitori-

Tabla 1. Instrucciones estándar de PMBusInstrucciones de EstadoCLEAR_FAULTS 03hSTATUS_BYTES 78hSTATUS_WORD 79hSTATUS_VOUT 7AhSTATUS_IOUT 7BhSTATUS_INPUT 7ChSTATUS_TEMPERATURE 7Dh

Instrucciones de MonitorizaciónREAD_VIN 88hREAD_VOUT 8BhREAD_IOUT 8ChREAD_TEMPERATURE_1 8DhREAD-DUTY_CYCLE 94h

“Es importante destacar que los dispositivos PMBus deben ser capaces de activarse con seguridad sin intervención del sistema principal”

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zación de las fluctuaciones de la co-rriente y la tensión en la carga posibili-ta la supervisión de condiciones en la circuitería de carga que pudieran indi-car que sea deseable un cambio en la tensión de bus intermedio, o bien que pudieran significar unas condiciones anormales.La función de lectura inversa de la temperatura del convertidor también podría aportar un indicio de condicio-nes irregulares, o bien se podría em-plear para variar la velocidad de los ventiladores de refrigeración compa-tibles con PMBus. Al nivel del siste-ma, las medidas en tiempo real de los principales parámetros permiten que el software supervisor se adapte a las condiciones cambiantes de línea y de carga, conservando energía y minimi-zando la generación de calor.Un IBC programable como el BMR453 de Ericsson es el elemen-to de hardware que permite llevar a la práctica tales técnicas para el aho-rro de energía. Este módulo de cuar-to de brick aísla y convierte un carril de distribución de alimentación de 36 – 75 VCC a niveles programables por medio de instrucciones PMBus den-tro del rango de 8,1 – 13,2 VCC. Este convertidor digital, capaz de suminis-trar hasta 396W con una eficiencia igual o superior al 96%, proporcio-na una potencia alrededor de un 5% superior a la de su predecesor ana-lógico, el PKM4304BPI. El BMR453 también mantiene una precisión de la regulación del ±2%, superior a la del convertidor analógico del +4% y -10%, con aproximadamente la mitad del nivel de ruido de salida y de riza-do, duplicando también la mejora en

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Figura 3. Software CMM: pantalla de configuración para instrucciones BMR453.

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cuanto a respuesta ante transitorios. Una vez más, el BMR453 integra el interface PMBus y todo el hardware de monitorización y control así como los elementos de firmware en su lógi-ca central.Al aprovechar la flexibilidad del es-tándar PMBus y las instrucciones es-pecíficas que ofrece el fabricante, el BMR453 implementa un nivel inédito de programabilidad en el sistema. Al dividir entre las categorías de control, salida, limitación de fallos, respuesta ante fallos, configuración de tiempo y supervisión, hay disponibles más de cincuenta instrucciones PMBus es-tándar disponibles para programar el convertidor. Éstas corresponden tan-to a operaciones al nivel del sistema como a la configuración de tensión y margen de salida, retardos en el paso a corte y control de la pendiente de salida, configurar las limitaciones de fallos, así como funciones específi-cas del dispositivo como alterar la fre-cuencia de conmutación del conver-tidor.Más de veinte instrucciones estándar de sólo lectura interrogan al conver-tidor acerca de determinados pará-metros como los niveles de tensión de entrada y salida, temperatura de trabajo, frecuencia de conmutación y ciclo de trabajo. Otras treinta ins-trucciones específicas del BMR453 configuran funciones que van desde la polaridad de la señal de alimenta-ción correcta hasta el funcionamiento del módulo como maestro o esclavo en una configuración que comparte la corriente. Una de las características menos habituales en el diseño del convertidor es su capacidad para compartir corriente con otro BMR453 sin necesidad de circuitería externa de soporte, como OR-ing MOSFET y diodos.Junto con un kit de desarrollo que ofre-ce soporte a los módulos BMR453 y BMR450/451, el software 3E CMM de Ericsson facilita que los usuarios se familiaricen con las funciones que proporciona cada componente. La tarjeta de evaluación 3E, que consta de dos canales enfrentados, acoge hasta tres módulos BMR450/451 y un BMR453 opcional por canal. Los usuarios pueden conectar con facili-dad fuentes y cargas para evaluar las prestaciones eléctricas del sistema en configuraciones que se asemejan mucho a las aplicaciones a las que se dirige (figura 2).Junto con el interface USB-PMBus de la tarjeta de evaluación, el soft-ware 3E CMM posibilita el acceso a cada módulo desde un PC. Durante

la inicialización, el software escanea el PMBus para descubrir los módu-los presentes y los lista en su panel superior, junto con sus direcciones y principales parámetros de configura-ción.Al destacar el software se visualizan cuatro terminales -configuración PM-Bus estándar, configuración especí-fica de BMR45x, monitorización del dispositivo y E/S del archivo- que ac-ceden a una serie de instrucciones y paneles de visualización. Por ejem-plo, el terminal de configuración es-tándar del BMR453 identifica a cada convertidor individual, permite que los usuarios programen muchos de las instrucciones estándar de PMBus, e informa sobre cada transacción de PMBus que ejecuta (figura 3).De forma parecida, el terminal de configuración específica de BMR45x accede a los parámetros específicos del dispositivo alterado con menos frecuencia, mientras que el terminal de monitorización del dispositivo pro-porciona la visualización en tiempo real de cada tensión de entrada, ten-sión y corriente de salida del conver-tidor, así como su temperatura, jun-to con el panel de estado que refleja fallos y ajustes de alerta. El terminal de E/S del archivo facilita el registro, modificación y restablecimiento de un archivo de configuración que con-tiene todos los ajustes operativos del convertidor en formato de archivo de texto, que los usuarios pueden em-plear entonces para programar otros convertidores y/o conservar para su documentación.

LA INTEGRACIÓN DE PMBUS AHORRA ENERGÍASi por un lado la integración del inter-face PMBus y sus subsistemas de medida y control minimiza el núme-ro de componentes y el consumo de energía, la capacidad de ajustar el IBC durante el funcionamiento normal fa-cilita la implementación de soluciones

que proporcionan un ahorro aún ma-yor de energía al nivel del sistema. El control dinámico de la tensión del bus es una técnica consolidada mientras que el software de supervisión con-trola los cambios en el nivel de salida en el IBC para maximizar la eficiencia dentro de un rango de condiciones de línea y de carga. Algunos conver-tidores analógicos ofrecen control de la tensión de salida mediante poten-ciómetros -ofreciendo así la posibili-dad de sustituir potenciómetros con-trolados digitalmente- o la tensión de control analógico que puede lograr un convertidor D/A. En cualquier caso, el rango de ajuste es relativamente pe-queño, se necesita una considerable circuitería de soporte sustancial y la dinámica de ajuste del lazo puede re-sultar compleja.El diseño digital del BMR453 facilita mucha de estas cuestiones. Al utilizar la plataforma de la tarjeta de evalua-ción 3E, las pruebas de Ericsson de-muestran la eficacia que aporta la al-teración dinámica de la salida del IBC en respuesta a condiciones variables de la carga. La figura 4 ilustra las pér-didas de potencia resultantes de la variación de la tensión de salida de un único BMR453 entre 9 – 13 V ofre-ciendo asimismo seis módulos Di-POL que suministran 0 – 300 W. Des-preciando factores externos como menos energía para refrigeración, se evidencia claramente un ahorro de hasta 5 W.Cuando un par de BMR453 suminis-tra los DiPOL en una configuración que comparte corriente, la capacidad para un IBC durante las condiciones de baja carga puede ahorrar más de 2 W de corriente en reposo. Además, al eliminar la necesidad de diodos de OR-ing o MOSFET se ahorra aún más energía y espacio en las configura-ciones que comparten corriente y de convertidor redundante que requie-ren cada vez más los sistemas en la actualidad.

Figura 4. Ajustes de la tensión de bus dinámico que ahorran hasta 5 W en un sistema de 300 W.

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tendencias Telemática

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Arquitectura para optimizar prestaciones en tiempo real con Intel Core 2 DuoEl desarrollo de la tecnología de procesadores multinúcleo resulta apasionante para el segmento de los sistemas embebidos ya que promete ofrecer unas prestaciones todavía superiores sin que ello dependa únicamente del incremento de la velocidad de reloj del procesador, evitando así la lucha continua con el consumo de energía y la disipación del calor, que son dificultades surgidas a raíz de la mayor velocidad de los procesadores de un solo núcleo.

Hipervisor en tiempo real

L

Peter SchullerDirector de Desarrollo del Negocio, RadiSys

a utilización de esta tecnología, sin embargo, no es tarea sencilla para las compañías dedicadas a la electrónica embebida, ya que casi todo el soft-ware embebido actualmente dispo-nible fue diseñado para las arquitec-turas tradicionales de procesadores de un solo núcleo. Hubo la tendencia a principios de la década de 1990 de construir superordenadores masivos en paralelo con tecnologías integra-les de software y compilador para dis-tribuir automáticamente la carga de trabajo de la aplicación en múltiples CPU. Esta solución resultó fallida de-bido a que la inversión en ingeniería necesaria para superar las dificulta-des no podía verse justificada por las prestaciones que se podían alcanzar.No obstante, en el mundo de la com-putación comercial, el péndulo había oscilado a favor de la tecnología de procesadores multinúcleo. Aquellas primeras tecnologías de superorde-nador ahora se hallaban en el interior de la arquitectura del núcleo opera-tivo (kernel) de las actuales CPU y el entorno de software, con el soporte de compañías de primer nivel como Intel, Microsoft y la comunidad Li-nux, está acogiendo la CPU multinú-cleo. Para proporcionar aplicaciones con acceso al paralelismo de la CPU, han surgido tecnologías como hiper-hilo (hyper-threading) de Intel, mul-tihilo (multi-threading) en Windows y Linux, así como varias tecnologías de virtualización e hipervisor, y todas ellas utilizan la funcionalidad multinú-cleo subyacente.Además, el equilibrado automático

de la carga en el nivel de aplicación lo proporcionan hasta un cierto pun-to los sistemas operativos de tipo general como Windows y Linux para potenciar la tecnología multinúcleo. Pero en realidad estos esfuerzos han resultado ser lentos para demostrar los aumentos esperados de presta-

ciones en sistemas con muchos nú-cleos CPU trabajando en paralelo. Sólo aplicaciones de computación de alto nivel como bases de datos, infra-estructura de comunicaciones, servi-dores de medios de alto nivel y esta-ciones de trabajo pueden atraer a las grandes compañías del mercado para el suministro de capacidad de soft-ware en paralelo que permitan dispo-ner de arquitecturas multinúcleo de altas prestaciones.En los mercados embebidos más co-munes, como automatización, auto-móvil, aeroespacial, transporte, me-dicina y defensa, las soluciones efica-ces de software aún son inmaduras. Ello se debe en parte a que las aplica-ciones embebidas están más diversi-ficadas que en el mundo de la infor-mática, y a menudo se fabrican en

menores volúmenes. Un esfuerzo de desarrollo de software masivo y muy concentrado ha logrado producir una solución multinúcleo que funciona en las aplicaciones homogéneas pro-pias del mundo informático. Pero en-tonces surge la siguiente pregunta: ¿cómo puede encontrar también el di-

verso mundo embebido una arquitec-tura que ofrezca soporte a las realiza-ciones de hardware multinúcleo?

CONSEGUIR LA ESTANDARIZACIÓN EN EL DIVERSO MUNDO EMBEBIDODesde el punto de vista del diseño del sistema, los sistemas multinúcleo pa-recen atractivos para las aplicaciones embebidas. Los núcleos múltiples, por ejemplo, podrían ser capaces de manejar tareas múltiples y diversas de computación en un sistema, mientras que anteriormente habrían sido reali-zadas por medio de sistemas discre-tos y dedicados. Esto ha llevado a la estrategia de que cada núcleo ejecute su propio sistema operativo por sepa-rado. Éste ofrece soporte a la diversi-

“Para proporcionar aplicaciones con acceso al paralelismo de la CPU, han surgido tecnologías como hiperhilo (hyper-threading) de Intel, multihilo (multi-threading) en Windows y Linux, así como varias tecnologías de virtualización e hipervisor”

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dad de funciones que se encuentran a menudo en el mundo embebido.Por ejemplo, una plataforma de hard-ware de doble núcleo podría ofrecer soporte a funciones de control de pro-cesos en tiempo real ejecutadas en un solo núcleo, mientras que un inter-face gráfico de usuario para interface hombre-máquina (human-machine in-terface, HMI) está gestionado por un sistema operativo de tipo general en el otro núcleo. Para que estas aplica-ciones de control y HMI se ejecuten en un único sistema, y no por separa-do, los elementos de software dedi-cados proporcionan ventajas eviden-tes en cuanto a coste, mantenimiento del sistema y reducción de tamaño.El reto estriba en convertir esta idea en una tecnología que pueda llevarse a la fase de producción, ya que las ar-quitecturas con soporte a múltiples sistemas operativos que han funcio-nado en el mundo de la informática

comercial se han mostrado inefica-ces al aplicarse en aplicaciones em-bebidas en tiempo real.

TECNOLOGÍAS DE SOFTWARE QUE COMPITEN POR LAS TECNOLOGÍAS DE PROCESADORES MULTINÚCLEOExisten tres planteamientos funda-mentales al problema de la gestión de diferentes sistemas operativos en di-ferentes núcleos.En el multiproceso simétrico, los nú-cleos acceden a la memoria principal compartida subyacente (figura 1). Los sistemas operativos deben distribuir automáticamente la carga de trabajo de la aplicación a un núcleo de CPU determinado. Los programas de la aplicación necesitan tecnologías es-pecíficas para dar soporte a este plan-teamiento de manera eficaz. El mane-jo de interrupciones, el equilibrado de

la carga y la planificación de procesos necesitan una consideración especí-fica, sobre todo si existe el requisito del proceso en tiempo real.En el multiproceso asimétrico, cada núcleo accede a la memoria principal compartida subyacente, pero cada núcleo gestiona diferentes tareas (fi-gura 2). Por tanto pueden ejecutarse múltiples sistemas operativos de ma-nera completamente independien-te entre sí y pueden trabajar en dife-rentes aplicaciones. El programador debe tener en cuenta cómo se repar-tirán los recursos de E/S entre los SO, protegiendo el uso de la memoria y la gestión de los recursos del sistema.Para utilizar los recursos de la CPU con mayor eficiencia se puede añadir una capa de software adicional (una má-quina virtual o virtual machine, VM, o virtualizador) sobra una CPU de altas prestaciones (figura 3). En este entor-no virtualizado es posible ejecutar sis-

Figura 1. Multiproceso simétrico (Symmetric Multi-processing, SMP). Figura 2. Multiproceso asimétrico (Asymmetric Multi-processing, ASMP).

Figura 3. Multiproceso virtualizado con sistemas operativos mezclados. Figura 4. Multiproceso virtualizado con modificaciones en tiempo real.

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tendencias Telemática

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temas operativos similares o diferen-tes de manera concurrente. La virtua-lización permite que sistemas operati-vos diferentes ofrezcan soporte a dife-rentes entornos de aplicación, mien-tras que la carga del sistema se puede equilibrar en función de las prestacio-nes exigidas en la aplicación.Este planteamiento proporciona un enorme potencial de ahorro de cos-tes en entornos de computación de altas prestaciones como los centros de datos. Sin embargo, no puede atender de manera eficaz las aplica-ciones embebidas en las que se pre-cisen unas prestaciones determi-nísticas y un manejo del sistema en tiempo real.

VIRTUALIZACIÓN EN UN CONTEXTO DE TIEMPO REALEn teoría debería ser posible modifi-

car el modelo VM para su uso en en-tornos de tiempo real (figura 4), me-diante la asignación de aplicaciones en tiempo real a un sistema operati-vo en tiempo real en un núcleo, y con otras aplicaciones asignadas a un sis-tema operativo de tipo general en el otro núcleo, y luego pasando todas las instrucciones a través del virtua-lizador. Si bien es previsible que la intervención del virtualizador influ-ya sobre la latencia de interrupción, las altas prestaciones de los núcleos en la CPU y la disponibilidad de otros recursos del sistema deberían com-pensar lo suficiente como para per-mitir un rendimiento en tiempo real.Pero las pruebas de laboratorio reali-zadas por RadiSys con su SO en tiem-po real, Microware OS-9, ejecutado sobre una plataforma RadiSys Proce-lerant Intel Core 2 Duo junto con Li-

nux y una capa de virtualización dis-ponible comercialmente muestran una latencia de interrupción entre 10 y 100 veces superior a la ejecución de las mismas aplicaciones en el pro-pio sistema nativo. Esto es claramen-te inaceptable para aplicaciones exi-gentes de control en tiempo real.Como contraste al virtualizador, un hi-pervisor en tiempo real abre la posi-bilidad de que un SO en tiempo real (RTOS) acceda directamente a los re-cursos del sistema tal como exige la funcionalidad en tiempo real (figura 5). Gracias a este método, que podría describirse como partición del siste-ma en lugar de virtualización, el acce-so directo al hardware queda garanti-zado para la parte RTOS del sistema. Además, aún están disponibles las prestaciones nativas en tiempo real, y los sistemas operativos quedan completamente aislados.También se pueden seguir utilizando los controladores estándar para am-bos sistemas operativos, una carac-terística que ahorra tiempo y dinero al desarrollador y garantiza la compatibi-lidad de la aplicación con las aplicacio-nes heredadas y futuras. Éste es un requisito fundamental para los produc-tos con una larga vida operativa que se hallan a menudo en los mercados del control industrial y embebido. La comunicación entre los dos entornos operativos se establece mediante la configuración de memoria comparti-da del hipervisor y una infraestructura de comunicación por Ethernet virtual entre los núcleos de CPU. Ambos sis-temas operativos se ejecutan de ma-nera completamente independiente y se pueden iniciar, autoarrancar y dete-ner independientemente.Al mismo tiempo, el hipervisor pro-porciona un método eficiente de dis-tribuir la carga a cada núcleo, en un entorno fiable, de acuerdo con las instrucciones establecidas por el de-sarrollador.

REALIZACIÓN DE LA ARQUITECTURA DEL HIPERVISOR EN UNA PLATAFORMA LLAVE EN MANO PARA CONTROL INDUSTRIALLas pruebas de laboratorio de Ra-diSys han confirmado que la arqui-tectura antes descrita, basada en hi-pervisor en tiempo real, es capaz de ofrecer soporte a aplicaciones tiem-po real de un modo que no era facti-ble para la arquitectura basada en vir-tualizador. Ahora RadiSys ha amplia-do este trabajo para producir una pla-taforma disponible comercialmente, Radisys Procelerant Integrated Sys-

Figura 5. Multiproceso hipervisionado en tiempo real (Real-Time Hypervised Multi-processing): prestaciones en verdadero tiempo real.

Figura 6. Esquema general de la plataforma Core 2 Duo integrada de RadiSys.

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tems (Procelerant IS) para aplicacio-nes de control industrial. Esta plata-forma (figura 6) ofrece soporte a Mi-crosoft Windows o a otros sistemas operativos de tipo general, como Li-nux y el sistema operativo Microware OS-9 ejecutados de forma concurren-te en módulos Intel Core 2 Duo COM-Express o en módulos de ordenado-res monotarjeta para controlar tareas de tipo general y en tiempo real para automatización industrial. La comuni-cación para las funciones de control se suministra mediante un módulo de bus de campo EtherCAT conectado a los dispositivos de control industrial controlados mediante OS-9. Esta pla-taforma permite cumplir con éxito los siguientes requisitos funcionales:- HMI ejecutado bajo Windows u otro sistema operativo de tipo general eje-cutado en un núcleo de CPU.- funcionamiento fiable y seguro en tiempo real en otro núcleo del mismo sistema.- función de partición del sistema mul-tinúcleo en tiempo real para aislar di-ferentes sistemas operativos entre sí para diferentes núcleos, y E/S también dedicadas para cada sistema operativo.

- bus de campo en tiempo real, como EtherCAT, CANbus o ProfiNET, inte-grado para el control de dispositivos de E/S.En numerosas aplicaciones de control en el actual entorno industrial, los PC tradicionales están conectados a sis-temas de control dedicado mediante varias infraestructuras de comunica-ción de E/S, en la mayoría de los ca-sos sistemas diseñados a medida y no estandarizados. Como es habitual, los resultados del diseño a medida aumentan los costes del proyecto, alargan el plazo de comercialización y la carga que supone ofrecer soporte al sistema a lo largo de todo el ciclo de vida operativa del producto.En cambio, Procelerant IS ofrece una solución integrada para proporcionar las mismas funciones en un único sis-tema, empleando para ello platafor-mas estandarizadas de computación y comunicación, y suministra por tan-to unos costes más reducidos de de-sarrollo y soporte al tiempo que ace-lera el plazo de comercialización. Gra-cias a las diversas opciones de Proce-lerant IS, las aplicaciones existentes desarrolladas para Windows/Linux o

OS-9 se pueden trasladar fácilmente al nuevo sistema sin realizar grandes cambios.

CONCLUSIÓNEl planteamiento híbrido de hipervisor en tiempo real permite consolidar sis-temas individuales en una única pla-taforma, para así reducir el coste to-tal de propiedad, reutilizar el software disponible y mejorar las prestaciones del sistema. Aprovecha totalmente la tecnología multinúcleo para propor-cionar las mejores prestaciones po-sibles en aplicaciones de automatiza-ción industrial.Procelerant IS representa una de las primeras soluciones completas y lla-ve en mano para aplicaciones de con-trol industrial y automatización. Inte-gra un sistema operativo de tipo ge-neral como Windows o Linux con un sistema operativo fiable en tiempo real, OS-9, en un único sistema indus-trial. Proporciona asimismo acceso a una infraestructura de bus de campo estándar. El sistema está totalmente compro-bado y está listo para su introducción en aplicaciones en tiempo real.

Tecnología

Es evidente que en los últimos años la tecnología relacionada con el cine, y en general con la industrial del video, es-tá en plena vorágine de cambios. Lejos queda la incursión del color o del ci-nemascope. El presente se rige por las grandes pantallas, la alta resolución, el sonido envolvente, el procesado y la creación digitales, y de forma incipiente, tanto en documentales como en pelícu-las, por el uso de las tres dimensiones. Estos avances tecnológicos buscan, se presupone que en conjunción con un buen guión, que los espectadores vivan con el máximo realismo la experiencia del cine o de la televisión, que se iden-tifiquen y sufran con los protagonistas de las películas. La pregunta evidente es: ¿cuál será el siguiente paso para in-

crementar aún más las sensaciones del espectador? Philips ya ha presentado su respuesta a esta cuestión: la emotions jacket (http://www.research.philips.com/technologies/projects/emotionsjacket/index.html).La idea de esta tecnología es muy senci-lla pero a la vez ambiciosa: se aprovecha el sentido del tacto para hacer que el pú-blico que está viendo una película sienta las mismas emociones que sienten los personajes de la pantalla. Hasta ahora las técnicas que buscaban aumentar las sensaciones se centraban en el uso de la vista y el oído, trabajando el impacto de las imágenes, del sonido y de la luz. Rompiendo con esta tendencia, esta nueva tecnología se fundamenta en la existencia de una fuerte conexión entre las emociones y el tacto, y aprovecha que la piel humana, con sus casi dos me-tros cuadrados de superficie, es el más sensible de nuestros sentidos. El resul-tado: una chaqueta que nos suministra emociones a la carta.

64 ACTUADORES INDEPENDIENTES

Presentada en la Word Haptics Con-ference 2009 (www.worldhaptics.org) celebrada en Salt Lake City (Estados Unidos), se basa en el uso de 64 actua-dores independientes que se distribuyen entre los brazos y el torso de la perso-

na. El control se realiza mediante cuatro microprocesadores y la distribución de las órdenes se hace a través de un pro-tocolo serie, sencillo pero suficiente, ya que la frecuencia máxima de actuación necesaria es de 100 Hz. El resultado ac-tual: una chaqueta con una autonomía aproximada de una hora si se utilizan pi-las comunes (AA) y se tiene una media de 20 actuadores trabajando en paralelo. Desarrollada por un grupo de investiga-ción de la propia Philips dirigido por Paul Lemmens, la máxima dificultad que han encontrado, y en la que aun están traba-jando activamente, ha sido relacionar de forma óptima el control de los actuado-res y las escenas del vídeo que se van sucediendo. Esto se puede realizar ya que, según investigaciones efectuadas, cuando la gente experimenta la manifes-tación física de una emoción, también experimenta la emoción en sí.Un ejemplo sencillo es el escalofrío en la espalda que nos provocan diferentes escenas de una película de terror. Si se invierte el proceso, y se genera artificial-mente el escalofrío, es posible aumentar la sensación de miedo que provoca la película, intensificando de esta forma la inmersión del espectador en la ficción. Sin embargo, esto no quiere decir que se puedan, ni se quieran, reproducir todas las emociones. Por ejemplo, en una pelí-

cula de artes marciales no se pretende, afortunadamente, reproducir el senti-miento de recibir golpes, como le puede suceder al protagonista, sino que se pre-tende aumentar la sensación de alivio o alegría cuando dicho protagonista gane el combate, o de tristeza y pesadumbre si lo pierde.

La sensación de recibir los golpes, en mayor o menor medida y de una forma controlada, se podría dejar, por ejemplo, para su uso en las plataformas de jue-go del futuro. Y es que esta tecnología podría tener aplicaciones más allá del mundo del cine. Podría ser instalada, por ejemplo, en colchones de cama, en sillo-nes o en mantas para, de forma no inva-

siva, provocar sentimientos confortables en los usuarios, crear sensaciones pa-ra ayudar a descansar mejor, o incluso para relajar a personas con estrés. Sin embargo, para conseguir todo esto aun falta recorrer un largo camino ya que por ahora hay una incógnita básica sobre esta tecnología: aún no se tiene la segu-ridad de si esta chaqueta se podrá con-vertir en un dispositivo genérico o se ha de diseñar específicamente para cada usuario. Sería, si no se logra la genera-lización, como hacerse un traje de emo-ciones a medida.

Emociones a la carta

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sensórica

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Ramon Pallàs ramon.pallas@upc.eduÓscar Casas jocp@eel.upc.eduJosé Polo jose.polo@upc.edu

Grupo de Instrumentación, Sensores e Interfaces, Escuela Politécnica Superior de Castelldefels, DEE-UPC

“Se aprovecha el sentido del tacto para hacer que

el público que está viendo una película sienta las mismas emociones que

sienten los personajes de la pantalla”

El control se realiza mediante cuatro

microprocesadores y la distribución de las órdenes

se hace a través de un protocolo serie

Tecnología

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Hewlett-Packard dispone de un nuevo acelerómetro basado en tecnología MEMS que tiene un nivel de ruido de sólo 100 ng/Hz, mil veces inferior al rui-do de los acelerómetros MEMS que se utilizan habitualmente en controladores de videojuegos (como la Wii) y para el despliegue de airbags, y sin embargo tiene un consumo de energía y coste si-milares. Los acelerómetros con esta alta resolución, comunes en sismógrafos y en sistemas de navegación inercial, son mucho más caros y voluminosos.Ese bajo ruido se ha conseguido aumen-tando por mil la masa inercial que se desplaza cuando el armazón al que está sujeta sufre una aceleración. Igual que en los acelerómetros actuales, la super-ficie de esa masa es un electrodo ca-pacitivo, pero en éstos suele haber dos electrodos fijos que constituyen un con-densador diferencial con el electrodo móvil: el desplazamiento de la masa iner-cial cambia la distancia entre los electro-dos de modo que una capacidad aumen-ta y la otra disminuye en un valor igual (ver la figura). En el nuevo acelerómetro hay un sólo electrodo fijo, la distancia entre los dos electrodos es constante y el cambio de capacidad al desplazar-se la masa inercial es debido al cambio del área efectiva del condensador por el desplazamiento horizontal de los elec-

trodos que quedan más o menos enfren-tados según dicho desplazamiento. La tecnología para fabricar el acelerómetro deriva de la utilizada para fabricar los cabezales de impresoras de inyección de tinta, gracias a los cuales HP es líder de productos de tecnología MEMS.

APLICACIÓN EN LA MEDIDA DE VIBRACIONESLa empresa dispone de esta tecnología desde hace unos seis años, pero no la ha comunicado hasta ahora porque se considera que puede ser un atractivo importante para empresas que deseen encargarles el diseño de redes de sen-sores sin hilos que necesiten un ace-lerómetro ultrasensible, por ejemplo para medir vibraciones. Es cierto que la mayor demanda en redes de sensores sin hilos es para nodos que midan tem-peratura, concentraciones de sustan-cias químicas, humedad y luz, más que vibraciones. Pero la monitorización de estructuras en ingeniería civil (puentes, viaductos, túneles...) y en aviones, el control del tráfico, el transporte de con-

tenedores y, sobre todo, la minería del petróleo y gas natural, ofrecen excelen-tes perspectivas.Sólo en 2008, la exploración de yacimien-tos de petróleo y gas utilizó medio millón de acelerómetros en redes cableadas; para 2012, se prevé el uso de más de un millón de acelerómetros con la misma finalidad. Pero, dado que cada vez habrá más redes de sensores inalámbricas, HP ha anunciado que a los subsistemas de gestión de la energía y comunicación

que acompañan al nuevo acelerómetro en los prototipos de plataforma sensora inercial que ha presentado al público, quizá añada en el futuro un subsistema de captación de energía del entorno.Y es que, según Frost & Sullivan, el mer-cado actual de las redes de sensores sin hilos, que es de unos 40.000 millones de dólares, crecerá un 10 % anual hasta al-canzar unos 70.000 millones de dólares en 2013. HP quiere estar en dicho merca-do basándose en un acelerómetro que, por una vez, no es mejor por ser más pequeño, sino porque es más grande (aunque minúsculo); y es que el ruido en los acelerómetros actuales surge de los desplazamientos, relativamente grandes, debidos a las vibraciones de los átomos de una masa tan pequeña.

Nuevo microacelerómetro ultrasensible

“Se considera que puede ser un atractivo importante para empresas que deseen encargarles el diseño de redes de sensores sin hilos que necesiten un acelerómetro ultrasensible, por ejemplo para medir vibraciones”

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sensórica

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Tecnología

El Grupo de Instrumentación, Sensores e Interfaces (ISI) de la Universitat Poli-tècnica de Catalunya ha finalizado re-cientemente el proyecto de investigación “Interfaces electrónicas para sensores autónomos”, financiado por el Ministerio de Educación y Ciencia (TEC2007-66331/MIC) y el Fondo Social Europeo para el Desarrollo Regional (FEDER). El objetivo era desarrollar nuevos métodos de dise-ño para las interfaces de señal y de po-tencia en sensores autónomos, y en par-ticular para aquellos con bajo consumo de energía, aumentando su autonomía sin perder calidad en la relación entre se-ñal y ruido (SNR), y concibiendo métodos que se pudieran aplicar también a otros equipos electrónicos, con alimentación convencional o autónoma, para reducir su consumo de energía.Los objetivos específicos eran: 1) La in-vestigación del muestreo síncrono perió-dico como técnica de ahorro de energía en sensores autónomos, aplicándola mediante la conmutación de la alimenta-ción; 2) La captación, acondicionamiento y gestión de la energía en sensores au-tónomos con alimentación (simultánea o por separado) de energía óptica del entorno y RF del entorno o suministrada, incluyendo la detección del estado de carga (SoC) y estado de salud (SoH) de acumuladores de energía eléctrica; y 3) El diseño de tres sensores autónomos con régimen de trabajo distinto para ana-lizar la validez y limitaciones de las téc-nicas propuestas y desarrolladas en los dos objeti-vos anteriores: a) Plataforma para detectar pará-metros fisiológi-cos en entornos domésticos; b) Detector estático de automóviles para gestión de aparcamientos al aire libre; y c) Red de sensores para vigilancia medio-ambiental (con-ductividad, tempe-ratura y nivel del agua), aplicada en el estanque del Campus del Baix Llobre-gat, ubicado en Castelldefels.

ALGUNOS RESULTADOS OBTENIDOSTeniendo en cuenta la amplitud de los

objetivos y los resultados obtenidos, se-ría demasiado prolijo relatarlos todos. Por ello nos limitaremos a presentar los nodos sensores y los subsistemas de-sarrollados y validados, cuya aplicación pueden tener un mayor interés a corto plazo.En la gestión de la energía para sistemas alimentados con energía solar y baterías, para maximizar la eficiencia de la cap-tación de energía solar se ha desarrolla-do un nuevo circuito acondicionador de

energía para paneles solares de muy baja potencia (<1 W), cuyas pruebas experi-mentales han demostrado que conlleva un beneficio energético superior al 10 % respecto a la conexión directa del panel a la carga, que es lo habitual. Este método se puede extender a sistemas de capta-ción de energía RF. También se ha desa-

rrollado un sistema compacto y de bajo consumo basado en una simplificación de la espectroscopía de impedancias y cuya aplicación en baterías de litio per-mite evaluar la evolución tanto del estado

de carga como del estado de salud. Está previsto validarlo en otros tipos de bate-rías, como ácido o NiMH.En cuanto a los acondicionadores de se-ñal, se han desarrollado métodos para diseñar acondicionadores para sensores resistivos, que logran consumos entre 50 y 400 veces menores que los de acondi-cionadores diseñados según los criterios clásicos. También se ha concebido y veri-ficado un método general para diseñar el valor de las resistencias que permiten ob-tener a la vez la máxima SNR y el mínimo consumo en amplificadores de tensión y de transresistencia basados en amplifi-cadores operacionales.En las aplicaciones, se ha desarrollado un sensor autónomo de vehículos que utiliza un doble principio de detección (óptico y magnético) y cuyo consumo es muy bajo gracias a que los elemen-tos de mayor consumo del nodo sólo se ponen en marcha cuando un sensor de alta impedancia detecta un evento; es-te nuevo método de activación del nodo reduce drásticamente su consumo y se puede aplicar también a sensores de fuerza, presión y temperatura. En el nodo desarrollado, el consumo en es-tado de alerta para la detección es de sólo 5,5 µA. En el uso de plataformas para detectar parámetros fisiológicos, se ha avanzado en el diseño de báscu-las multiparamétricas (ver Sensórica, Mundo Electrónico, julio 2007), simpli-ficando el diseño de los circuitos para reducir su consumo, y desarrollando algoritmos que permitan detectar la fre-cuencia cardiaca incluso en situacio-

nes con muy baja relación entre señal y ruido, co-mo puede ser en niños o en per-sonas con insufi-ciencia cardiaca o algún otro tras-torno en el siste-ma cardiovascu-lar. En cuanto a la monitorización medioambiental, se ha implemen-tado una red de sensores cuyos datos son acce-sibles en http://realnet.upc.es/index.html.

Muchas de las soluciones para capta-ción de energía, acondicionamiento de señal y comunicación que se han de-sarrollado para estas aplicaciones se pueden extender a otros campos.

Avances en sensores autónomos

“Para maximizar la eficiencia de la captación

de energía solar se ha desarrollado un nuevo

circuito acondicionador de energía para paneles

solares de muy baja potencia”

Aplicaciones

En los últimos años, los desastres natu-rales han sido cada vez más frecuentes. Después de un desastre, las redes de suministro suelen quedar dañadas, y una de ellas es la de distribución de agua po-table. Ésta es una de las redes más im-portantes ya que es clave para la vida y su falta o su contaminación pueden pro-ducir muertes entre los supervivientes del desastre."Cuando ocurre un terremoto y los sis-temas de infraestructura fallan, la con-taminación de la red de distribución de agua es muy crítica", dice Masanobu Shinozuka, investigador principal de pro-yectos y coordinador de ingeniería civil y ambiental de la Universidad de California Irving (UCI, www.uci.edu). "Antes de que nada ocurra, me gustaría tener un siste-ma de monitorización de tuberías para poder conocer cuándo y dónde ocurre algún daño. Esto puede minimizar las desgracias y salvar vidas".Cada año ocurren en Estados Unidos unas 240.000 roturas de conducciones principales, según la Agencia de Protec-ción del Medio Ambiente (Environmental Protection Agency, www.epa.gov). Por ejemplo, un reventón vertió en diciembre de 2008 unos 570.000 litros por minuto so-bre una carretera muy transitada de Ma-ryland, varando a los automovilistas. Los fallos del sistema de distribución desper-dician hasta casi 23.000 millones de litros de agua potable diariamente según fuen-tes oficiales.

SENSORES DE ALERTALos ingenieros de la UCI planean equipar el sistema de distribución de agua con sensores que alertarán a las autoridades sobre cuándo y dónde ocurre una rotura en las conducciones, acelerando su re-paración. Para este desarrollo cuentan con unos 5,7 millones de dólares duran-te tres años, aportados por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (National Institute of Standards and Te-chnology, www.nist.gov) y varios grupos hidráulicos locales.Para ello han desarrollado unos nuevos sensores del tamaño de un CD, que se adhieren en la superficie de los con-ductos a presión (de agua potable) y en lámina libre (de agua residual). Pueden detectar cambios de vibraciones y soni-dos identificando problemas en la con-ducción, según Shinozuka y Pai Chou, profesores de informática e ingeniería eléctrica. Mediante unas antenas, los

sensores envían información a una es-tación central para su almacenamiento, procesado y análisis.Una red de conducciones a presión a pequeña escala, diseñada y construi-da por investigadores de la UCI, ha ve-rificado que este tipo de identificación

de roturas funciona correctamente.En una primera fase, la red de sensores cubrirá unos 2,6 km2 del sistema de dis-tribución de agua, y al final podría abar-car más de 26 km2, con lo que se conver-tirá en la mayor red de este tipo hasta la fecha.El equipo calibrará los sensores utilizan-do las redes de conducciones existentes mediante simulación y monitorización de cambios de presión equivalentes a los que se producirían en roturas reales. Los sensores complementarán el actual sis-tema de control de supervisión y adqui-sición de datos (Supervisory Control and Data Acquisition, SCADA). "Los sensores de SCADA están demasiado separados para identificar averías con la precisión que desearíamos cuando un gran terre-moto u otro desastre natural afecte a muchas localizaciones", dice Shinozuka. "Un malfuncionamiento aislado es muy diferente de la situación en la que los conductos se rompen por muchos sitios. Nuestro sistema de próxima generación informará tan pronto como sea posible, cuándo y dónde ocurre una rotura y su extensión, por lo que podríamos mitigar mejor las consecuencias". A medida que las investigaciones progresen, el equipo planea desarrollar métodos de rápida reparación de roturas en uniones y otros puntos vulnerables.

Vigilando las tuberías

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“Cuando ocurre un terremoto y los sistemas de infraestructura fallan,

la contaminación de la red de distribución de agua es

muy crítica"

“Nuevos sensores del tamaño de un CD, que se

adhieren en la superficie de los conductos a presión (de agua potable) y en lámina libre (de agua residual),

pueden detectar cambios de vibraciones y sonidos

identificando problemas en la conducción”

Los nuevos modelos de osciloscopios de cuatro canales son capaces de proporcionar una profundidad de memoria de 10 kpuntos/canal con una velocidad de muestreo de 2 GS/s, mientras que el modelo de dos canales y 40 MHz de ancho de banda tiene una memoria de 4 kpuntos por canal pudiendo trabajar a una velocidad de 500 MS/s. Al igual que toda la familia, siguen manteniendo un interface que facilita la realización de medidas por lo que son instrumentos adecuados para tareas de diseño.Esta gama de osciloscopios está disponible con diversos valores de anchos de banda que se extiende desde los 40 hasta los 300 MHz, aportando así una oferta altamente fl exible. Dado que existen modelos que alcanzan velocidades de muestreo de hasta 2 GS/s, se abre así la posibilidad de capturar de todo tipo de eventos que pueden ser estudiados con los

32 parámetros de medida automáticos incorporados que van desde avanzados temporizadores hasta funciones de disparo complejas o funciones de comprobación tipo paso/fallo.

CONECTIVIDAD USB Y LANDesde el punto de vista de conectividad, esta familia aporta también gran fl exibilidad puesto que los modelos de cuatro canales incorporan todo tipo de funciones de control y medida que permiten el manejo remoto del equipo mediante un ordenador personal a partir de una conexión tipo USB o con un puerto LAN estándar. El sistema remoto permite una visualización de eventos a distancia.

Desde el punto de vista de la documentación de las medidas, esta gama de instrumentos permite no sólo documentar los resultados sino guardar capturas de pantalla, formas de onda y confi guraciones. El puerto USB trasero permite la conexión directa de una impresora lo que permite generar rápidamente impresiones de la imagen en pantalla.Esta familia de osciloscopios está especialmente diseñada para dotar a cualquier técnico de una herramienta de depuración rápida y fácil de usar a partir de un interfaz sencillo con menús en 11 idiomas y todo accesible desde el panel frontal. Todas las opciones se han desarrollado para facilitar su uso y, en la mayor parte de los casos, mediante una única pulsación que permite abrir y cerrar menús o cambiar de entorno de medida.

LeCroy amplía su familia WaveAce con modelos de hasta 300 MHzLeCroy, distribuido por Adler Instrumentos, ha ampliado su conocida familia WaveAce de osciloscopios de tipo general con modelos de cuatro canales para anchos de banda de 60 a 300 MHz que se completan con un modelo de dos canales en la gama básica con un ancho de banda de 40 MHz. Todos los modelos se caracterizan por ofrecer una gran capacidad de memoria, pantalla a todo color y numerosas posibilidades de medida, así como sistemas de disparo avanzados que permite mejorar la detección de problemas.

la s

olu

ción Incorporan sistemas avanzados

de disparo

productos y servicios52

CARACTERISTICAS TÉCNICAS

Modelos de 2 y 4 canales. Ancho de banda: 40, 60, 100, 200 y 300 MHz. Velocidad de muestreo: hasta 2 GS/s, dependiendo del modelo. Puertos USB y LAN. Profundidad de memoria de hasta 10 kpuntos por canal y 20 kpuntos en modo entrelazado. Puede almacenar internamente hasta 20 confi guraciones y 20 formas de onda. Actualmente la gama está formada por 6 modelos.

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VISUALIZACIÓNCámaras de alta resoluciónLa serie uEye integra un sensor CMOS de 10,6 megapuntos y media pulgada de alta sensibilidad que proporciona una resolución hasta cuatro veces mayor que HDTV. Entre los nuevos modelos que incorporan este sensor están las UI-1490C-SE y UI-1490C-ME. La UI-1490C-SE es una cámara compacta color con una resolución de 3.840x2.760 puntos y salida USB 2.0, mientras que la UI-1490 ME presenta las mismas características pero incluye una carcasa industrial de metal con el sensor a 90º y conectores con fijaciones diseñados especialmente para entornos industriales. Conjuntamente con la cámara se incluyen dos paquetes de software: uEye Camera Manager, que permite realizar el control de la cámara, y un potente kit de desarrollo de software (SDK).

Fabricante: IDS Comercializa: Infaimon

MEDIDAMedidor portátil de potencia ópticaEl ADPON es un medidor portátil de potencia óptica de alta calidad diseñado para trabajar con las tecnologías del mercado de FTTx que está experimentando un rápido crecimiento con las redes ópticas pasivas (PON). Es capaz de medir las tres señales (1310, 1490 y 1550 nm) que transportan voz, datos y vídeo, simultáneamente. Este instrumento mide no sólo las señales ópticas de 1490 y 1550 nm, sino que también mide de forma precisa ráfagas de subida a 1310 nm enviadas desde un ONU mientras el ONU está en modo de espera. Su sencillo manejo y sus medidas precisas hacen que el ADPON sea la herramienta indicada para instalaciones y pruebas de aceptación en redes ópticas pasivas (PON), con aplicaciones en APON, BPON, EPON y GPON, de forma que asegura el cumplimiento de todos los estándares que requieren los servicios de activación. Por su parte, el AD2S02 es un atenuador óptico programable compacto, portátil y con un rango de atenuación de 0 a 60 dB y una resolución de 0,05 dB que permite realizar rápidamente ajustes de potencia cuando se realizan medidas y pruebas en fibras ópticas monomodo.

Fabricante: AD Instruments Comercializa: Abacanto Digital

MEDIDAOsciloscopios de ancho de banda analógico de 16 GHzA partir de mediados de este año estarán disponibles los primeros osciloscopios de verdadero ancho de banda analógico por encima de los 16 GHz gracias al desarrollo de un nuevo circuito desarrollado sobre una tecnología de InP, con esta nueva generación de osciloscopios analógicos se podrá estudiar los enlaces serie de alta velocidad como son USB, SATA o PCI Express comprobando el jitter y otros parámetros difíciles de comprobar con otro tipo de osciloscopios. Además, el próximo estándar IEEE803.2ba 40/100G necesita análisis en tiempo real de alta calidad por encima de los 16 GHz. Para lograr este ancho de banda se ha trabajado en una tecnología de transistor bipolar de heterounión de InGaP que permite una conmutación de frecuencias de transistor por encima de 200 GHz. Además, la tecnología InP proporciona una mayor saturación y velocidades de electrón de pico, mayor conductividad térmica, menor velocidad de recombinación superficial y mayor campo eléctrico de ruptura, lo que permite una respuesta más plana a frecuencias elevadas y mayor precisión gracias a un sustrato conductivo de menor ruido.

Fabrica y comercializa: Agilent Technologies

CONEXIÓNConectores compactos con paso de 1,27 mmLos mini-backplanes de este fabricante están basados en los componentes SMD de doble fila con paso de 1,27 mm para demostrar el potencial de esta familia de conectores. Con su elevada densidad de contactos y escasas necesidades de espacio, los conectores SMC proporcionan una elevada flexibilidad al diseño. Esta serie se dirige a numerosas aplicaciones en formato mezzanine compacto, placa-placa y placa-cable. Con un trazado apropiado del diseño, estos conectores paso fino pueden transmitir fiablemente señales con velocidades de transmisión de los datos superiores a 1 Gbps. Además de versiones SMT (en ángulo recto y con otro ángulo), hay también conectores macho en ángulo recto (tipo Q con 12, 26, 50, 68 y 80 patillas y una altura total de 3,25 mm) con tecnología de inserción por presión. Las diferentes combinaciones de versiones estándar y de bajo perfil permiten unas alturas de apilamiento de la placa entre 8,0 y 20,0 mm. Junto con sus adaptadores, la gama de productos SMC cubre distancias de la placa de circuito impreso de 8,0 mm a 40,0 mm. La gama de productos SMC ha sido optimizada para procesos totalmente automatizados.

Fabrica y comercializa: Erni Electronics

CONMUTADORESInterruptores con mecanismo visibleLa nueva serie de conmutadores de este fabricante incorpora un concepto de mecanismo visible que ofrece una seguridad operacional positiva puesto que en todo momento está claro si el conmutador está pulsado o no, todo ello combinado con una elevada calidad de conmutación ante cualquier evento eléctrico. Los conmutadores de la familia A9T, junto con las series A9P y A9S ofrecen este nuevo concepto de conmutador en diferentes variantes con contactos SPDT o DPDT.

Fabrica y comercializa: Omron Electronics

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POTENCIARegulador de tensión integradoEl regulador de tensión integrado IR3870M SupIRBuck se destina a ordenadores portátiles y de sobremesa, consolas de juegos y aplicaciones de electrónica de consumo como decodificadores y convertidores CC/CC en el punto de carga de tipo general. Incorpora un modulador con tiempo de trabajo constante en histéresis con control adaptativo del tiempo muerto y detección de corriente en la resistencia en conducción para lograr la máxima eficiencia en ordenadores portátiles. Es capaz de suministrar hasta 10 A en entornos con temperaturas ambiente de hasta 60°C e integra una emulación de diodo para mejorar la eficiencia con pequeñas cargas. El dispositivo también ofrece una opción de salida de bomba de carga con el fin de mejorar el control de puerta del MOSFET y proporcionar así la eficiencia más elevada con cargas medias o a plena carga. Además, el IR3870M tiene un amplio margen de tensiones de entrada de 3 V a 26 V y se puede programar para tensiones de salida de 0,5 V a 12 V por medio de una red divisora de resistencias externas. Dispone de arranque con polarización previa, una referencia muy precisa de 0,5 V, apagado por sobretensión y subtensión, salida de alimentación correcta y entrada de activación con capacidad de monitorización de tensión. El dispositivo ofrece asimismo control de tiempo de trabajo constante, frecuencia de conmutación programable, arranque suave y protección frente a sobrecorriente.

Fabrica y comercializa: International Rectifier

CONVERSIÓNConvertidor CC/CC para LEDLa familia LT3492 se compone de convertidores CC/CC que trabajan a 2,1 MHz y han sido diseñado para trabajar con controladores LED de corriente constante y tres canales. Cada uno de los tres canales de estos dispositivos suministra hasta 300 mA a cada uno de los 10 LED que podrían controlar con una eficiencia de hasta el 96%. Los tres canales trabajan con una señal True Color PWM que puede atenuarse de forma independientes con relaciones de hasta 3.000:1. Una frecuencia fija, en arquitectura de modo corriente, asegura un funcionamiento estable sobre un amplio margen de alimentaciones y tensiones de salida. Una patilla de ajuste de frecuencia habilita que el usuario pueda programar la frecuencia entre 330 kHz y 2,1 MHz para optimizar la eficiencia mientras se minimizan los componentes externos. El encapsulado es tipo QFN avanzado térmicamente y con una huella de 4x5 mm (también está disponible en TSSOP) y permite trabajar con LED de 50 W.

Fabrica y comercializa: Linear Technology

MICROSMicrocontroladores CMOS de 8 bit con flashLa serie ML610Q400 consta de microcontroladores realizados en tecnología CMOS, con una resolución de 8 bit y que incorporan memoria flash con una tensión de trabajo de 1,1 V, por lo que aporta un muy bajo consumo a los dispositivos. Este micro se ha realizado en arquitectura RISC con un núcleo nX-U8/100 desarrollado específicamente para aplicaciones alimentadas con baterías. El dispositivo equipa un controlador LCD y dos tipos de convertidor A/D por lo que son ideales para aplicaciones basadas en sensores. Están disponibles con un margen de temperaturas ampliado de -40 a +85ºC y se ajustan a los requisitos industriales. Del mismo fabricante y con la misma arquitectura también se ha presentado la seria ML610Q340 optimizada específicamente para dispositivos de audio de alta calidad.

Fabricante: Oki Semiconductor Comercializa: Rohm Semiconductor

MEDIDAAutomatización de osciloscopiosEl módulo DPO4USB se destina a la series de osciloscopios MSO/DPO4000 y permiten la automatización de los elementos clave, así como las tareas de análisis en las medidas de puertos USB 2.0 de baja velocidad, velocidad completa o muy alta velocidad. Con este nuevo módulo se responden a las necesidades de medida de todo tipo de mercados como consumo, equipamiento médico o sistemas industriales. La nueva opción permite ayudar a la decodificación y depuración de la eficiencia del bus ya que permite una decodificación instantánea del protocolo presentando las formas de onda adquiridas y los tiempos de datos decodificados alineados en el visualizador del osciloscopio. Además, proporciona un disparador automático y una búsqueda de contenidos en cuanto a paquetes específicos. Asimismo permite mostrar información crítica como el sincronismo u otros datos importantes.

Fabrica y comercializa: Tektronix

CONEXIÓNConector en ángulo rectoEste conector SMT SFP/SMA en ángulo recto consiste en una placa inferior con la unidad de contacto para montaje superficial de 20 patillas, así como la cubierta plástica de aislamiento resistente a altas temperaturas en conformidad a UL94 V-0, y una robusta carcasa. Para disponer de indicador de señal con LED en el panel frontal, tanto la versión única como la cuádruple pueden incorporar “tubos luminosos” en tan sólo tres sencillos pasos. Los contactos eléctricos están hechos de una aleación de cobre y están especificados para 250 ciclos de conexión. Sus fuerzas máximas de inserción y extracción están especificadas en 40 N y 11,5 N, respectivamente, la resistencia máxima de contacto en 20 mΩ y la resistencia máxima del aislante en 500 MΩ. El diseño de este conector conforme a SFP/MSA posibilita el intercambio en pleno funcionamiento (hot-swap) de todo tipo de medios de transmisión. Para la versión única, las dimensiones mecánicas son de 48,73x14,5x9,45 mm. Estos conectores SFP/SMA en versiones única y cuádruple están disponibles de forma inmediata en cantidades de muestra.

Fabrica y comercializa: Suyin Europe

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ALIMENTACIÓNConvertidores CC/CC para aplicaciones POLLos modelos OKR-T/6 y OKR-T/10-W12 son dos convertidores CC/CC destinados a aplicaciones de punto de carga no aislados encapsulados en formato SIP miniatura y destinados al montaje sobre agujeros que combinan un amplio margen de tensiones de entrada con una salida de tensión programable para ofrecer el máximo nivel de flexibilidad a los diseños. Soportan corrientes de 6 A y 10 A y pueden alimentar circuitos ASIC, FPGA y DSP, así como procesadores y circuitos de comunicaciones. Se basan en una topología reductora síncrona de 600 kHz que le permite alcanzar eficiencias de 93% y 92% para cara uno de los modelos. En ambos casos permiten controlar cargas capacitivas de hasta 200 µF. La salida de tensión programable entre 0,591 VCC y 6,0 VCC con tensiones de entrada entre 4,5 VCC y 14 VCC. Todo ello con unas dimensiones de 10,4x16,5x7,62 mm que trabaja en un margen de temperaturas entre -40 y +85ºC. Cumplen las normativas UL/EN/EC 60950-1 y FCC EMI/RFI.

Fabrica y comercializa: Murata Power Solutions

MEDIDASolución para comprobación WiMAXLa solución Measurement Suite for Mobile WiMAX es un conjunto de herramientas de software que se pueden utilizar con instrumentación de RF modular para la comprobación de dispositivos WiMAX. Se basa en módulos de instrumentación PXI Express dotados de tecnología multinúcleo por lo que la potencia de cálculo es muy elevada y pueden utilizarse para producción o para I+D con una precisión EVM (Magnitud de Vector de Error) de -46 dBm a 3,5 GHz. Además, las herramientas proporcionan la máxima flexibilidad de forma que el mismo equipamiento que se utiliza para los dispositivos WiMAX puede utilizarse para la comprobación de WLAN, GPS y GSM/EDGE/WCDMA. Soporta anchos de banda de canal desde 1,25 a 28 MHz y funcionalidad FFT, así como diferentes tipos de modulación WiMAX tanto con convolución como con codificación por turboconvolución. Combinado con el analizador de señal vectorial PXIe-5663E y el generador de señal vectorial PXIe5673 permite obtener una cobertura continua en el margen de frecuencias de 85 MHz a 6,6 GHz. Ofrece un sistema de programación por API y con instrumentos virtuales, incluyendo LabVIEW.

Fabrica y comercializa: National Instruments

agenda56

ENE-FEB 10 | Mundo Electrónico

Hannover Messe ofrecerá en abril las tendencias de la actividad industrial

a ciudad alemana de Hannover será el centro de la in-dustria mundial en-

tre los días 19 y 23 de abril con motivo de la Hanno-ver Messe 2010, evento de refe-rencia al que acudieron 206.000 visitantes el año pasado, así co-mo 6.150 expositores. El país in-vitado en esta ocasión será Italia y por parte española la represen-tación empresarial se agrupa al-rededor de Amec Amelec (Aso-ciación Española de Fabricantes Exportadores de Material Eléc-trico y Electrónico).Este grupo estará formado por las siguientes empresas: Circu-tor, Cirprotec, DF Electric, Elec-tricfor, Ibérica de Aparellajes, I. División Eléctrica, Inael Electri-cal Systems, Imefy, International Capacitors, Polylux, Pronutec, Releco, Relequick, Resistencias Tope, S.A. de Construcciones In-dustriales y Yébenes.La enorme oferta de Hannover Messe 2010, repartida en 16 pabellones del recinto ferial, se desglosa en diversas platafor-

mas que reúnen a expositores centrados en entornos como las energías tanto convencio-nales como renovables (“Ener-gy”), las tecnologías de movili-dad (“MobiliTec”), la producción y el abastecimiento de energía (“Power Plant Technology”), la construcción ligera (“Industrial Supply”), la fabricación de bobi-nas, transformadores y motores eléctricos (“CoilTechnica”), la automatización industrial (“In-dustrial Automation”), las nano/microtecnologías y las tecnolo-gías láser (“MicroNanoTec”), el software (“Digital Factory”) y la I+D (“Research & Technology”).www.hannovermesse.de

HANNOVER (2-6 MARZO)CeBITEl evento de referencia internacional para las TI tiene este año a España como país invitado, motivo por el cual la presencia española será es-pecialmente destacada, con un espacio institu-cional coordinado por el ICEX y otro de carácter sectorial. Aspectos como el medio ambiente, la logística y las aplicaciones en automoción ten-drán un especial protagonismo en CeBIT 2010.www.cebit.de

DRESDE (8-12 MARZO)DATE 2010Esta conferencia se centra especialmente en la nanoelectrónica (nuevos materiales, sensores integrados, herramientas EDA) y los sistemas electrónicos de bajo consumo (con sus implica-ciones en cuanto a circuitos, arquitecturas, es-tructuras de comunicaciones, software).www.date-conference.com

MADRID (23-25 MARZO)SITIasLANTecnologías IP, seguridad, banda ancha, movili-dad y servicios gestionados constituyen las cin-co áreas principales en este 17ª edición de este salón profesional de las TI.www.siti.es

OMO, ITALIA (23-24 MARZO)SMART SYSTEMS INTEGRATIONEsta 4ª Conferencia y Exposición Europea sobre la integración de sistemas miniaturizados (ME-MS, MOEMS, CI y componentes electrónicos) tratará la aplicación generalizada de este tipo de dispositivos en automoción, automatización, aeroespacial, telecomunicaciones, medicina, lo-gística, RFID y ciencias de la vida.www.smartsystemsintegration.com

FRANKFURT (23 MARZO)MOST FORUMLa industria del infoentretenimiento para el transporte está convocada a este evento organi-zado por MOST Forum (Media Oriented Syste-ms Transport), una organización que promueve la estandarización de las soluciones multimedia dirigidas principalmente a los automóviles.www.mostforum.com

BREVES

National Instruments ha abier-to el período de inscripción pa-ra el Foro Tecnológico sobre Diseño Gráfi co de Sistemas NIDays, que consiste en una serie de conferencias técni-cas gratuitas que duran un día completo. Esta conferencia se dirige a ingenieros y científi cos para que éstos incrementen la productividad y a mejorar la efi -ciencia mediante soluciones de NI para diseño embebido, control y test.En esta ocasión habrá además una sesión exclusiva dedicada al sector aeronáutico y de de-fensa.En nuestro país, NIDays tendrá lugar en Madrid el 16 de marzo (Centro de Convenciones Norte de Ifema), con un programa inte-

grado por 12 sesiones técnicas sobre temas como la virtualiza-ción, las redes inalámbricas de sensores, scripts matemáticos basados en texto para su descar-ga en hardware en tiempo real, gestión de datos; pruebas en tiempo real, Windows 7 y adqui-sición de datos.NI aprovechará la ocasión para dar a conocer nuevos produc-tos como LabVIEW 2009, la úl-tima versión de su plataforma gráfi ca de diseño de sistemas, los dispositivos multifunción de adquisición de datos NI X Se-ries, la plataforma de redes ina-lámbricas de sensores de NI, el software de prueba en tiempo real NI VeriStand y el software NI Real-Time Hypervisor.www.ni.com/spain/nidays

NI celebrará su conferencia técnica anual en Madrid a mediados de marzo

L

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Mundo Electrónico | OCT 09

Adler Instrumentos ............... 18Aslan ...................................... 57CWIEME ................................. 19EBV Elektronik ........................ 9Fadisel ................................... 59Import Cable .......................... 21MSC Iberia ............................. 17National Instruments ............ 60RC Microelectrónica................................... Portada, 4Rohde & Schwarz .................... 2Rohm Semiconductor ........... 13Rutronik ............................. 7, 15Toshiba Electronics .............. 11UPC ........................................ 47

El número de marzo de Mundo Electrónico incluye un dossier sobre la Energía Solar Fotovoltaica, el suplemento Optrónica y artículos centrados en el diseño de systems-on-chip (SoC) de señal mixta y en una arquitectura para audioconferencias de oróxima generación.

Próximo número - 416Índice de anunciantesMundo Electrónico - Enero-Febrero 415

Abacanto Digital ..............................................................53AD Instruments ................................................................53Adler Instrumentos ...........................................................52Agilent Technologies ..................................................20,53Anatronic ..........................................................................25CITA .................................................................................22EBV Elektronik ..................................................................7Elmos Semiconductor ......................................................15Enek ...................................................................................6Ericsson ............................................................................40Erni Electronics ................................................................53Fujifi lm .............................................................................20Google ..............................................................................16Hewlett-Packard ...............................................................49IBM ..................................................................................20IDS ...................................................................................53Infaimon ...........................................................................53Intel ..................................................................................16International Rectifi er ......................................................54Inycom .............................................................................16Ixys .....................................................................................6LeCroy .............................................................................52Linear Technology ...........................................................54Microchip Technology .....................................................20Murata ..............................................................................55

National Instruments ........................................................55National Semiconductor ..............................................14,28Nvidia ...............................................................................17Oki Semiconductor ..........................................................54Omron Electronics ...........................................................53RadiSys ............................................................................44Rohde & Schwarz ............................................................13Rohm Semiconductor .......................................................54Saft Baterías .......................................................................8Samsung .............................................................................8Semikron ..........................................................................17Semtech ............................................................................15Sharp ..................................................................................6Spring Design...................................................................16STMicroelectronics ............................................................6Suyin ................................................................................54Tektronix ..........................................................................54Texas Instruments ............................................................13Toshiba .............................................................................18Venco Electrónica ............................................................25Xilinx ...............................................................................16Yokogawa .........................................................................19Zilog ...................................................................................6

Índice de Empresas citadas

índices y avances

TendenciasDiseño de SoC de señal mixta: retos de integraciónRainer Kaese y Eugen PfumfelUnidad de Negocio ASIC & Foundry, Toshiba Electronics Europe

Audioconferencias: oportunidades por explotarRay AdensamerRadiSys

DossierEnergía Solar Fotovoltaica

Optrónica

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ENE-FEB 10 | Mundo Electrónico