Microcontrôleur : définition et composants
Les microcontrôleurs sont utilisés dans de nombreuses industries et applications, par exemple en robotique, dans l'automatisation industrielle ou les communications. Que sont-ils et quels sont les modèles les plus recherchés ?
Qu'est-ce qu'un microcontrôleur ?
Un microcontrôleur (µc, uc, ou encore MCU en anglais) est un circuit intégré et compact, conçu pour régir une opération spécifique et dans un système intégré. Il comprend un processeur, une mémoire et des périphériques d’entrée et de sortie sur une seule carte ou une seule puce. Ces circuits sont utilisés dans les véhicules, les robots, les machines industrielles, les appareils médicaux, les émetteurs-récepteurs radio mobiles, les distributeurs automatiques ou encore les appareils ménagers. Trois modèles sont particulièrement recherchés par les entreprises : le STM32, l’Uno et le PIC.
STM32 - STMicroelectronics
Les microcontrôleurs STM32 de STMicroelectronics représentent une gamme complète de produits 32 bits conçus pour exécuter en temps réel le traitement du signal numérique à basse tension. Au sein de cette gamme, on retrouve notamment les Cortex-M7F, Cortex-M4F, Cortex-M3, Cortex-M0+ et Cortex-M0. Ils s’accompagnent d’un vaste choix d’outils et de logiciels, faisant de cette famille de produits la plateforme reconnue comme d’excellence.
Uno - Arduino
Construite autour de l’ATmega328, cette carte à MCU contient tout ce qui est nécessaire au fonctionnement du microcontrôleur. Elle possède 14 broches d’entrée et de sortie numériques (certaines en MLI et PWM), 6 entrées analogiques, 1 oscillateur à quartz de 16 MHz, 1 connecteur USB et 1 embase ICSP. La carte Uno s’utilise simplement via la liaison à un ordinateur. Elle s’alimente également à l'aide d'un bloc secteur externe, ou avec des piles.
Pic - Microship
Famille de MCU dérivés du PIC1650, les PIC (Programmable Intelligent Computer, anciennement Peripheral Interface Controller) existent depuis 1976. On estime les ventes, en 2013, à plus de 12 milliards d’unités. Architecture de pointe dans l'univers des conceptions embarquées, les PIC sont surtout utilisés dans les smartphones. On les retrouve également dans les accessoires audio, les périphériques de jeux vidéo et les dispositifs médicaux avancés. L’entreprise propose des outils de développement accessibles, une documentation technique complète et un support post-conception via un réseau mondial de distribution et de ventes, faisant ainsi de ces MCU une référence du marché.
Microcontrôleur vs microprocesseur
"Les MCU servent à effectuer des traitements de données peu compliqués", explique Mike Britchfield, vice-président des ventes chez le fabricant de semi-conducteurs Analog Devices. Parfois qualifiés de nano-ordinateurs, ces circuits intégrés de petite taille embarquent tous les composants d'un ordinateur classique : mémoire vive, unité de stockage, périphériques d'entrée et de sortie.... Sans oublier un microprocesseur (ou processeur). Comme sur un PC, une tablette ou un smartphone, le microprocesseur ou CPU (pour central processing unit) est chargé d'exécuter les instructions machine des programmes informatiques embarqués sur le terminal. C'est donc un élément clé pour le bon fonctionnement du microcontrôleur.
Les microcontrôleurs de Google
Jeudi 19 mars 2020, Google a présenté Pigweed, une collection de modules de microcontrôleurs open source destinée aux développeurs travaillant sur des appareils embarqués de 32 bits. L'objectif est de leur permettre de concevoir plus rapidement des produits pour l'IoT, principalement dans la maison connectée, la robotique, l'automobile ou les télécommunications. Google avait déposé la marque Pigweed fin janvier 2020. Le développement des modules sous une licence Apache est en cours mais la production n'est pas encore effective. Pour l'heure, aucune date de lancement n'a été communiquée.