Microchip Technology chez TME – microcontrôleurs 32 bits
Microchip Technology chez TME – microcontrôleurs 32 bitsDate de publication: 28-10-2026 🕒 6 min de lecture
Dans les appareils modernes, tant domestiques qu'industriels, le rôle de cerveau électronique est de plus en plus souvent joué par un microcontrôleur. Cette solution est généralement bien plus avantageuse que la création d'un circuit intégré spécialisé ASIC, dédié à une tâche spécifique. Cela signifie que les microcontrôleurs doivent réaliser une large gamme de tâches : lecture de capteurs, gestion de l'interface utilisateur, contrôle des périphériques ou réaction à des événements imprévus. De plus, toutes ces tâches doivent souvent être exécutées simultanément. C'est pourquoi la puissance de calcul des microcontrôleurs est constamment augmentée.
Dans cet article, nous examinons les puces 32 bits de Microchip Technology. Le portefeuille de ce fabricant comprend à la fois des conceptions économes en énergie dédiées à des applications plus simples et des microcontrôleurs destinés au contrôle des moteurs ou à la gestion d'interfaces réseau complexes. Cependant, il est important de se rappeler que le nombre de bits ne détermine pas à lui seul l'utilité du circuit, le choix dépend du type de noyau, de la mémoire, des périphériques disponibles et des exigences en matière de consommation d'énergie.
Microcontrôleurs 32 bits de Microchip Technology
PIC32M, PIC32C et SAM – différentes architectures 32 bits
Les microcontrôleurs proposés par Microchip Technology peuvent être divisés en deux grandes catégories, selon l'architecture du processeur. La famille PIC32M utilise des noyaux MIPS32. Elle comprend notamment les PIC32MM, PIC32MX, PIC32MK et PIC32MZ. En revanche, les PIC32C et SAM sont basés sur des noyaux ARM. Selon la série, il s'agit de conceptions allant du Cortex-M0+ et M23 au M4 et au plus avancé M7. Grâce à un portefeuille aussi vaste, le concepteur peut choisir le circuit adapté à une application spécifique. Tout dépend de la taille du logiciel et du mode d'alimentation, de la multitude de périphériques ou des exigences de vitesse d'exécution.
Le microcontrôleur prend en charge les interfaces ADC, DAC, I2C, I2S, PWM, SPI, USART, USB.
Un bon point de départ pour des contrôleurs plus simples peut être le PIC32MM. Microchip Technology positionne cette famille comme économe en énergie et équipée de périphériques déchargeant le processeur, notamment DMA, horloge temps réel et cellules logiques configurables. Parmi les circuits à noyau ARM, la série SAM D remplit un rôle similaire, avec pour cœur le Cortex-M0+. Son système de gestion de l'énergie et le DMA permettent de transférer des données entre des blocs matériels sélectionnés, sans impliquer constamment le noyau lui-même. Cela est utile, par exemple, dans de petits appareils IoT alimentés par batterie.
Applications avec prise en charge réseau ou signaux analogiques
De nombreux appareils électroniques modernes nécessitent la gestion de signaux analogiques. Pour ce type d'applications, les circuits de la famille PIC32MK, combinant un noyau MIPS32 avec une unité à virgule flottante, des convertisseurs ADC, des comparateurs, des amplificateurs opérationnels et des périphériques PWM et QEI, qui permettent de lire les signaux d'un encodeur, conviennent bien. Un tel ensemble de périphériques peut être utilisé, entre autres, dans les systèmes de contrôle des moteurs, tout en réduisant le nombre de puces supplémentaires montées sur le PCB. En revanche, la famille PIC32CM, basée sur le Cortex-M0+/M23 déjà mentionné, offre (en plus de l'efficacité énergétique) deux convertisseurs ADC 12 bits permettant un échantillonnage simultané et des compteurs dédiés au contrôle. Cependant, il convient de mentionner que ces paramètres concernent les familles mentionnées et qu'avant de choisir un circuit spécifique, il est nécessaire de vérifier ses capacités dans la fiche technique.
Le modèle offre 256kB de RAM, 256kB de SRAM et 1MB de Flash.
Si l'appareil doit simultanément communiquer et exécuter un programme plus complexe, il vaut la peine de considérer le PIC32MZ EF. Cette série offre une fréquence d'horloge allant jusqu'à 252MHz, jusqu'à 2MB de mémoire Flash et 512kB de RAM, des interfaces Ethernet, USB High-Speed et CAN. De plus, certaines versions disposent également d'un accélérateur cryptographique matériel. Dans le groupe ARM, un exemple est le SAM E5x, dont le noyau est le Cortex-M4F, et pour les applications les plus exigeantes, le SAM E70, dont le cerveau est le Cortex-M7. Cependant, il est important de se rappeler que la présence d'un contrôleur Ethernet MAC ne signifie pas encore que le microcontrôleur peut être directement connecté au support de transmission. Dans de nombreuses applications, un circuit PHY supplémentaire, réalisant les fonctions de la couche physique de l'interface Ethernet, est nécessaire.
Comment choisir le bon microcontrôleur?
La première étape dans le choix du bon circuit devrait être avant tout les interfaces, qui ne peuvent pas être remplacées par logiciel sans entraîner des coûts importants. Si l'appareil doit communiquer via CAN FD, il faut rechercher exactement cette version du contrôleur. Les détails sont également importants, car par exemple le CAN 2.0B classique n'offre pas les mêmes possibilités que le CAN FD, et dans des applications spécifiques, cela peut avoir de l'importance. Pour l'Ethernet, il faut vérifier si le circuit dispose d'un contrôleur MAC et s'il nécessite un circuit PHY. Pour le contrôle du moteur, l'échantillonnage ADC, le nombre de sorties PWM et le temps de réaction au signal de défaillance peuvent être plus importants que la simple fréquence d'horloge du noyau. Dans un projet de mesure, la résolution du convertisseur, sa vitesse, ainsi que le mode de transfert des données via DMA seront importants.
L'élément dispose de 83 entrées/sorties.
Il est également important d'estimer soigneusement la mémoire. La taille de la mémoire Flash doit tenir compte non seulement du programme lui-même, mais aussi des ensembles de données constants ou des bibliothèques supplémentaires. De plus, il est également judicieux de laisser un peu d'espace pour de futures mises à jour. Si l'application doit stocker simultanément l'ancienne et la nouvelle version du logiciel, l'organisation de la mémoire dans le modèle donné est importante. La RAM est consommée par les tampons de communication, les piles de tâches et les données intermédiaires. En analysant la consommation d'énergie, il est nécessaire d'utiliser les valeurs des fiches techniques pour les modes de fonctionnement spécifiques et de prendre en compte la fréquence de réveil, et pas seulement la consommation de courant en mode veille, ce qui est une erreur courante dans la conception électronique.
Sécurité et logiciel
Dans un nombre croissant d'appareils, les mécanismes de sécurité, comprenant notamment la protection des données et la mise à jour sécurisée du logiciel tout au long du cycle de vie du produit, deviennent également importants. Certains microcontrôleurs ARM de Microchip Technology intègrent des mécanismes prenant en charge le démarrage sécurisé et l'isolation du code. Par exemple, la série PIC32CM avec noyau Cortex-M23 prend en charge ARM TrustZone et des fonctions cryptographiques matérielles. Les PIC32CK plus avancés avec noyau Cortex-M33 intègrent un sous-système de sécurité distinct HSM (Hardware Security Module).
Pour travailler avec les circuits 32 bits de Microchip Technology, l'environnement MPLAB X IDE, le compilateur XC32, le configurateur de code MPLAB Code Configurator et la plateforme MPLAB Harmony v3 sont dédiés. Harmony fournit des bibliothèques de périphériques, des pilotes, des projets d'exemple et des modules intermédiaires, notamment pour USB, les réseaux TCP/IP et la graphique. Cependant, il est judicieux de vérifier dès l'étape de sélection du matériel la disponibilité des bibliothèques pour les périphériques spécifiques.
Conclusion : Aperçu des familles de microcontrôleurs 32 bits de Microchip
| Famille | Architecture | Principales applications |
|---|---|---|
| PIC32MM | MIPS32 | Contrôleurs économes en énergie, appareils portables, systèmes embarqués simples |
| PIC32MX | MIPS32 | Contrôle général, USB, CAN, systèmes industriels |
| PIC32MK | MIPS32 | Contrôle précis des moteurs, entraînements et automatisation industrielle |
| PIC32MZ | MIPS32 | Systèmes embarqués performants, communication, graphique, audio |
| PIC32MZ-W1 | MIPS32 | Appareils IoT avec communication Wi-Fi |
| SAM D | Arm Cortex-M0+ | Contrôleurs économiques, électronique grand public, interfaces HMI |
| SAM L | Arm Cortex-M23/M0+ selon la série | Appareils à batterie, IoT, capteurs |
| SAM C | Arm Cortex-M0+ | Contrôleurs industriels et automobiles, communication CAN FD |
| SAM G | Arm Cortex-M4/M7 | selon la série Traitement du signal, applications de communication |
| SAM D5x/E5x | Arm Cortex-M4F | Automatisation, réseaux industriels, USB, CAN FD |
| SAM E70/S70/V70/V71 | Arm Cortex-M7 | Contrôle performant, communication industrielle, systèmes temps réel |
| PIC32CM | Arm Cortex-M0+/M23 | Contrôle des moteurs, sécurité, appareils économes en énergie |
| PIC32CK | Arm Cortex-M33 | Contrôleurs sécurisés, IoT, systèmes de communication industriels |
| PIC32CX | Arm Cortex-M4/M33 et autres selon la série | Connectivité sans fil, compteurs intelligents, sécurité |
| PIC32CZ | Arm Cortex-M7 | Systèmes industriels haute performance, connectivité, applications nécessitant la sécurité |
| PIC32A | Architecture DSC 32 bits | Traitement analogique, contrôle en temps réel, électronique de puissance |
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