Microchip Technology en TME: microcontroladores de 32 bits
Microchip Technology en TME: microcontroladores de 32 bitsFecha de publicación: 28-10-2026 🕒 6 lectura min
En los dispositivos modernos, tanto domésticos como industriales, el papel del cerebro electrónico lo desempeña cada vez más un microcontrolador. Esta solución suele ser mucho más ventajosa que crear un circuito integrado ASIC especializado, dedicado a una tarea específica. Esto hace que los microcontroladores deban realizar una amplia gama de tareas: leer sensores, manejar la interfaz de usuario, controlar periféricos o reaccionar a eventos imprevistos. Además, todas estas tareas deben realizarse con mucha frecuencia de manera simultánea. Por esta razón, la potencia de cálculo de los microcontroladores se incrementa constantemente.
En este artículo, examinaremos los chips de 32 bits de Microchip Technology. El portafolio de este fabricante incluye tanto diseños de bajo consumo dedicados a aplicaciones más simples como microcontroladores destinados al control de motores o al manejo de interfaces de red avanzadas. Sin embargo, es importante recordar que el número de bits por sí solo no determina la utilidad del chip; la elección depende del tipo de núcleo, la memoria, los periféricos disponibles y los requisitos de consumo de energía.
Microcontroladores de 32 bits de Microchip Technology
PIC32M, PIC32C y SAM – diferentes arquitecturas de 32 bits
Los microcontroladores ofrecidos por Microchip Technology se pueden dividir en dos categorías principales, dependiendo de la arquitectura del procesador. La familia PIC32M utiliza núcleos MIPS32. Incluye, entre otros, PIC32MM, PIC32MX, PIC32MK y PIC32MZ. Por otro lado, PIC32C y SAM se basan en núcleos ARM. Dependiendo de la serie, son construcciones desde Cortex-M0+ y M23 hasta M4 y el más avanzado M7. Gracias a este portafolio tan amplio, el diseñador puede elegir el chip adecuado para una aplicación específica. Todo depende del tamaño del software y del método de alimentación, la cantidad de periféricos o los requisitos de velocidad de operación.
El microcontrolador soporta interfaces ADC, DAC, I2C, I2S, PWM, SPI, USART, USB.
Un buen punto de partida para controladores más simples puede ser el PIC32MM. Microchip Technology posiciona esta familia como de bajo consumo y equipada con periféricos que descargan al procesador, entre ellos DMA, reloj en tiempo real y celdas lógicas configurables. Entre los chips con núcleo ARM, una función similar la cumple la serie SAM D, cuyo corazón es el Cortex-M0+. Su sistema de gestión de energía y DMA permite transferir datos entre bloques de hardware seleccionados sin involucrar continuamente al núcleo. Esto es útil, por ejemplo, en pequeños dispositivos IoT alimentados por batería.
Aplicaciones con soporte de red o señales analógicas
Muchos de los dispositivos electrónicos modernos requieren el manejo de señales analógicas. Para este tipo de aplicaciones, son adecuados los chips de la familia PIC32MK que combinan el núcleo MIPS32 con una unidad de punto flotante, convertidores ADC, comparadores, amplificadores operacionales y periféricos PWM y QEI, que permiten leer señales de un codificador. Este conjunto de periféricos puede ser útil, entre otros, en sistemas de control de motores, reduciendo al mismo tiempo la cantidad de chips adicionales montados en la PCB. Por otro lado, la familia PIC32CM, basada en el ya mencionado Cortex-M0+/M23, ofrece (además de eficiencia energética) dos convertidores ADC de 12 bits que permiten muestreo simultáneo y contadores dedicados al control. Sin embargo, es importante mencionar que estos parámetros se refieren a las familias mencionadas y antes de elegir un chip específico, se deben verificar sus capacidades en la hoja de datos.
El modelo ofrece 256kB de RAM, 256kB de SRAM y 1MB de Flash.
Si el dispositivo debe realizar comunicación y ejecutar un programa más complejo simultáneamente, vale la pena considerar el PIC32MZ EF. Esta serie ofrece una frecuencia de hasta 252MHz, hasta 2MB de memoria Flash y 512kB de RAM, interfaces Ethernet, USB de alta velocidad y CAN. Además, algunas versiones tienen un acelerador criptográfico de hardware. En el grupo ARM, un ejemplo son los SAM E5x, cuyo núcleo es el Cortex-M4F, y para las aplicaciones más exigentes, será adecuado el SAM E70, cuyo cerebro es el Cortex-M7. Sin embargo, es importante recordar que la presencia de un controlador Ethernet MAC no significa que el microcontrolador se pueda conectar directamente al medio de transmisión. En muchas aplicaciones, se requiere un chip PHY adicional que realice las funciones de la capa física de la interfaz Ethernet.
¿Cómo elegir el microcontrolador adecuado?
El primer paso para elegir el chip adecuado deben ser principalmente las interfaces que no se pueden reemplazar por software sin incurrir en costos significativos. Si el dispositivo debe comunicarse a través de CAN FD, se debe buscar exactamente esa versión del controlador. También son importantes los detalles, porque, por ejemplo, el CAN 2.0B clásico no ofrece las mismas capacidades que el CAN FD, y en aplicaciones específicas, esto puede ser significativo. En Ethernet, se debe verificar si el chip tiene un controlador MAC y si requiere un chip PHY. Para el control de motores, puede ser más importante que la frecuencia de reloj del núcleo el muestreo ADC, el número de salidas PWM y el tiempo de respuesta a la señal de falla. En un proyecto de medición, serán importantes la resolución del convertidor, su velocidad y la forma de transferencia de datos a través de DMA.
El elemento dispone de 83 entradas/salidas.
También es importante estimar cuidadosamente la memoria. El tamaño de la memoria Flash debe considerar no solo el programa en sí, sino también conjuntos de datos constantes o bibliotecas adicionales. Además, es recomendable dejar algo de espacio para futuras actualizaciones. Si la aplicación debe almacenar simultáneamente la versión antigua y la nueva del software, la organización de la memoria en un modelo dado es importante. La RAM es consumida por los búferes de comunicación, las pilas de tareas y los datos intermedios. Al analizar el consumo de energía, se deben usar los valores de las hojas de datos para modos de operación específicos y considerar la frecuencia de activación, no solo el consumo de corriente en estado de reposo, lo cual es un error común en el diseño de electrónica.
Seguridad y software
En un número creciente de dispositivos, también se están volviendo importantes los mecanismos de seguridad, que incluyen, entre otros, la protección de datos y la actualización segura del software durante todo el ciclo de vida del producto. Algunos microcontroladores ARM de Microchip Technology incluyen mecanismos que respaldan el arranque seguro y la aislamiento del código. Por ejemplo, la serie PIC32CM con núcleo Cortex-M23 admite ARM TrustZone y funciones criptográficas de hardware. Los más avanzados PIC32CK con núcleo Cortex-M33 integran un subsistema de seguridad HSM (Hardware Security Module).
Para trabajar con los chips de 32 bits de Microchip Technology, está dedicado el entorno MPLAB X IDE, el compilador XC32, el configurador de código MPLAB Code Configurator y la plataforma MPLAB Harmony v3. Harmony proporciona bibliotecas de periféricos, controladores, proyectos de ejemplo y módulos intermedios, entre otros, para USB, redes TCP/IP y gráficos. Sin embargo, ya en la etapa de selección de hardware, es importante verificar la disponibilidad de bibliotecas para periféricos específicos.
Resumen: Revisión de las familias de microcontroladores de 32 bits de Microchip
| Familia | Arquitectura | Aplicaciones principales |
|---|---|---|
| PIC32MM | MIPS32 | Controladores de bajo consumo, dispositivos portátiles, sistemas embebidos simples |
| PIC32MX | MIPS32 | Control general, USB, CAN, sistemas industriales |
| PIC32MK | MIPS32 | Control preciso de motores, accionamientos y automatización industrial |
| PIC32MZ | MIPS32 | Sistemas embebidos de alto rendimiento, comunicación, gráficos, audio |
| PIC32MZ-W1 | MIPS32 | Dispositivos IoT con comunicación Wi-Fi |
| SAM D | Arm Cortex-M0+ | Controladores económicos, electrónica de consumo, interfaces HMI |
| SAM L | Arm Cortex-M23/M0+ dependiendo de la serie | Dispositivos a batería, IoT, sensores |
| SAM C | Arm Cortex-M0+ | Controladores industriales y automotrices, comunicación CAN FD |
| SAM G | Arm Cortex-M4/M7 | dependiendo de la serie Procesamiento de señales, aplicaciones de comunicación |
| SAM D5x/E5x | Arm Cortex-M4F | Automatización, redes industriales, USB, CAN FD |
| SAM E70/S70/V70/V71 | Arm Cortex-M7 | Control de alto rendimiento, comunicación industrial, sistemas en tiempo real |
| PIC32CM | Arm Cortex-M0+/M23 | Control de motores, seguridad, dispositivos de bajo consumo |
| PIC32CK | Arm Cortex-M33 | Controladores seguros, IoT, sistemas de comunicación industrial |
| PIC32CX | Arm Cortex-M4/M33 y otros dependiendo de la serie | Conectividad inalámbrica, medidores inteligentes, seguridad |
| PIC32CZ | Arm Cortex-M7 | Sistemas industriales de alto rendimiento, conectividad, aplicaciones que requieren seguridad |
| PIC32A | Arquitectura DSC de 32 bits | Procesamiento analógico, control en tiempo real, electrónica de potencia |
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