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Introduction au microcontrôleur embarqué

Dispositif le plus couramment utilisé de la famille des microcontrôleurs, le microcontrôleur embarqué est un circuit intégré : on évoque fréquemment le circuit intégré embarqué pour désigner ces microcontrôleurs. Le CI microcontrôleur est un composant très utile dans de nombreux montages nécessitant des attitudes logiques, complexes et programmables. Le CI microcontrôleur est, au moins, un microprocesseur, et souvent davantage. Il peut contenir de la mémoire vive (la RAM), de la mémoire morte (ROM), un oscillateur à cadence et d'autres périphériques selon les modèles. Le microcontrôleur se démarque du microprocesseur par ses facultés d'intégration, sa fabrication « tout-en-un », quelques améliorations techniques (dégagement de la chaleur, consommation énergétique) et son coût général. À noter que vous pourrez le trouver sous plusieurs abréviations, comme MCU (MicroController Unit), UC ou encore µC. Le circuit intégré embarqué est dédié à la programmation microcontrôleur, voire à l'installation d'un système d'exploitation compatible.

Utilisations d'un circuit intégré embarqué

Le microcontrôleur électronique embarqué se retrouve dans de très nombreux appareils comme les télécommandes, l'électroménager, les jouets, les tablettes tactiles, les box Internet, les consoles de jeu, les manettes des consoles, la téléphonie mobile ou encore dans nos véhicules : d'innombrables opérations automatiques sont gérées par des microcontrôleurs (injection du carburant, correction de trajectoire, allumage automatique, etc.). La plupart du temps, un système CI microcontrôleur embarqué vient avec une interface homme-machine offrant la possibilité de le programmer. Ce sont des dispositifs qui conviennent aux professionnels pour la création de solutions logiques dans de multiples domaines. Les particuliers y trouveront de très nombreuses applications également pour tous les systèmes embarqués.

Un processeur pour votre CI microcontrôleur

Regroupant de nombreuses caractéristiques des structures informatiques usuelles, le micontrôleur embarqué se choisit selon les capacités de ses différents attributs. L'aspect microprocesseur (µP), essentiel, peut être aisément choisi grâce à l'outil de sélection via les rubriques « Cadence d'horloge », « Processeur multi-cœur » et «Taille du cœur ». La taille du cœur concerne une partie des architectures de processeurs : 8 bits, 16 bits, 32 bits. Les cadences d'horloge définissent le nombre d'opérations par seconde et sa fréquence : de 16 à 70 MIPS, de 1,2 MHz à 400 MHz. Les cadences influenceront directement la rapidité d'exécution de vos systèmes et travaux logiques. Parmi les milliers de références disponibles, de nombreux dispositifs disposent d'une technologie multi-cœurs (multicore), ce qui permet de paralléliser aisément les actions du microcontrôleur embarqué. Vous trouverez des processeurs ARM, Coldfire, des architectures i386, des microcontrôleurs PIC et une multitude d'autres.

Critères de mémoire, de périphériques et de connexions

La mémoire programme d'un circuit intégré embarqué est souvent une mémoire de masse de type flash mais vous trouverez également des mémoires EEPROM, ROM, FRAM et d'autres. Le type d'oscillateur peut être interne ou externe : les oscillateurs internes sont avantageux en matière de praticité (on évite le montage d'un quartz/d'un oscillateur externe), les oscillateurs externes présentent des intérêts lors de travaux spécifiques (travail à une certaine cadence non disponible dans un oscillateur interne, par exemple). Le nombre d'entrées et de sorties varie de 2 à 256 et dépend bien évidemment de vos montages et de la complexité des circuits. Les périphériques sont des capacités et des connexions possibles : gestion du son, gestion LCD ou LED, IR, Power Control, etc. Les interfaces de connexion (I²C, UART, SPI…) seront présentées sur les fiches détaillées des produits avec d'autres informations.