Les microcontrôleurs sont des composants fabriqués pour assurer une opération spécifique au sein d’un système électronique. Il s’agit de circuits intégrés et compacts constitués de processeur, de mémoires ainsi que de plusieurs périphériques d’entrée et de sortie, le tout sur une unique carte. Les microcontrôleurs sont utilisés dans la conception de divers types d’appareils comme les équipements industriels, les voitures, les appareils médicaux, électroménagers, etc. Cependant, la multitude de variétés disponibles sur le marché rend le choix du microcontrôleur parfois difficile pour les industriels. Les fabricants proposent en effet, des centaines de modèles en fonctions des types de microcontrôleurs. Quels sont les différents types de microcontrôleurs ? Quels critères prendre en compte pour bien choisir ? Découvrez plus d’informations dans cet article.

Les différents types de microcontrôleurs

Caractérisés par la largeur de bus, le jeu d’instruction ou encore la structure de la mémoire, les microcontrôleurs sont classés en 4 différents types à savoir :

  • Les microcontrôleurs 8051
  • Les microcontrôleurs PIC
  • Les microcontrôleurs AVR.
  • Les microcontrôleurs AMR.

Les microcontrôleurs 8051 constituent une famille de microcontrôleurs destinés à un usage plutôt universel, par les amateurs, mais aussi par bon nombre d’experts. Mis sur le marché pour la première fois par le fabricant Intel, ils ont été les précurseurs d’une véritable révolution au sein des microcontrôleurs. Facile à installer, le 8051 est souvent utilisé dans le domaine de la gestion de l’énergie (système de comptage et de contrôle de la consommation d’énergie), de l’automobile (régulateur de vitesse, système anti-freinage, etc.) et dans la fabrication de dispositifs médicaux (tensiomètres, glucomètres, etc.). Pour votre projet de conception d’objets, vous pourrez trouver un bureau d’études électronique qui vous aidera à déterminer le type de microcontrôleur adapté à vos besoins.

Les microcontrôleurs PIC sont des contrôleurs d’interface périphériques fabriqués par Micro-chip Technology. Ils sont très réussis, surtout dans la gamme 8 bits, en raison de leur architecture et leur périphérique qui permettent de satisfaire les besoins d’une large clientèle, constituée d’amateurs et d’industriels. Plus rapide que le 8051, ce type de microcontrôleur possède également l’avantage d’être disponible à faible coût tout en étant performant, avec une capacité de programmation en série.

Inventé en 1966 par Atmel, les microcontrôleurs AVR (Advanced Virtual RISC) sont parmi les premiers à intégrer une mémoire flash sur puce permettant de stocker de nouveaux programmes à la différence des EPROM, EEPROM ou ROM. Ils sont privilégiés dans le commerce pour les applications complexes qui demandent une grande mémoire de programmation et une vitesse élevée.

Enfin, les microcontrôleurs AMR avec leur architecture RISC 32 bits sont particulièrement conçus pour les appareils électroniques tels que les smartphones, les tablettes, les lecteurs multimédias et autres appareils mobiles. En effet, leur taille réduite et leur faible consommation d’énergie les rendent adaptés aux appareils de plus en plus miniaturisés.

Les critères de choix d’un microcontrôleur

Pour choisir un microcontrôleur parfaitement adapté aux besoins des appareils que vous désirez fabriquer, il est important de prendre en compte plusieurs critères.

La puissance de calcul

La puissance de calcul du microcontrôleur est le premier élément à considérer pour faire un choix. Vous devez savoir quelle puissance de traitement est nécessaire selon les fonctionnalités du produit fini. Est-ce qu’il vous faut un processeur à un seul cœur ou un double cœur ? Bien sûr, plus le nombre de cœurs est élevé, plus le microcontrôleur sera rapide. Vous devez aussi vous demander s’il vous faut une unité de traitement graphique (GPU).

L’efficacité énergétique

L’efficacité énergétique est le compromis entre les performances de calcul et la consommation d’énergie du microcontrôleur. Plus il est puissant, plus il consommera de l’énergie. Vous devez donc réussir à trouver le bon équilibre ou peser le sacrifice de l’efficacité énergétique par rapport à l’augmentation de la puissance de traitement, ou inversement.

La température

En fonction de l’environnement dans lequel vos microcontrôleurs doivent fonctionner, vous aurez peut-être besoin de modèles ayant une meilleure résistance aux températures extrêmes. Les microcontrôleurs les plus tolérants sont souvent plus onéreux.

La sécurité

Avec les risques importants de piratage des objets connectés, il est indispensable que votre microcontrôleur soit bien sécurisé. Vous avez la possibilité de choisir des appareils certifiés conformes aux dernières normes de sécurité ou de faire usage de microcontrôleurs avec une sécurisation sur puce.

L’architecture du microcontrôleur

De l’architecture du microcontrôleur dépendent sa taille et ses performances. Les modèles avec des transistors à petits contours ont un plus faible encombrement et les packs plats quadruples occupent plus de surfaces, mais moins d’espace vertical. Avec les échelles de puce au niveau des tranches beaucoup plus petites, vous bénéficiez davantage de puissance de traitement, pour un coût de fabrication plus élevé. Il en est de même pour les microcontrôleurs à billes (BGA) avec leur boîtier compact.

La mémoire disponible

La taille de la mémoire de programme (ROM) et celle de la mémoire vive (RAM) varient selon les programmes que vous désirez exécuter. Avec plus de mémoire vive, vous pourrez installer un plus grand nombre de programmes. L’utilisation d’un GPU nécessite aussi plus de RAMS et un temps de lecture / écriture plus rapides.

L’interface matérielle

L’interface matérielle du microcontrôleur dépend de la nature de la tâche à accomplir. Si vous avez besoin de fonctionnalités audio, vidéo, caméra, USB, Wifi ou Bluetooth, vous devez choisir votre microcontrôleur en conséquence.

Le logiciel

Vous retrouverez sur le marché des microcontrôleurs fonctionnant sur plusieurs systèmes d’exploitation, d’autre non. Pour des besoins d’évolution, il est préférable d’utiliser une même architecture logicielle pour augmenter l’interopérabilité.

Le prix

Les microcontrôleurs sont accessibles à des prix très variés. Des modèles sont vendus à quelques euros pour une centaine d’unités, tandis que d’autres valent quelques euros par unité. Le prix est très important, car il a une certaine influence sur le coût final de l’appareil que vous allez concevoir. Il vous faudra choisir le meilleur rapport qualité-prix et l’outil suffisamment performant pour assurer les fonctions que vous désirez réaliser.

Pour conclure, vous avez le choix entre une large gamme de microcontrôleurs pour la fabrication de vos appareils électroniques. Pour déterminer le modèle qui vous conviendra le mieux, il est possible de vous faire accompagner par des experts du domaine. Vous devez également prendre en compte différents critères tels que la puissance, la mémoire, la sécurité, le prix, etc.

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