Cette analyse de cas sur les microcontrôleurs révèle comment la technologie RFID transforme le contrôle d’accès à l’Université Mariste du Congo. Découvrez les avantages d’un système innovant qui allie performance électronique et interface utilisateur efficace.
III.3.4. Famille de microcontrôleurs
On trouve plusieurs familles des microcontrôleurs. Dans ce travail nous présentons quelques une à savoir :
La famille C167 de Siemens/Infineon
L’architecture des Infineon C161, C163, C164, C165, C166, C167, C16x combine les avantages des processeurs RISC et CISC de manière très équilibrée. La somme des fonctionnalités combinées permet de créer un microcontrôleur hautes performances, qui constitue le bon choix non seulement pour les applications actuelles, mais également pour les futurs défis d’ingénierie. Le C167CR intègre non seulement un cœur de processeur puissant et un ensemble d’unités périphériques dans une puce, mais connecte également les unités de manière très efficace. L’un des quatre bus utilisés simultanément sur le C167CR est le XBUS, une représentation interne de l’interface de bus externe. Ce bus fournit une méthode normalisée d’intégration de périphériques spécifiques à une application pour produire des dérivés de la [5_img_1]norme C167.
Figure III.2. Microcontrôleur Infinéon
Processeur 16 bits haute performance avec pipeline à quatre étages
- Durée de cycle d’instruction minimale de 80 ns, la plupart des instructions étant exécutées en 1 cycle
- Multiplication 400 ns (16 bits * 16 bits), division 800 ns (32 bits / 16 bits)
- Plusieurs bus de données internes à large bande passante
- Conception basée sur un registre avec plusieurs banques de registres de variables
- Prise en charge du changement de contexte à un cycle
- Espace d’adressage linéaire de 16 Mo pour le code et les données (architecture de von Neumann)
- Prise en charge du cache de la pile système avec détection automatique du débordement / du dépassement de pile
La famille STM32
La famille des microprocesseurs STM32 de ST Microelectronics fournit une vaste gamme de périphériques autour d’un cœur d’ARM Cortex-M3 [CortexM3], allant du simple GPIO (port d’entrée-sortie généraliste) et interface de communication série synchrone (SPI) ou asynchrone (RS232) aux interfaces aussi complexes que l’USB, Ethernet ou HDMI. Un point remarquable est qu’un certain nombre de ces processeurs possèdent deux convertisseurs analogiques-numériques, permettant un échantillonnage simultané de deux grandeurs analogiques.
Cadencé sur un résonateur interne ou sur un quartz externe haute fréquence 8 MHz (multiplié en interne au maximum à 72 MHz), ce processeur est compatible pour des applications faible consommation avec un mode veille dont le réveil s’obtient par une condition sur une horloge interne ou une interruption externe. La multiplicité des horloges et leur utilisation pour cadencer les divers périphériques est d’ailleurs un des aspects les plus déroutants dans la prise en main du STM32.
[5_img_2]Figure III.3. Microcontrôleur STM32
Hitachi H8
H8 est le nom d’une grande famille de microcontrôleurs 8 bits et 16 bits, conçus au début des années 1990 par Hitachi et qui évolue encore aujourd’hui. Depuis 2003, cette activité est prise en charge par Renesas Technology, une entreprise conjointe d’Hitachi et Mitsubishi.
Les sous-familles HB sont constituées des séries H8/300, H8/300H, H8/500, et H8S, composées de dizaines de références différentes qui se distinguent par la vitesse de fonctionnement, le jeu de périphériques inclus (horloges, ports série, etc.), la taille de la ROM et celle de la RAM. La ROM a généralement une taille allant de 16 ko à 128 ko, et la RAM de 512 octets à 4 ko.
L’architecture primaire du H8 a été modelée sur celle du DEC PDP-11, avec huit registres de 16 bits (le H8/300H et le H8/S ont un ensemble additionnel de huit registres), et une variété de modes d’adressage. Plusieurs sociétés proposent des compilateurs pour la famille H8. Il existe aussi un portage complet de l’environnement GNU, incluant un simulateur. Des émulateurs matériels sont aussi disponibles.
Les H8 peuvent être trouvés dans des appareils photos numériques, des contrôleurs d’imprimantes, et divers sous-systèmes automobiles. Le robot évolué Lego Mindstorms (outil éducationnel ou jouet) utilise également cette architecture (un H8/300, pour être exact). [5_img_3]Le SuperH est conçu pour être le successeur 32 ou 64 bits RISC de l’architecture H8.
Figure III.4. Microcontrôleur H8/323
La famille Atmel AVR
L’AVR est une famille de micro-contrôleurs RISC à l’architecture de Harvard développé par Atmel dans les années 1996. L’AVR a été l’une des premières familles de microcontrôleur à utiliser une mémoire flash interne pour stocker le contenu du programme: cela permet d’annuler la mémoire de programme et de le réécrire avec une nouvelle version en quelques secondes et sans retirer le microcontrôleur de la carte sur laquelle il est monté, ce qui accélère considérablement le processus de correction et le réglage du code.
Au cours des années nonante la plupart des microcontrôleurs utilisés Un temps programmable ROM, EPROM, ou EEPROM. Les créateurs de l’AVR ont jamais clarifié la signification de l’acronyme. Il est communément admis que l’AVR signifie « Alf et VEDGAR Rprocesseur ISC « (Alf-Egil Bogen et Vegard Wollen, les deux étudiants qui ont conçu).
Les microcontrôleurs AVR comme « méga » sont devenus très populaires car ils ont été inclus dans la conception de la plate-forme Arduino.
Figure III.5 Microcontrôleur ATMEGA8
La famille des PIC
Un microcontrôleur PIC est une unité de traitement et d’exécution de l’information à laquelle on a ajouté des périphériques internes permettant de réaliser des montages sans nécessiter l’ajout de composants annexes. Un microcontrôleur PIC peut donc fonctionner de façon autonome après programmation.
Les PIC intègrent une mémoire programme non volatile (FLASH), une mémoire de données volatile (SRAM), une mémoire de donnée non volatile (E2PROM), des ports d’entrée-sortie (numériques, analogiques, Timers, etc.), et même une horloge, bien que des bases de temps externes puissent être employées. Certains modèles disposent de ports et unités de traitement de l’USB et Ethernet.
Le nom PIC n’est pas officiellement un acronyme, bien que la traduction en « Peripheral Interface Controller » (« contrôleur d’interface périphérique ») soit généralement admise. Cependant, à l’époque du développement du PIC1650 par General Instrument. PIC était un acronyme de « Programmable Intelligent Computer » ou « Programmable Integrated Circuit ».
[5_img_4]Les PIC se conforment à l’architecture Harvard : ils possèdent une mémoire de programme et une mémoire de données séparées. La plupart des instructions occupent un mot de la mémoire de programme. La taille de ces mots dépend du modèle de PIC, tandis que la mémoire de données est organisée en octets.
Figure III.6. Architecture d’un PIC