月: 2023年5月

Qu’est-ce qu’une carte d’évaluation de microcontrôleur ?

Une carte d’évaluation de microcontrôleur est une carte utilisée pour développer des logiciels pour un microcontrôleur à puce unique destiné à la commande d’appareils ; elle est généralement fournie par le fabricant du microcontrôleur.

Le développement d’un logiciel pour un microcontrôleur n’est généralement possible qu’après avoir conçu le circuit, y compris les circuits périphériques, et l’avoir monté sur une carte. Cependant, en raison de la possibilité de défauts dans la conception du circuit, il faut beaucoup de temps pour que le logiciel commence à fonctionner correctement, car la réparation des défauts dans la conception du circuit et le débogage du logiciel développé par l’utilisateur doivent être effectués en même temps.

Les cartes d’évaluation de microcontrôleurs étant fournies par le fabricant, elles garantissent naturellement un fonctionnement normal, ce qui présente l’avantage de pouvoir commencer le débogage du logiciel le plus tôt possible.

Utilisations des cartes d’évaluation de microcontrôleurs

Les cartes d’évaluation de microcontrôleurs sont utilisées lors du développement de logiciels pour les microcontrôleurs à une puce servant à contrôler des appareils. Leur rôle est particulièrement important dans les premières phases de développement. Aux premiers stades du développement, l’appareil cible final équipé d’un microcontrôleur n’existe pas.

En effet, la conception du boîtier et des circuits s’effectue parallèlement au développement du microcontrôleur au cours de la création du produit. Ainsi, dans le cadre du développement d’un produit, il arrive souvent que le microcontrôleur doive être développé en l’absence d’un dispositif cible.

Dans ce cas, le logiciel du microcontrôleur est développé en supposant que la carte d’évaluation de microcontrôleur est un appareil cible virtuel.

Principe des cartes d’évaluation de microcontrôleurs

La carte d’évaluation de microcontrôleur contient le matériel minimum requis en tant que composants périphériques du microcontrôleur. Il s’agit notamment d’un circuit de réinitialisation, d’un bouton de réinitialisation et d’un oscillateur pour le circuit émetteur. Le but étant de faire fonctionner le microcontrôleur, d’une DEL à 7 segments ou d’un affichage à cristaux liquides pour vérifier le fonctionnement à l’extrémité du port de sortie, de commutateurs à l’extrémité du port d’entrée, d’un circuit intégré de pilotage de la communication série et d’un connecteur de communication à l’extrémité du port de communication série.

Les émulateurs suivants peuvent être connectés aux cartes d’évaluation de microcontrôleurs :

1. ICE (In Circuit Emurator)

Cet émulateur peut assumer les fonctions d’un CPU et peut être connecté à la carte en cours de développement à la place du CPU pour permettre la vérification du fonctionnement du programme. Comme il n’y a pas de microcontrôleur sur la carte cible, l’ICE lui-même dispose d’une puce d’émulation et d’une mémoire, et la carte cible est responsable du fonctionnement des circuits périphériques.

Des fonctions de débogage avancées telles que le traçage en temps réel peuvent être utilisées. En général, des exemples de programmes permettant de faire fonctionner la carte d’évaluation du microcontrôleur sont souvent inclus.

2. Émulateurs sur puce

Certains microcontrôleurs avec mémoire flash intégrée disposent de modules internes pour le débogage. Des commandes telles que l’exécution du programme peuvent être émises à partir du PC hôte à l’aide de l’environnement de développement intégré, et les commandes de sortie sont converties en instructions par un câble de débogage ou un convertisseur de commandes dans la carte cible.

Comme les commandes converties sont des instructions qui peuvent être interprétées par le module de débogage, les commandes correspondant aux commandes reçues sont envoyées à l’unité centrale pour être exécutées. Un câble ou un dispositif connecté entre le PC hôte et le microcontrôleur cible et doté d’une fonction de convertisseur de commandes est appelé émulateur sur puce.

3. Émulateur JTAG

JTAG est une norme pour le Boundary Scan Test et TAP (Test Access Port) pour le test des circuits intégrés et des cartes. Les émulateurs JTAG sont un type d’émulateur sur puce avec des fonctions de débogage du processeur.

Même sur les cartes avec des boîtiers BGA montés, etc., où il est difficile d’appliquer des sondes sur les bornes, les défauts de montage peuvent être inspectés sans problème. Dans le cadre du développement de produits, il est parfois nécessaire de développer un logiciel de contrôle pour du matériel qui n’est pas monté sur une carte d’évaluation de microcontrôleur.

Dans ce cas, une carte supplémentaire avec le matériel nécessaire est préparée et connectée à la carte d’évaluation demicrocontrôleur. Les méthodes de connexion varient. Dans certains cas, la carte est directement connectée aux ports E/S du microcontrôleur, tandis que dans d’autres cas, elle est connectée via une communication série.

Autres informations sur les cartes d’évaluation de microcontrôleurs

1. Comment utiliser les cartes d’évaluation de microcontrôleurs ?

Les cartes d’évaluation de microcontrôleur peuvent émettre des signaux électriques sur chaque port de sortie en écrivant un programme dans la mémoire morte du microcontrôleur. Outre les ports de sortie, certains produits disposent d’un module de communication réseau intégré, qui peut être utilisé pour les tests de communication.

Le langage de programmation utilisé dépend du produit, mais la plupart des cartes d’évaluation de microcontrôleur peuvent être contrôlées à l’aide du langage C.

2. Cartes d’évaluation de microcontrôleurs FPGA

Les FPGA (Field Programmable Gate Arrays) sont des dispositifs qui peuvent être utilisés pour corriger les erreurs dans les circuits logiques conçus sur place en utilisant le langage matériel.

Langage matériel
Le langage matériel est un langage utilisé pour décrire les circuits semi-conducteurs. Le type de circuit à concevoir et à décrire en langage matériel.

Circuits logiques
Les trois types de circuits logiques les plus élémentaires sont les suivants

• Circuits AND : circuits logiques de produit
• Circuits OR: circuits logiques OR
• Circuits NOT : circuits négatifs

Les circuits logiques suivants sont réalisés en combinant ces trois types de circuits logiques.

• NAND : AND négatif
• NOR : OR négatif
• EXOR : disjonction exclusive.

Ces circuits logiques peuvent être utilisés en les réécrivant en langage matériel.

2. Différence avec les cartes de développement à microcontrôleur

Les cartes de développement à microcontrôleur sont principalement utilisées pour le développement de dispositifs embarqués et de dispositifs IoT, et sont disponibles dans une large gamme de produits allant de 8 à 64 bits, dont certains peuvent être équipés d’un OS en temps réel pour dispositifs embarqués ou d’un OS tel que Linux.

Les principales utilisations faites sont le contrôle des capteurs et des systèmes d’entraînement (moteurs) et le développement de l’IoT (Internet des objets = un système dans lequel les objets sont connectés à l’internet de manière autonome et échangent des informations de contrôle et des collections), qui est actuellement en train de devenir le courant dominant. Les cartes d’évaluation n’étant pas des dispositifs spécifiques à un produit, elles peuvent être utilisées de manière universelle dans une certaine mesure. Elles sont donc utilisées pour tester les programmes et les circuits aux premiers stades du développement.

Qu’est-ce qu’un circuit intégré de mémoire ?

Les circuits intégrés de mémoire sont des dispositifs semi-conducteurs chargés d’enregistrer les données dans les systèmes basés sur des processeurs.

Les circuits intégrés de mémoire peuvent être classés en deux catégories : ROM et RAM. ROM (en anglais : Read Only Memory) est une mémoire qui se limite à la lecture des données écrites au cours de la fabrication. Cependant, la ROM comprend également des dispositifs tels que l’EEPROM et la mémoire flash, où les données peuvent être réécrites.

La RAM (Random Access Memory) est une mémoire qui peut écrire/lire des données à grande vitesse. Elle est limitée aux applications de stockage temporaire de données, car les données enregistrées disparaissent lorsque l’alimentation électrique qui alimente le dispositif est coupée.

Structurellement, il existe deux types de mémoire : la SRAM (Static Random Access Memory) et la DRAM (Dynamic Random Access Memory), dans laquelle le degré d’intégration peut être augmenté.

Utilisations des circuits intégrés de mémoire

Les circuits intégrés de mémoire sont utilisés en combinaison avec les processeurs pour stocker les données du programme et conserver les données pendant les opérations arithmétiques. Les circuits intégrés de mémoire sont toujours installés dans des appareils et des ordinateurs équipés d’un processeur, qu’il s’agisse de téléphones mobiles, de tablettes, de PC ou d’ordinateurs centraux.

En général, la mémoire morte stocke les données du programme et le processeur exécute divers processus en fonction des données du programme. Ce faisant, les données et les informations stockées temporairement sont écrites dans la mémoire vive. Comme les données de la RAM sont fréquemment réécrites, il est important qu’elle fonctionne à grande vitesse.

Les EEPROM, qui font partie de la ROM, sont également utilisées pour écrire des données d’ajustement et d’autres données, en particulier dans les équipements électroniques. La mémoire flash est utilisée comme élément de stockage dans les cartes mémoire et les SSD (Solid State Drives), car elle peut atteindre une grande capacité de mémoire et se caractérise par sa ROM réinscriptible.

Principe des circuits intégrés de mémoire

Les circuits intégrés de mémoire sont généralement équipés d’une zone d’enregistrement dans laquelle de nombreux éléments de mémoire sont disposés de manière ordonnée. On retrouve donc des lignes d’adresse pour spécifier les données des différents éléments de mémoire, des lignes de sortie de signaux pour communiquer les données des éléments de mémoire au monde extérieur et des lignes d’entrée de signaux pour introduire des données en provenance de l’extérieur.

Le processeur utilisé en combinaison avec le circuit intégré de mémoire est également responsable de la gestion de la zone d’enregistrement des données du circuit intégré de la mémoire. Ainsi, lorsque les données requises sont lues, les données de cet élément de stockage sont émises sur la ligne de sortie de signal en manipulant la ligne d’adresse. Pour les données à enregistrer dans la mémoire, la ligne d’adresse est manipulée pour spécifier l’élément d’enregistrement, et les données sont transférées à la ligne d’entrée du signal.

Ce qui précède est le flux des signaux de lecture et d’écriture vers le circuit intégré de la mémoire. Toutefois, la configuration du circuit interne et les méthodes de pilotage des circuits intégrés de mémoire sont complètement différentes selon le type.

Types de circuits intégrés de mémoire

Les circuits intégrés de mémoire peuvent être classés de manière générale en ROM et RAM, chacun ayant plusieurs types.

1. ROM

ROM à masque
Les ROM à masque sont fabriquées à l’aide de masques spécialement conçus pour les données à écrire, et les données sont écrites à l’aide de ces masques au cours du processus de fabrication de l’appareil. Par conséquent, les données écrites ne peuvent pas être modifiées.

PROM (anglais : Programmable Read Only Memory)
Une PROM est une ROM inscriptible/effaçable qui conserve le contenu de sa mémoire même lorsque l’alimentation est coupée.

Il s’agit d’une structure en réseau de MOSFET avec des portes flottantes dans laquelle les données sont écrites à l’aide d’un outil d’écriture dédié. Cependant, elles sont rarement utilisées aujourd’hui en raison de la nécessité d’une irradiation UV pour effacer les données.

On utilise plutôt des EEPROM (PROM effaçable électriquement) et des mémoires flash. Toutes deux peuvent être écrites/effacées en recevant des signaux de commande d’un contrôleur, mais la mémoire flash est devenue largement utilisée dans les cartes mémoire et d’autres dispositifs en raison de sa structure qui permet d’atteindre des capacités de stockage particulièrement importantes.

La présence ou l’absence d’une charge injectée dans la grille flottante du MOSFET détermine si les données sont 0 ou 1. Comme l’injection et l’effacement de cette charge utilisent l’effet tunnel, un circuit d’alimentation haute tension est intégré au circuit intégré.

2. RAM

SRAM
La SRAM utilise des circuits de bascule, etc. comme éléments de stockage, et une fois enregistré, le contenu est conservé tant qu’il est alimenté. Comme elle ne nécessite pas d’opération de rafraîchissement comme une DRAM (voir ci-dessous), elle consomme moins d’énergie qu’une DRAM à capacité de mémoire égale et peut être lue/écrite à grande vitesse.

Toutefois, la structure complexe des éléments de mémoire rend difficile l’obtention d’une densité élevée et le coût de fabrication unitaire est élevé. Elles conviennent donc aux applications où l’économie d’énergie et la vitesse élevée sont importantes et sont souvent utilisées, par exemple, comme mémoire cache à grande vitesse placée à l’intérieur du processeur et de la mémoire principale d’un ordinateur.

DRAM
Les DRAM utilisent un transistor et un condensateur pour enregistrer les données. En d’autres termes, l’état du condensateur avec/sans charge est défini comme une donnée 0/1 et enregistré. Le transistor agit comme un interrupteur pour accumuler la charge dans le condensateur.

La configuration du circuit est simple, de sorte que le niveau d’intégration peut être augmenté, mais même si l’interrupteur est à l’état OFF, la charge s’échappe progressivement du condensateur, de sorte que l’écrasement des données est effectué périodiquement pour empêcher la corruption des données due à la fuite de la charge. C’est ce qu’on appelle une opération de rafraîchissement, une fonction propre aux DRAM.

Qu’est-ce qu’une machine d’enrobage ?

Les machines d’enrobage permettent de recouvrir un objet ou une surface d’une substance spécifique.

L’enrobage consiste à recouvrir la surface d’un objet avec un matériau fixable. Dans le secteur alimentaire, on parle parfois de “coaching”. L’équipement le plus approprié est choisi en fonction de la forme de l’objet, de son matériau et du matériau de revêtement. Dans le cas des machines d’enrobage de couches minces, elles peuvent être petites ou grandes, destinées à la recherche et au développement ou à la production de masse, et dans certains cas, elles peuvent être personnalisées sur commande.

Utilisations des machines d’enrobage

Les machines d’enrobage sont utilisées dans de nombreux domaines, notamment l’automobile, l’aéronautique, l’équipement de précision, le métal, la vaisselle, l’alimentation et les produits médicaux.

Elles sont utilisées pour diverses utilisations, telles que le revêtement en téflon des poêles à frire et autres équipements de transformation des aliments, le revêtement d’agents anti-humidité sur les substrats électroniques dans les automobiles et les avions, les revêtements de transformation des aliments pour les confiseries et les aliments pour animaux de compagnie, et le revêtement des comprimés pharmaceutiques.

Principe de la machine d’enrobage

L’enrobage est un type de traitement de surface et une technologie de formation de film qui fait adhérer un film fin à la surface d’un produit. Il est également connu sous le nom de dépôt en phase vapeur. Dans le processus de dépôt en phase vapeur, le matériau déposé en phase vapeur est évaporé et vaporisé et adhère à la surface du produit pour former une fine pellicule.

En général, le dépôt en phase vapeur peut augmenter la résistance de la surface et conférer au produit des propriétés décoratives, lumineuses (réflexion/transmission) et fonctionnelles. Il existe différents types de matériaux déposés en phase vapeur, tels que l’or, l’argent, l’aluminium, le chrome et la zircone, qui sont évaporés et déposés en couche mince sur la surface du produit.

Types de machine d’enrobage

On retrouve les machines d’enrobage en téflon pour l’enrobage de fluoropolymères, les machines d’enrobage PR pour le revêtement de photorésistances sur des feuilles de cuivre, les machines d’enrobage PVD à base de films de carbone diamantés DLC, les machines d’enrobage alimentaire pour remuer et aromatiser les aliments, les machines d’enrobage ICF pour le revêtement de films de carbone véritable, les machines d’enrobage ICF, DLC utilisant des films de carbone de type diamant etc.. Elles varient en fonction de l’objet à revêtir et du matériau de revêtement.

1. Les machines d’enrobage DLC

Les machines d’enrobage DLC (diamond-like carbon film) utilise un film mince de carbone à structure amorphe (un film avec des liaisons sp3/sp2 de diamant et de graphite). Il peut être revêtu avec une finesse de l’ordre du nanomètre et confère aux objets une dureté et une résistance à l’usure très élevées.

Cette machine d’enrobage est utilisée pour prolonger la durée de vie des outils de coupe, des moules, des poinçons et de diverses pièces de machines. Les outils revêtus peuvent également être utilisés pour améliorer la finition et empêcher le soudage dans l’usinage de l’aluminium. La méthode de revêtement PVD (Physical Vapour Deposition) est exempte d’hydrogène.

Dans le vide, une source d’ions spéciale décompose le C6H6 (benzène) dans le plasma pour former des films de carbone semblables à des diamants. La zone du plasma est contrôlée par une source d’ions multiples et un mécanisme de rotation du substrat, ce qui permet d’obtenir un revêtement uniforme et à forte adhérence, même sur des objets de forme complexe. Il se caractérise par une dureté élevée (dureté micro-Vickers 2 000-4 000) proche de celle du diamant, un faible coefficient de frottement (μ = 0,2 ou moins), une surface lisse et une excellente résistance au soudage et au démoulage.

2. Enrobage en lit fluidisé dans l’industrie alimentaire

Les machines sont utilisées non seulement pour les produits chimiques et les peintures, mais aussi dans l’industrie alimentaire. La machine d’enrobage en lit fluidisé a été développé en appliquant le lit fluidisé d’une polisseuse à tonneaux. La technologie de polissage de la machine est appliquée à la technologie d’enrobage.

Le lit fluidisé est incliné pour permettre le débordement et différents types de flux peuvent être créés. Un revêtement uniforme peut être obtenu en peu de temps, ce qui permet un traitement alimentaire de haute qualité avec un personnel réduit.

3. Machine d’enrobage de substrats

Cette machine permet de revêtir les substrats de matériaux isolants et résistants à l’humidité. Le problème de l’enrobage conventionnel des équipements est que le revêtement est appliqué sur des zones autres que le substrat de l’équipement. Le système d’enrobage de substrats élimine le besoin de masquage et le programme détecte automatiquement la zone à revêtir. La pulvérisation permet un revêtement efficace sur une large zone ou un point précis.

4. Machine d’enrobage de nitrure de titane

Ce système d’enrobage est souvent utilisé pour le revêtement PVD. Il permet un revêtement équilibré lors de l’ajout de dureté et de résistance à la chaleur. Il est particulièrement adapté au revêtement d’outils et de métaux en raison de son excellente résistance à l’usure. En raison de sa forte adhérence, il est parfois utilisé comme couche de base pour d’autres matériaux céramiques.

Il est important de noter que l’objet doit être soigneusement nettoyé avant l’enrobage. La saleté et la rouille de la surface peuvent se combiner avec les composants de l’enrobage, provoquant un écaillage, une réduction de l’adhérence et une décoloration. En outre, les matériaux en résine et autres doivent être manipulés avec précaution car ils sont recouverts d’une couche sous vide à haute température.

Autres informations sur les machines d’enrobage

Caractéristiques de la machine d’enrobage

Le processus de dépôt en phase vapeur se caractérise par le fait qu’il peut être utilisé pour une large gamme de matériaux, y compris les métaux, les matériaux non ferreux tels que l’aluminium et les résines. La galvanoplastie est un traitement de surface typique qui utilise un courant électrique pour effectuer le traitement de surface. Ainsi, même les produits qui ne sont pas conducteurs, tels que l’aluminium et la résine, peuvent être déposés sans appliquer une charge de courant électrique au matériau déposé ou au produit, ce qui réduit la charge sur le produit.

Qu’est-ce qu’une salle blindée ?

Une salle blindée est un local conçu pour bloquer les effets des ondes électromagnétiques et des champs magnétiques externes qui ont un impact négatif sur les équipements électriques et électroniques, et pour empêcher l’émission d’ondes électromagnétiques et de champs magnétiques vers l’extérieur.

Les équipements électroniques qui utilisent de l’électricité génèrent des ondes électromagnétiques, de ce fait les équipements et appareils électroniques sont constamment affectés par divers champs électriques. Ils sont également susceptibles d’avoir un effet sur leur environnement. Le rôle principal d’une salle blindée est d’éliminer les effets de ces ondes électromagnétiques.

Les salles blindées sont recouvertes de matériaux conducteurs tels que le métal ou le grillage. Elles peuvent être construites dans le cadre d’une nouvelle construction ou, dans le cas de bâtiments existants, ou assemblées à partir de panneaux qui peuvent être montés à l’intérieur. La conception de cette salle est basée sur divers facteurs tels que l’environnement, l’utilisation qui va en être faite, le lieu etc.

Utilisations des salles blindées

Les salles blindées sont utilisées lorsqu’il s’agit d’éliminer les effets néfastes des rayonnements électromagnétiques. Les applications spécifiques sont les suivantes :

• Salles de mesure avec des équipements de mesure des champs bio-magnétiques tels que l’IRM, la magnétoencéphalographie et la magnétocardiographie.
• Salles informatiques confidentielles
• Salles de mesure des perturbations électromagnétiques ou laboratoires d’évaluation des signaux sans leurs effets
• Studios d’enregistrement

Elle sont utilisées pour fournir un environnement adéquat au développement de produits ainsi qu’à l’utilisation d’instruments de précision et d’équipements électroniques. Les salles blindées sont également utilisées pour éviter que le bruit électromagnétique (ondes radio non désirées) généré par les équipements et les appareils à l’intérieur de l’installation n’affecte les équipements et les appareils à l’extérieur.

Principe des salles blindées

Le blindage électromagnétique utilise la propriété des matériaux conducteurs, tels que les grillages et les plaques métalliques, pour réfléchir les ondes électromagnétiques. Une pièce recouverte de ces matériaux conducteurs est une pièce blindée électromagnétique.

Lors de la construction d’une salle blindée électromagnétique, il est important non seulement de protéger les ondes électromagnétiques générées dans le local et celles qui sont influencées par l’extérieur, mais aussi de protéger le bruit radioélectrique qui s’échappe des deux côtés. Le blindage des ouvertures (portes, fenêtres, ouvertures de climatisation, etc.) est particulièrement important.

En fonction de l’objectif et de la gamme de fréquences à traiter, les locaux blindés peuvent être classés dans les trois catégories suivantes :

• Pour le blindage électrostatique :
  Les salles blindées sont utilisées pour maintenir un potentiel électrique constant dans la salle. (par exemple, salles EEG, salles de tests auditifs, etc.)
• Pour le blindage magnétique :
  Il s’agit généralement de locaux blindés pour les champs géomagnétiques jusqu’à 10 kHz.
• Pour le blindage électromagnétique planaire :
  Pièces blindées pour les champs électromagnétiques de 10 kHz à 40 GHz. (par exemple, laboratoires de mesure du bruit des équipements électroniques, chambres anéchoïques, studios d’enregistrement, etc.)

Dans les mesures CEM, le terme “blindage” fait souvent référence au blindage électromagnétique. Le blindage électromagnétique est souvent utilisé pour les mesures de CEM et d’immunité des équipements électroniques.

Autres informations sur les salles blindées

1. Différence entre les salles blindées et les chambres anéchoïques

Une salle blindée se caractérise par le blindage de l’ensemble de la salle, jusqu’aux portes, à la climatisation et à l’alimentation électrique, afin de protéger les rayonnements électromagnétiques. En revanche, une chambre anéchoïque est tapissée à l’intérieur d’absorbeurs d’ondes radio afin de supprimer complètement la réflexion des ondes radio.

L’absorbeur d’ondes radio a une forme spongieuse et épineuse et contient de la poudre de carbone et des composants en ferrite. En étalant l’absorbeur sur toute la surface de la pièce, il est possible d’atténuer les ondes électromagnétiques incidentes d’un facteur d’environ 1/100 000. Les ondes électromagnétiques ne peuvent pas exister dans une chambre anéchoïque.

2. Évaluation d’une antenne dans une chambre anéchoïque

Alors que l’objectif principal des salles blindées est d’évaluer la haute qualité du signal cible lui-même en bloquant les interférences et le bruit, les tests de rayonnement des antennes sont souvent effectués dans des chambres anéchoïques, en utilisant la nature non réfléchissante des ondes électromagnétiques.

Les tests de directionnalité des ondes radio sont essentiels pour les communications mobiles, y compris les ondes millimétriques, les radars embarqués et la technologie de détection. Une chambre anéchoïque est un environnement indispensable pour évaluer la forme du faisceau rayonnant d’une antenne et les caractéristiques électriques de l’antenne elle-même.

3. Salles blindées et chambres anéchoïques

Une chambre anéchoïque est un équipement très volumineux et donc coûteux, y compris en termes de maintenance. Dans le cas des salles blindées, le coût de l’absorbeur d’ondes radio est réduit, mais le coût reste considérable, de sorte que les salles blindées sont également largement utilisées, en fonction de l’ampleur de l’évaluation visée.

De même, le type de boîte anéchoïque est également largement utilisé, en fonction de l’application de l’évaluation, en raison de sa taille plus pratique.