Qu’est-ce qu’un microcontrôleur 32 bits ?
Un microcontrôleur 32 bits est un microcontrôleur dont le code d’instruction a une largeur maximale de 32 bits et dont les données à traiter ont une largeur de 4 à 32 bits.
Ils sont fabriqués sous forme de puces semi-conductrices et, outre les microcontrôleurs 32 bits, il existe des microcontrôleurs 4 bits, 8 bits et 16 bits, ceux de 32 bits se situant au sommet de la gamme et disposant d’une puissance de traitement extrêmement élevée.
Utilisations des microcontrôleurs 32 bits
Comme de nombreux appareils ménagers sont étiquetés comme étant “équipés de microcontrôleurs”, ils sont utilisés dans une très large gamme de produits électriques modernes, y compris ceux utilisés dans les utilisations industrielles. Un microcontrôleur de 4 bits est utilisé pour les affichages LED indiquant l’état de fonctionnement, un microcontrôleur de 8 bits pour le contrôle des produits blancs, un microcontrôleur de 16 bits pour les produits télécommandés, et ainsi de suite, en fonction des performances requises.
Les micro-ordinateurs 32 bits, qui ont le plus haut niveau de performance de traitement, sont utilisés dans les situations où de grandes quantités de données sont traitées à grande vitesse ou lorsque des traitements complexes sont effectués à grande vitesse, comme le traitement d’images pour les téléviseurs et les DVD, la communication de données dans les équipements de communication, le contrôle du moteur et de la conduite dans les automobiles, ainsi que la reconnaissance d’images et le contrôle des mouvements dans les robots.
Principe des micro-ordinateurs 32 bits
De nombreux microcontrôleurs 32 bits sont équipés non seulement de circuits périphériques standard, mais aussi de circuits de traitement spécialisés pour des utilisations spécifiques, dans la mesure où un traitement complexe et à grande vitesse est nécessaire.
Par exemple, les utilisations liées au traitement de l’image telles que la télévision, les DVD et la reconnaissance d’images nécessitent un grand nombre d’opérations de somme de produits. Étant donné que l’exécution de ces opérations dans un logiciel nécessite un grand nombre d’étapes et prend énormément de temps, des circuits dédiés au traitement à grande vitesse dans le matériel sont intégrés afin d’augmenter la vitesse.
En somme, dans les utilisations liées à la communication, un circuit dédié appelé UART, qui convertit les données sérielles et parallèles, est installé pour traiter les données dans lesquelles différents protocoles de communication sont mélangés.
Ainsi, les microcontrôleurs 32 bits sont également appelés LSI système parce qu’ils effectuent des traitements complexes à grande vitesse sur une seule puce en incorporant des circuits dédiés à différentes utilisations.
Aujourd’hui, les progrès de la technologie des semi-conducteurs ont permis d’intégrer un milliard de transistors sur une seule puce semi-conductrice. Par conséquent, les smartphones et autres appareils peuvent intégrer plusieurs circuits dédiés et cœurs de CPU sur une seule puce et exécuter des applications développées par l’utilisateur, et la frontière entre les microcontrôleurs et les processeurs est de plus en plus floue.
Autres informations sur les microcontrôleurs 32 bits
1. Caractéristiques des microcontrôleurs 32 bits
Les microcontrôleurs 32 bits sont disponibles avec des instructions de longueur fixe de 32 bits ou de longueur variable de 4~32 bits, en fonction de l’architecture du CPU (anglais : Central Processing Unit), l’unité centrale de traitement. Les instructions de longueur variable réduisent la taille du programme.
Comme le nom du contrôleur l’indique, les microcontrôleurs sont utilisés pour contrôler divers appareils et sont destinés à des utilisationss limitées, contrairement aux microprocesseurs des serveurs, PC, etc. qui sont utilisés pour des utilisations générales.
Une autre différence entre les microprocesseurs et les microcontrôleurs est l’accent mis sur les performances en temps réel. Le système d’exploitation utilisé dans les microprocesseurs 32 bits est un système d’exploitation en temps réel qui diffère du système d’exploitation Windows normal, par exemple. Un système d’exploitation en temps réel typique est uITRON, issu du projet japonais TRON.
Dans un microcontrôleur 32 bits, divers circuits de minuterie/compteur, convertisseurs A/N, convertisseurs N/A, circuits de port E/S, circuits de pilote LCD, circuits de mémoire, etc. sont intégrés sur la même puce semi-conductrice avec un CPU 32 bits comme noyau.
2. À propos du noyau ARM
Le cœur d’un microcontrôleur 32 bits est le cœur de l’unité centrale, qui influence grandement les performances de traitement et la facilité d’utilisation, dont le cœur ARM est le plus représentatif.
Le cœur ARM est le cœur du microcontrôleur que l’on trouve dans la plupart des smartphones et des appareils informatiques pour iOS et Android. Il a été développé par ARM, une société fondée au Royaume-Uni en 1990. Il s’agit d’un noyau d’unité centrale doté d’une architecture de jeu d’instructions concis à longueur fixe, mais qui possède également les caractéristiques d’un jeu d’instructions à longueur variable. Sa structure de circuit simple lui permet de s’adapter facilement aux progrès de la miniaturisation des semi-conducteurs, et il se caractérise par sa faible consommation d’énergie et sa puissance de traitement élevée.
Une faible consommation d’énergie est essentielle pour les appareils mobiles qui nécessitent des batteries et pour les équipements industriels qui fonctionnent en permanence, et l’arrivée de l’ère IoT, dans laquelle divers objets sont connectés au réseau, a accéléré la demande de microcontrôleurs ayant à la fois une faible consommation d’énergie et des performances élevées.
Les cœurs ARM ont fait l’objet d’une licence au niveau de l’architecture et des circuits, et ont été introduits dans de nombreuses entreprises, principalement dans les PC mobiles et les smartphones, augmentant rapidement leur part de marché.