Microcontrôleur et processeur

Les microcontrôleurs et les processeurs sont des appareils semiconducteurs contenant une unité de traitement centrale (CPU) et d'autres circuits de support. Ils sont utilisés dans les ordinateurs et produits similaires dans lesquels un calcul est requis (un téléphone portable par exemple). On les retrouve de nos jours dans une large gamme de produits, des fours à micro-ondes aux satellites, et sont généralement intégrés à un circuit appelé la carte numérique, la carte principale, le contrôleur ou la carte mère.
Un microcontrôleur est un type spécifique de puce orientée CPU généralement conçue pour des applications intégrées en fonction du coût, de la consommation électrique et de la taille. Il tend à intégrer une mémoire pour l'exécution de son code d'application, ainsi que des périphériques embarqués comme des ports série, des minuteurs et des sorties numériques PWM. De nombreux microcontrôleurs intègrent un stockage non volatile (EEPROM et flash) pour stocker leur code même lorsqu'ils sont hors tension. Ils offrent généralement des performances de traitement inférieures, des taux d'horloge de cycle d'instruction CPU inférieurs et incluent des jeux d'instructions 8, 16 ou 32 bits. Les microcontrôleurs tendent à cibler un marché spécifique du fait qu'ils intègrent des fonctions périphériques répondant aux besoins de ce type de produit.
Un processeur est plus généralement appelé un microprocesseur. Il se distingue d'un microcontrôleur par le fait qu'il cible la performance plutôt que l'application. Il tend à intégrer moins de périphériques qu'un microcontrôleur et à inclure une fonction interne d'accélération des algorithmes logiciels pouvant être exécutés sur ce type de microprocesseur. Il peut s'agir d'un cache mémoire interne, d'un bus de données complexes et d'instruction, d'unités d'instructions internes complexes (pipelines), d'unités d'instructions arithmétiques (ALU) et de circuits de superviseur. Les microprocesseurs actuels peuvent intégrer des accélérateurs matériels pour des algorithmes spécifiques (codecs vidéo H.264 par exemple) ou le traitement graphique. Ils peuvent même traiter des jeux d'instructions et des interfaces spéciaux pour les architectures à plusieurs processeurs. Les jeux d'instructions peuvent être 32, 64, voire des jeux d'instructions à très longs mots de plusieurs centaines de bits.
Grâce aux téléphones portables et aux tableaux, les processeurs actuels réduisent l'écart entre microcontrôleurs et microprocesseurs. Nombre de processeurs à très faible puissance offrent désormais de hauts niveaux d'intégration périphérique et peuvent même être proposés dans des configurations à plusieurs processeurs. À mesure que la technologie évolue, et avec la demande croissante de systèmes hautement intégrés plus petits, cette tendance ne peut que se développer. Toutefois, le marché des puces de traitement dédiées existera toujours pour les produits dans lesquels la performance est essentielle et où l'architecture d'un système sur plusieurs appareils (pour la gestion de la dissipation thermique ou de la flexibilité de l'application par exemple) sera toujours nécessaire.