Il n'y a pas si longtemps, les systèmes intégrés étaient coûteux et complexes, ce qui limitait leur utilisation à des applications très sophistiquées comme les systèmes de contrôle des fusées. Les microcontrôleurs (MCU) intégrés économiques semblent désormais être présents partout, des moniteurs de santé portés au poignet aux drones contrôlés par téléphone. En plus d'accroître rapidement le nombre de produits électroniques grand public, les applications industrielles comme les systèmes de contrôle de véhicule, et les nouveaux appareils intelligents connectés, comme les compteurs électriques intelligents, reposent sur des logiciels et des MCU intégrés.
En fait, même si plus de 6 milliards de nouveaux microprocesseurs sont utilisés chaque année, environ 100 millions de ces dispositifs seulement (moins de 2 pour cent) sont utilisés dans des ordinateurs à usage général. Les autres sont présents dans nos cuisines (machines à pain, robots culinaires et fours micro-onde), nos salons (télévisions, systèmes stéréo, et télécommandes) et nos lieux de travail (télécopieurs, récepteurs de poche, imprimantes laser, caisses enregistreuses et lecteurs de cartes bancaires). Une étude suggère que ce marché croissant et étendu des systèmes intégrés atteindra 194,27 milliards de dollars d’ici 2018.
Les MCU contribuent également à développer le marché des systèmes intégrés en raison de leur faible coût, de leur très basse consommation et de leur efficacité accrue. Ces fonctionnalités permettent non seulement aux ingénieurs d’application de créer de nouveaux types d’applications alimentées sur batterie, mais rend également possible l’ajout d’une nouvelle fonctionnalité, comme des interfaces tactiles capacitives ou une connectivité sans fil, à leurs produits.
Atmel® s’est rendu compte très tôt au cours de l’évolution du secteur des systèmes intégrés que les MCU deviendraient omniprésents. L’entreprise a donc beaucoup investi dans la recherche et le développement pour améliorer ses technologies de traitement intégrées. Cette anticipation a permis à Atmel de devenir l’un des principaux fabricants de microcontrôleurs dans le monde. Atmel a beaucoup fait pour encourage le développement et l’adoption de nouveaux appareils prêts pour l’Internet des objets (IoT), et a occupé très tôt une place prépondérante sur le marché IoT. Cette approche a permis de considérablement améliorer les architectures MCU basées sur ARM® Atmel AVR® et Atmel ǀ SMART.
De l’application la plus simple, comme la commande d’une porte de garage, à un système automobile embarqué robuste et sécurisé, le grand portefeuille de MCU Atmel fournit de nombreuses options pour toutes les applications, 8 ou 32 bits. Ces MCU fournissent des performances et une efficacité énergétique leaders du secteur.
Les appareils sont non seulement conçus pour fonctionner ensemble, mais sont également connectés de manière transparente via un écosystème Atmel et des technologies tierces. Atmel Studio, l’environnement de développement intégré (EDI)
gratuit qui fonctionne de manière transparente sur toutes les architectures Atmel 8 et 32 bits complète ce portefeuille. Par exemple, les concepteurs peuvent facilement ajouter une connectivité sans fil aux conceptions existantes ou la prévoir dans leurs versions futures. Ou bien ils peuvent tirer parti des technologies de chiffrement CryptoAuthentication™ intégrées ou externes pour garantir l’adéquation de leurs conceptions avec les besoins croissants de sécurité.
Outre les outils gratuits comme Atmel Studio, Atmel dispose d’un écosystème étendu de partenaires commerciaux proposant des outils de développement et de débogage pris en charge professionnellement, des solutions RTOS et middleware, et des services de conception. L’accès à cette large gamme d’outils de développement commercial ainsi qu’aux canaux de support dédiés et aux délais de réponse garantis contribue à réduire considérablement le délai de commercialisation.
La technologie Atmel AVR est l’une des principales architectures 8 bits du secteur. Optimisée pour réduire le délai de commercialisation, elle est basée sur l’architecture de code la plus efficace pour la programmation en C et
assembly. Aucun autre MCU 8 bits n’offre de telles performances de calcul en consommant si peu d’électricité. En fait, les appareils AVR fonctionnent à près de 1 MIPS (million d’instructions par seconde) par MHz.
L’architecture AVR est également devenue synonyme de facilité d’utilisation, rendant les appareils AVR particulièrement attrayants pour les étudiants et les amateurs souhaitant se former aux architectures informatiques et à la programmation intégrée. Le cœur de processeur AVR a été l’un des premiers microcontrôleurs à utiliser une puce Flash pour le stockage de la mémoire de programme. De plus, l’architecture AVR permet la reprogrammation en système. Depuis l’introduction du cœur AVR en 1997, sa facilité d’utilisation en a fait le moteur de traitement privilégié pour une grande variété d’applications. Il est également utilisé dans une multitude de projets intégrés au sein d’universités et de projets Maker, partout dans le monde. Le choix d’utiliser AVR pour la plateforme de développement open-source connue Arduino témoigne lui aussi de la réussite de l’architecture. Enfin, le nombre de projets financés par crowdfunding et initiés à partir d’un appareil Atmel AVR augmente quotidiennement.
En plus des MCU à usage général, Atmel propose un large éventail d’appareils dédiés reposant sur AVR adaptés à des applications comme l’éclairage, les batteries intelligentes, les applications industrielles et l’automobile. Le sans fil est le principal domaine d’application, et celui qui croît le plus rapidement. En fait, la RF s’impose rapidement comme périphérique standard dans les MCU Atmel de toutes tailles et toutes largeurs de bande passante.
L’un des principaux motifs du choix des appareils Atmel AVR est non seulement leur grande facilité d’utilisation mais également la très faible consommation d’énergie des MCU. Grâce à leur conception basée sur un code efficace et leur exécution en un seul cycle, ils fournissent également un traitement supérieur à celui des produits 8 bits comparables. Il est important de noter que le code défini dans l’architecture AVR a été optimisé dès le départ pour le langage C plutôt que pour le langage assembly. Cela s’explique en partie par le fait que la conception AVR a été inventée après que le langage C s’impose comme la norme de facto pour le développement intégré. En fait, les créateurs d’origine de la technologie AVR ont travaillé en étroite collaboration avec les rédacteurs de compilateurs d’IAR Systems, le leader suédois de la création de compilateurs et débogueurs C et C++, pour garantir que le jeu d’instructions fourni permet une compilation plus efficace des langages de haut niveau. Cette collaboration a été essentielle à l’optimisation des instructions pour C, et offre aux utilisateurs la capacité d’écrire les instructions dans deux emplacements, rendant possible l’exécution en un seul cycle de la récupération (à la fois du fichier exe et des données, pour l’exécution et la réécriture).
Atmel continue à améliorer le portefeuille AVR en apportant constamment des innovations et des améliorations. Par exemple, la basse consommation leader du secteur des appareils AVR résulte non seulement de la conception efficace de l’architecture mais également de fonctionnalités comme le système d’événements Atmel unique, qui permet aux périphériques de communiquer directement les uns avec les autres sans utiliser les ressources du CPU ou du bus.
Les situations comme celles-ci imposent la migration vers une architecture de processeurs 32 bits comme la famille de processeurs ARM Cortex®. Les concepteurs souhaitent parfois migrer plus tôt vers une architecture 32 bits, avant de manquer de puissance dans une
architecture 8 bits, simplement pour tester la capacité d’adaptation de leur produit. En effet, certains fabricants ne permettent pas de réutiliser le code 8 bits lorsque la conception évolue vers l’architecture 32 bits.
Combinant performances leaders du secteur et efficacité énergétique, les MCU Atmel | SMART basés sur ARM reposent sur des décennies d’innovation et de nouveautés, notamment la première mémoire Flash sur puce. Ils offrent la facilité d’utilisation de l’architecture 8 bits dans un MCU 32 bits et sont présents aussi bien dans les appareils d’entrée de gamme que dans les produits Flash hautement intégrés avec connectivité étendue, interfaces améliorées et sécurité renforcée. Ces MCU Atmel avancés basés sur ARM sont conçus pour optimiser le contrôle des systèmes et la gestion de l’interface utilisateur.
Lorsque les conceptions nécessitent une puissance de traitement supérieure, ces puces multiplient par plus de 10 les performances des MCU 8 bits. Pourtant, ces puces 32 bits fonctionnent à une basse consommation exceptionnelle. En fait, le modèle Atmel | SMART SAM L21 ultra basse consommation est le MCU 32 bits basé sur ARM consommant le moins d’énergie au monde.
Quels sont les avantages de la basse consommation dans les applications actuelles ? Un appareil portable pourvu de fonctions tactiles de base ou des capteurs adaptés à l’Internet des objets, par exemple, peuvent fonctionner pendant plus d’une décennie sur une seule batterie. Le SAM L21 utilise moins d’un tiers de la consommation d’énergie nécessaire aux solutions concurrentes et peut s’exécuter en mode actif jusqu’à un minimum de 35 uA/MHz et conserver 32 Ko de mémoire Flash tout en exécutant une horloge en temps réel à 940 nA. Il parvient de manière unique à cette ultra basse consommation en mode actif sans avoir à limiter la taille de la mémoire Flash ou SRAM, ce qui le rend idéal pour l’IoT, les bracelets connectés, les compteurs communicants, les périphériques d’interface humaine (HID) et d’autres applications alimentées sur batterie nécessitant des mémoires embarquées de grande capacité. Pour alléger la charge sur le CPU, les tâches intensives de calcul comme la fonction tactile capacitive ont été distribuées vers des périphériques autonomes plus intelligents. Pour simplifier davantage le flux du programme et réduire la consommation d’énergie, ces périphériques sont interconnectés avec des systèmes de gestion des événements et de sortie de veille pour activer le fonctionnement sans intervention du CPU.
À l’instar de l’architecture Atmel AVR, l’architecture ARM est basée sur une architecture RISC (à jeu d’instructions réduit) qui nécessite considérablement moins de transistors que les architectures existantes telles que MIPS. Elle offre de nombreux avantages, comme une taille de programme réduite et un délai de développement logiciel plus court.
Par ailleurs, Atmel a amélioré ses produits basés sur ARM avec un nombre unique d’innovations telles que le module SERCOM qui permet aux concepteurs de combiner jusqu’à cinq USART. Cette fonctionnalité réduit non seulement les coûts de nomenclature mais offre également une plus grande flexibilité de disposition.
Les MCU Atmel ǀ SMART basés sur ARM sont évolutifs, compatibles, économes en énergie et faciles à utiliser. Pour les clients Atmel, ils présentent également l’avantage non négligeable de faciliter la réutilisation des logiciels, ce qui simplifie non seulement la migration entre les différents modèles de la gamme Atmel | SMART mais également celle des MCU Atmel AVR 8 bits vers les appareils 32 bits de la gamme Atmel | SMART, comme le microcontrôleur SAM D21 basé sur Cortex-M0+.
L’environnement technologique dynamique dont profitent les cœurs ARM présente un autre avantage majeur. L’utilisation des processeurs d’architecture ARM dans les smartphones et les tablettes type iPad, Android et Windows RT est responsable d’une nouvelle forme de concurrence proposant des innovations plus rapides, ainsi que d’un réseau solide de groupes d’utilisateurs et de partenaires technologiques de classe mondiale prenant en charge ces systèmes.
Les MCU Atmel | SMART sont également pris en charge par un écosystème de classe mondiale avec une liste étendue de partenaires, d’outils complets et de logiciels, notamment le logiciel Atmel Studio gratuit. Cela signifie que les concepteurs n’ont pas à se reposer sur un fournisseur tiers.
Le portefeuille offre différents modèles en fonction des besoins des clients, des appareils d’entrée de gamme (comme le SAM D10) aux MCU dotés de fonctionnalités plus nombreuses (comme le SAM D21). Par ailleurs, ces appareils utilisent tous une chaîne d’outils, une architecture et un code identiques, facilitant la migration à travers les différents modèles de la gamme et la réutilisation du code.
Enfin, ces appareils sont proposés dans différents formats, y compris le WLCSP (Wafer Level Chip Scale Package) le plus petit au monde. En outre, le pas de balle de 0,454 mm a une taille très avantageuse pour les périphériques mobiles et les appareils portables. Son format unique sans capuchon maximise également le nombre de broches d’E/S car le régulateur IDO et les broches de réinitialisation peuvent être reconfigurées pour fonctionner comme des broches d’E/S.
Les MCU contribuent également à développer le marché des systèmes intégrés en raison de leur faible coût, de leur très basse consommation et de leur efficacité accrue. Ces fonctionnalités permettent non seulement aux ingénieurs d’application de créer de nouveaux types d’applications alimentées sur batterie, mais rend également possible l’ajout d’une nouvelle fonctionnalité, comme des interfaces tactiles capacitives ou une connectivité sans fil, à leurs produits.
Atmel® s’est rendu compte très tôt au cours de l’évolution du secteur des systèmes intégrés que les MCU deviendraient omniprésents. L’entreprise a donc beaucoup investi dans la recherche et le développement pour améliorer ses technologies de traitement intégrées. Cette anticipation a permis à Atmel de devenir l’un des principaux fabricants de microcontrôleurs dans le monde. Atmel a beaucoup fait pour encourage le développement et l’adoption de nouveaux appareils prêts pour l’Internet des objets (IoT), et a occupé très tôt une place prépondérante sur le marché IoT. Cette approche a permis de considérablement améliorer les architectures MCU basées sur ARM® Atmel AVR® et Atmel ǀ SMART.
De l’application la plus simple, comme la commande d’une porte de garage, à un système automobile embarqué robuste et sécurisé, le grand portefeuille de MCU Atmel fournit de nombreuses options pour toutes les applications, 8 ou 32 bits. Ces MCU fournissent des performances et une efficacité énergétique leaders du secteur.
Les appareils sont non seulement conçus pour fonctionner ensemble, mais sont également connectés de manière transparente via un écosystème Atmel et des technologies tierces. Atmel Studio, l’environnement de développement intégré (EDI)
gratuit qui fonctionne de manière transparente sur toutes les architectures Atmel 8 et 32 bits complète ce portefeuille. Par exemple, les concepteurs peuvent facilement ajouter une connectivité sans fil aux conceptions existantes ou la prévoir dans leurs versions futures. Ou bien ils peuvent tirer parti des technologies de chiffrement CryptoAuthentication™ intégrées ou externes pour garantir l’adéquation de leurs conceptions avec les besoins croissants de sécurité.
Outre les outils gratuits comme Atmel Studio, Atmel dispose d’un écosystème étendu de partenaires commerciaux proposant des outils de développement et de débogage pris en charge professionnellement, des solutions RTOS et middleware, et des services de conception. L’accès à cette large gamme d’outils de développement commercial ainsi qu’aux canaux de support dédiés et aux délais de réponse garantis contribue à réduire considérablement le délai de commercialisation.
Innovation 8 bits
Dans la mesure où les applications ne nécessitent pas de calculs intensifs, les MCU 8 bits assurent un traitement haute performance peu gourmand en énergie, ce qui explique leur succès non négligeable sur quasiment l’ensemble des segments de marché. Selon IC Insights, les MCU 8 bits représenteront 28 % des unités vendues d’ici 2017.La technologie Atmel AVR est l’une des principales architectures 8 bits du secteur. Optimisée pour réduire le délai de commercialisation, elle est basée sur l’architecture de code la plus efficace pour la programmation en C et
assembly. Aucun autre MCU 8 bits n’offre de telles performances de calcul en consommant si peu d’électricité. En fait, les appareils AVR fonctionnent à près de 1 MIPS (million d’instructions par seconde) par MHz.
L’architecture AVR est également devenue synonyme de facilité d’utilisation, rendant les appareils AVR particulièrement attrayants pour les étudiants et les amateurs souhaitant se former aux architectures informatiques et à la programmation intégrée. Le cœur de processeur AVR a été l’un des premiers microcontrôleurs à utiliser une puce Flash pour le stockage de la mémoire de programme. De plus, l’architecture AVR permet la reprogrammation en système. Depuis l’introduction du cœur AVR en 1997, sa facilité d’utilisation en a fait le moteur de traitement privilégié pour une grande variété d’applications. Il est également utilisé dans une multitude de projets intégrés au sein d’universités et de projets Maker, partout dans le monde. Le choix d’utiliser AVR pour la plateforme de développement open-source connue Arduino témoigne lui aussi de la réussite de l’architecture. Enfin, le nombre de projets financés par crowdfunding et initiés à partir d’un appareil Atmel AVR augmente quotidiennement.
En plus des MCU à usage général, Atmel propose un large éventail d’appareils dédiés reposant sur AVR adaptés à des applications comme l’éclairage, les batteries intelligentes, les applications industrielles et l’automobile. Le sans fil est le principal domaine d’application, et celui qui croît le plus rapidement. En fait, la RF s’impose rapidement comme périphérique standard dans les MCU Atmel de toutes tailles et toutes largeurs de bande passante.
L’un des principaux motifs du choix des appareils Atmel AVR est non seulement leur grande facilité d’utilisation mais également la très faible consommation d’énergie des MCU. Grâce à leur conception basée sur un code efficace et leur exécution en un seul cycle, ils fournissent également un traitement supérieur à celui des produits 8 bits comparables. Il est important de noter que le code défini dans l’architecture AVR a été optimisé dès le départ pour le langage C plutôt que pour le langage assembly. Cela s’explique en partie par le fait que la conception AVR a été inventée après que le langage C s’impose comme la norme de facto pour le développement intégré. En fait, les créateurs d’origine de la technologie AVR ont travaillé en étroite collaboration avec les rédacteurs de compilateurs d’IAR Systems, le leader suédois de la création de compilateurs et débogueurs C et C++, pour garantir que le jeu d’instructions fourni permet une compilation plus efficace des langages de haut niveau. Cette collaboration a été essentielle à l’optimisation des instructions pour C, et offre aux utilisateurs la capacité d’écrire les instructions dans deux emplacements, rendant possible l’exécution en un seul cycle de la récupération (à la fois du fichier exe et des données, pour l’exécution et la réécriture).
Atmel continue à améliorer le portefeuille AVR en apportant constamment des innovations et des améliorations. Par exemple, la basse consommation leader du secteur des appareils AVR résulte non seulement de la conception efficace de l’architecture mais également de fonctionnalités comme le système d’événements Atmel unique, qui permet aux périphériques de communiquer directement les uns avec les autres sans utiliser les ressources du CPU ou du bus.
L’écosystème du secteur encourage le développement de MCU 32 bits de pointe
Dans la mesure où les produits de consommation et les applications industrielles gagnent en complexité et intègrent des fonctionnalités plus avancées comme les interfaces tactiles et la connectivité sans fil, les besoins en performance et en évolutivité sont de plus en plus pressants. Dans une application simple comme un capteur de niveau d’eau, par exemple, un MCU 8 bits peut offrir la combinaison coût réduit/performance idéale. Toutefois, lorsque plusieurs capteurs de niveau d’eau sont utilisés et reliés via une application Cloud, les besoins de la conception sont plus complexes. La connexion àInternet nécessite une puissance suffisante pour exécuter une pile TCIP. Le protocole TCIP est compliqué et requiert une mise en tampon dans la RAM, d’où la nécessité d’une mémoire Flash et d’une RAM plus volumineuses. Il est également nécessaire de sécuriser le chiffrement du trafic de données vers et à partir du réseau. En outre, un grand nombre de conceptions nécessitent des interfaces tactiles capacitives reposant sur une puissance de traitement supérieure.
Les situations comme celles-ci imposent la migration vers une architecture de processeurs 32 bits comme la famille de processeurs ARM Cortex®. Les concepteurs souhaitent parfois migrer plus tôt vers une architecture 32 bits, avant de manquer de puissance dans une
architecture 8 bits, simplement pour tester la capacité d’adaptation de leur produit. En effet, certains fabricants ne permettent pas de réutiliser le code 8 bits lorsque la conception évolue vers l’architecture 32 bits.
Combinant performances leaders du secteur et efficacité énergétique, les MCU Atmel | SMART basés sur ARM reposent sur des décennies d’innovation et de nouveautés, notamment la première mémoire Flash sur puce. Ils offrent la facilité d’utilisation de l’architecture 8 bits dans un MCU 32 bits et sont présents aussi bien dans les appareils d’entrée de gamme que dans les produits Flash hautement intégrés avec connectivité étendue, interfaces améliorées et sécurité renforcée. Ces MCU Atmel avancés basés sur ARM sont conçus pour optimiser le contrôle des systèmes et la gestion de l’interface utilisateur.
Lorsque les conceptions nécessitent une puissance de traitement supérieure, ces puces multiplient par plus de 10 les performances des MCU 8 bits. Pourtant, ces puces 32 bits fonctionnent à une basse consommation exceptionnelle. En fait, le modèle Atmel | SMART SAM L21 ultra basse consommation est le MCU 32 bits basé sur ARM consommant le moins d’énergie au monde.
Quels sont les avantages de la basse consommation dans les applications actuelles ? Un appareil portable pourvu de fonctions tactiles de base ou des capteurs adaptés à l’Internet des objets, par exemple, peuvent fonctionner pendant plus d’une décennie sur une seule batterie. Le SAM L21 utilise moins d’un tiers de la consommation d’énergie nécessaire aux solutions concurrentes et peut s’exécuter en mode actif jusqu’à un minimum de 35 uA/MHz et conserver 32 Ko de mémoire Flash tout en exécutant une horloge en temps réel à 940 nA. Il parvient de manière unique à cette ultra basse consommation en mode actif sans avoir à limiter la taille de la mémoire Flash ou SRAM, ce qui le rend idéal pour l’IoT, les bracelets connectés, les compteurs communicants, les périphériques d’interface humaine (HID) et d’autres applications alimentées sur batterie nécessitant des mémoires embarquées de grande capacité. Pour alléger la charge sur le CPU, les tâches intensives de calcul comme la fonction tactile capacitive ont été distribuées vers des périphériques autonomes plus intelligents. Pour simplifier davantage le flux du programme et réduire la consommation d’énergie, ces périphériques sont interconnectés avec des systèmes de gestion des événements et de sortie de veille pour activer le fonctionnement sans intervention du CPU.
À l’instar de l’architecture Atmel AVR, l’architecture ARM est basée sur une architecture RISC (à jeu d’instructions réduit) qui nécessite considérablement moins de transistors que les architectures existantes telles que MIPS. Elle offre de nombreux avantages, comme une taille de programme réduite et un délai de développement logiciel plus court.
Par ailleurs, Atmel a amélioré ses produits basés sur ARM avec un nombre unique d’innovations telles que le module SERCOM qui permet aux concepteurs de combiner jusqu’à cinq USART. Cette fonctionnalité réduit non seulement les coûts de nomenclature mais offre également une plus grande flexibilité de disposition.
Les MCU Atmel ǀ SMART basés sur ARM sont évolutifs, compatibles, économes en énergie et faciles à utiliser. Pour les clients Atmel, ils présentent également l’avantage non négligeable de faciliter la réutilisation des logiciels, ce qui simplifie non seulement la migration entre les différents modèles de la gamme Atmel | SMART mais également celle des MCU Atmel AVR 8 bits vers les appareils 32 bits de la gamme Atmel | SMART, comme le microcontrôleur SAM D21 basé sur Cortex-M0+.
L’environnement technologique dynamique dont profitent les cœurs ARM présente un autre avantage majeur. L’utilisation des processeurs d’architecture ARM dans les smartphones et les tablettes type iPad, Android et Windows RT est responsable d’une nouvelle forme de concurrence proposant des innovations plus rapides, ainsi que d’un réseau solide de groupes d’utilisateurs et de partenaires technologiques de classe mondiale prenant en charge ces systèmes.
Les MCU Atmel | SMART sont également pris en charge par un écosystème de classe mondiale avec une liste étendue de partenaires, d’outils complets et de logiciels, notamment le logiciel Atmel Studio gratuit. Cela signifie que les concepteurs n’ont pas à se reposer sur un fournisseur tiers.
Le portefeuille offre différents modèles en fonction des besoins des clients, des appareils d’entrée de gamme (comme le SAM D10) aux MCU dotés de fonctionnalités plus nombreuses (comme le SAM D21). Par ailleurs, ces appareils utilisent tous une chaîne d’outils, une architecture et un code identiques, facilitant la migration à travers les différents modèles de la gamme et la réutilisation du code.
Enfin, ces appareils sont proposés dans différents formats, y compris le WLCSP (Wafer Level Chip Scale Package) le plus petit au monde. En outre, le pas de balle de 0,454 mm a une taille très avantageuse pour les périphériques mobiles et les appareils portables. Son format unique sans capuchon maximise également le nombre de broches d’E/S car le régulateur IDO et les broches de réinitialisation peuvent être reconfigurées pour fonctionner comme des broches d’E/S.