Il fut un temps où la notion d'alimentation en électronique était relativement simple : il s'agissait d'un univers isolé dont les limites et les besoins étaient clairs. À l'évidence, ce n'est plus le cas aujourd'hui. L'apparition de nouvelles possibilités a en effet suscité des recherches intenses pour trouver de nouvelles solutions, hors des cadres classiques, et obligé le monde des systèmes d'alimentation à devenir aussi complexe que bien d'autres composants des circuits électroniques actuels. Afin de répondre à une demande croissante de composants et de systèmes modernes dont chaque élément doit être plus intelligent et capable de fonctions plus complexes, de grands fabricants tels qu'Exar Corporation continuent à redéfinir l'équilibre entre simplicité des conceptions et complexité des fonctionnalités dans les systèmes électroniques d'alimentation de pointe. Lors d'une interview récente, Jon Cronk, directeur marketing d'Exar pour les produits d'alimentation électrique, a présenté la dernière gamme de PMIC universels de sa société et exposé le positionnement de l'entreprise sur le marché, aujourd'hui et dans un avenir proche.
Les principales lignes directrices du marché des systèmes d'alimentation sont aujourd'hui la simplicité, la densité, le rendement énergétique et l'intelligence, qui elle-même comprend la télémétrie et la surveillance, le contrôle dynamique et le caractère reconfigurable des systèmes d'alimentation », énumère M. Cronk. Il souligne qu'Exar travaille sur des appareils d'alimentation programmables depuis plus de dix ans, puisque le premier composant a été commercialisé en 2009 et que les plus récents datent du dernier trimestre de l'an dernier. Avec ses dernières productions, Exar soutient sa réputation dans le monde très fréquenté des PMIC « universels », bien que, comme l'explique M. Cronk, ils utilisent le terme « PMIC universel » par ironie puisqu'un PMIC est dédié à un processeur particulier ». Malheureusement, dit-il, tous les processeurs ne font pas la même chose pour tous les clients. « Nos PMIC universels sont aussi spécifiques de certains marchés que les FPGA, ce qui signifient qu'ils peuvent être utilisés pour toutes les sortes de systèmes intégrés imaginables. C'est pourquoi on les trouve aujourd'hui plus largement sur un marché plus global que tous les autres produits. »
Les PMIC d'Exar, qui fournissent une gestion de l'alimentation intelligente, efficace et de haute densité, permettent d'effectuer des opérations d'une grande complexité tout en simplifiant le reste du système. Ces produits conviennent à une grande variété de domaines, depuis les systèmes de téléconférence jusqu'aux caméras IP, en passant par les systèmes audio haut de gamme ou les applications militaires. M. Cronk poursuit en expliquant que la large présence d'Exar sur le marché est un puissant vecteur du succès de la conception de PMIC universels innovants : « Exar est présent dans un éventail d'applications exceptionnellement large, ce qui l'a conduit à commercialiser en novembre le XR77129, le seul composant programmable du marché à boucle de commande numérique capable d'offrir une plage d'entrées de 40 V ». Exar a également lancé cinq modules d'alimentation pour répondre à une double demande croissante de densité et de simplicité, deux qualités qui caractérisent précisément les PMIC universels (le XRP9710 et le XRP9711). « Nous avons aussi commercialisé trois modules d'alimentation qui utilisent un principe exclusif de régulation à temps actif constant, » précise M. Cronk.
Un point de désaccord majeur à l'heure actuelle parmi les professionnels des systèmes d'alimentation avancés est de redéfinir la simplicité idéale dans les systèmes complexes d'aujourd'hui. Comme l'explique M. Cronk, une grande part du travail d'Exar consiste à trouver un équilibre entre simplicité et fonctionnalités évoluées qui permette d'avancer. Par exemple, poursuit-il, « Une conception peut comporter une séquence d'événements et une temporisation sophistiquées, ainsi qu'un système de rapports de défaillances qui répond aux besoins d'une application donnée. C'est là qu'interviennent nos PMIC universels ». Les produits d'Exar démontrent clairement notre souci d'atteindre une simplicité globale, car ils intègrent des outils de conception qui permettent aux utilisateurs d'intégrer facilement des dispositifs universels dans leurs systèmes spécifiques. Comme le résume M. Cronk : « Nous permettons aux clients de modifier plus facilement et plus rapidement ces systèmes d'alimentation afin qu'ils répondent aux besoins de leur FPGA avant que celui-ci puisse être ajouté à la carte ».
M. Cronk cite également un cas particulier qui démontre de façon éclatante les avantages concrets qu'offrent les conceptions adaptables d'Exar. Ainsi qu'il l'explique : « Nous avons pu guider un client qui rencontrait une surtension anormale qui perturbait un large système chargé de faire passer un bit de 0 à 1 dans la configuration de la partie consacrée à la mémoire non volatile, ce qui désactivait immédiatement la protection contre les surtensions. » Le client a ainsi pu supprimer toutes ces pannes d'un jour à l'autre sans qu'Exar ait besoin d'envoyer un technicien sur place. « S'il avait utilisé un contrôleur analogique, quel que soit son type, la surtension est une fonction interne de la puce et le client n'aurait pas pu résoudre son problème », insiste M. Cronk, qui ajoute : « Ce cas montre clairement l'avantage exceptionnel qu'offre la configurabilité à distance inhérente de nos PMIC universels ».
Nous n'avons évidemment pas pu nous retenir de demander à Jon Cronk de nous détailler davantage les caractéristiques de rendement de certaines offres récentes d'Exar. Heureusement, il ne demandait pas mieux. « Nos PMIC affichent aujourd'hui la consommation électrique la plus faible du marché », précise-t-il sans hésiter. « La basse consommation et les modes de charge légers sont l'un des fers de lance du marché mais, si vous regardez nos PMIC, vous verrez que nous sommes les seuls à disposer de ce que l'on appelle le mode PFM numérique, qui réduit la consommation électrique dans les blocs d'alimentation pour de faibles charges afin de réduire fortement les pertes de commutation. » J. Cronk explique comment le XRP7724 d'Exar et son successeur à 40 V, le XR77129, peuvent afficher des taux de rendement supérieurs à 80 % pour des courants de charge aussi faibles que 10 mA sur un rail de 20 A. Conscient qu'il est inutile d'enfoncer le clou lorsque les faits parlent d'eux-mêmes, J. Cronk conclut simplement : « Avec des caractéristiques pareilles, il est clair que les solutions d'Exar offrent de loin les meilleurs rendements du marché pour de faibles charges. »
Résumant certains des points évoqués plus précisément à propos de la gamme de PMIC universels d'Exar, J. Cronk prend encore un instant pour faire remarquer certaines des caractéristiques qui distinguent plus spécifiquement Exar de ses concurrents. « Une des différences essentielles », dit-il, « est que presque tous les autres effectuent leur contrôle avec un ARM, dans un cœur PIC ou DSP exécutant du code. Ces options consomment énormément de puissance, même au repos. » Au lieu d'utiliser un processeur exécutant du code, explique-t-il, Exar emploie une state machine, ce qui permet de réduire les coûts et « d'être sûrs de faire les choses comme il faut dès le départ », avant d'ajouter que « cela divise le courant au repos par un ordre de grandeur. »
Évoquant la diversité des clients qu'Exar espère pouvoir servir et la volonté affirmée de la marque de rendre le PMIC « universel » aussi universel que possible, il explique « que dans certaines petites entreprises, la conception de tout le système repose sur une seule personne qui, en général, ne connaît pas grand-chose aux questions de puissance. » Exar espère que son service rationalisé aidera à simplifier les choses pour ce type de clients, mais il constate aussi que « les gros clients comme Intel, qui ont des compétences très pointues dans ce domaine, restent capables de choisir des produits comme le XRP7724 d'Exar pour alimenter leurs plateformes. C'est d'ailleurs ce qu'il font, par exemple, avec le développement de la plateforme Intel Grantley parce que, surtout à leur niveau, nous offrons le meilleur compromis du moment entre les coûts et la télémétrie. »
Il est globalement vrai que les systèmes d'alimentation pouvaient autrefois remplir efficacement leur rôle en se contentant de fournir de la puissance et de répondre à des besoins d'échelle. Aujourd'hui, J. Cronk insiste sur l'importance de l'intelligence, même au niveau des composants. « Avec nos PMIC universels et d'autres produits programmables comparables, nous disposons aujourd'hui d'un système d'alimentation que l'ingénieur logiciel peut manipuler. Si votre système d'alimentation n'est pas à la portée de votre ingénieur logiciel, alors ce composant matériel de votre carte ne vous permet pas de démarquer votre produit », insiste-t-il. Heureusement, dans un univers plein de possibilités, Exar reste à la pointe du combat pour que « l'universel » fonctionne à l'échelle du particulier.