Microchip Technology bij TME – 32-bits microcontrollers
Microchip Technology bij TME – 32-bits microcontrollersDatum van publicatie: 28-10-2026 🕒 6 min leestijd
In moderne apparaten, zowel thuis als in de industrie, fungeert de microcontroller steeds vaker als het elektronische brein. Deze oplossing is doorgaans veel voordeliger dan het creëren van een gespecialiseerde ASIC-chip, die is ontworpen voor een specifieke taak. Dit betekent dat microcontrollers een breed scala aan taken moeten uitvoeren: het uitlezen van sensoren, het bedienen van de gebruikersinterface, het aansturen van randapparatuur en het reageren op onvoorziene gebeurtenissen. Bovendien moeten al deze taken vaak tegelijkertijd worden uitgevoerd. Daarom wordt de rekenkracht van microcontrollers voortdurend verhoogd.
In dit artikel bekijken we 32-bits chips van Microchip Technology. Het portfolio van deze fabrikant omvat zowel energiezuinige ontwerpen voor eenvoudigere toepassingen als microcontrollers voor motorbesturing of uitgebreide netwerkinterfaces. Het is echter belangrijk om te onthouden dat het aantal bits niet de bruikbaarheid van de chip bepaalt; de keuze hangt af van de kern, het geheugen, de beschikbare randapparatuur en de energieverbruikseisen.
32-bits microcontrollers van Microchip Technology
PIC32M, PIC32C en SAM – verschillende 32-bits architecturen
De microcontrollers aangeboden door Microchip Technology kunnen worden onderverdeeld in twee hoofdcategorieën, afhankelijk van de processorarchitectuur. De PIC32M-familie maakt gebruik van MIPS32-kernen. Deze omvatten onder andere de PIC32MM, PIC32MX, PIC32MK en PIC32MZ. Aan de andere kant zijn de PIC32C en SAM gebaseerd op ARM-kernen. Afhankelijk van de serie zijn dit ontwerpen van Cortex-M0+ en M23 tot M4 en de meest uitgebreide M7. Dankzij dit uitgebreide portfolio kan de ontwerper de chip afstemmen op een specifieke toepassing. Alles hangt af van de grootte van de software en de voedingsmethode, de overvloed aan randapparatuur of de snelheidseisen.
De microcontroller ondersteunt ADC, DAC, I2C, I2S, PWM, SPI, USART, USB interfaces.
Een goed startpunt voor eenvoudigere controllers kan de PIC32MM zijn. Microchip Technology positioneert deze familie als energiezuinig en uitgerust met randapparatuur die de processor ontlast, waaronder DMA, een real-time klok en configureerbare logische cellen. Onder de ARM-kernen vervult de SAM D-serie een vergelijkbare rol, met als kern de Cortex-M0+. Het energiebeheersysteem en de DMA maken het mogelijk om gegevens tussen geselecteerde hardwareblokken over te dragen zonder de kern voortdurend te belasten. Dit is nuttig in bijvoorbeeld kleine IoT-apparaten die op batterijen werken.
Toepassingen met netwerk- of analoge signaalondersteuning
Veel moderne elektronische apparaten vereisen ondersteuning voor analoge signalen. Voor dit soort toepassingen zijn de PIC32MK-chips, die de MIPS32-kern combineren met een floating-point unit, ADC's, comparators, operationele versterkers en PWM- en QEI-randapparatuur, geschikt. Deze set randapparatuur kan onder andere worden gebruikt in motorbesturingssystemen, terwijl het aantal extra chips op de PCB wordt verminderd. De PIC32CM-familie, gebaseerd op de eerder genoemde Cortex-M0+/M23, biedt naast energie-efficiëntie twee 12-bits ADC's voor gelijktijdige bemonstering en tellers voor motorbesturing. Het is echter belangrijk op te merken dat deze parameters betrekking hebben op de genoemde families en dat de mogelijkheden van een specifieke chip moeten worden gecontroleerd in de datasheet voordat een keuze wordt gemaakt.
Het model biedt 256kB RAM, 256kB SRAM en 1MB Flash.
Als een apparaat parallel moet communiceren en een complexer programma moet uitvoeren, is het de moeite waard om de PIC32MZ EF te overwegen. Deze serie biedt een kloksnelheid tot 252MHz, tot 2MB Flash-geheugen en 512kB RAM, Ethernet-, USB High-Speed- en CAN-interfaces. Bovendien hebben geselecteerde versies ook een hardwarematige cryptografische versneller. In de ARM-groep zijn de SAM E5x, met de Cortex-M4F-kern, een voorbeeld, en voor de meest veeleisende toepassingen is de SAM E70, met de Cortex-M7-kern, geschikt. Het is echter belangrijk om te onthouden dat de aanwezigheid van een Ethernet MAC-controller niet betekent dat de microcontroller direct kan worden aangesloten op het transmissiemedium. In veel toepassingen is een extra PHY-chip nodig, die de functies van de fysieke laag van de Ethernet-interface uitvoert.
Hoe kies je de juiste microcontroller?
De eerste stap bij het kiezen van de juiste chip moeten vooral de interfaces zijn, die niet softwarematig kunnen worden vervangen zonder aanzienlijke kosten. Als het apparaat moet communiceren via CAN FD, moet precies die versie van de controller worden gezocht. Details zijn ook belangrijk, want bijvoorbeeld de klassieke CAN 2.0B biedt niet dezelfde mogelijkheden als CAN FD, en in specifieke toepassingen kan dit van belang zijn. Bij Ethernet moet worden gecontroleerd of de chip een MAC-controller heeft en of een PHY-chip nodig is. Voor motorbesturing kan de bemonstering van de ADC, het aantal PWM-uitgangen en de reactietijd op een foutsignaal belangrijker zijn dan de kloksnelheid van de kern. In een meetproject zijn de resolutie van de converter, de snelheid en de manier waarop gegevens via DMA worden overgedragen van belang.
Het element heeft 83 in-/uitgangen.
Het is ook de moeite waard om het geheugen zorgvuldig te schatten. De grootte van het Flash-geheugen moet niet alleen het programma zelf omvatten, maar ook constante datasets of extra bibliotheken. Bovendien is het ook de moeite waard om wat ruimte over te laten voor toekomstige updates. Als de applicatie tegelijkertijd de oude en nieuwe versie van de software moet opslaan, is de geheugenorganisatie in het betreffende model van belang. RAM wordt gebruikt door communicatiebuffers, taakstapels en tussentijdse gegevens. Bij het analyseren van het energieverbruik moeten de waarden uit de datasheets voor specifieke werkmodi worden gebruikt en moet de frequentie van het ontwaken in aanmerking worden genomen, en niet alleen het stroomverbruik in de slaapstand, wat een veelgemaakte fout is bij het ontwerpen van elektronica.
Veiligheid en software
In een toenemend aantal apparaten worden ook beveiligingsmechanismen belangrijk, waaronder gegevensbescherming en veilige software-updates gedurende de hele levenscyclus van het product. Geselecteerde ARM-microcontrollers van Microchip Technology bevatten mechanismen die veilige opstart en code-isolatie ondersteunen. De PIC32CM-serie met de Cortex-M23-kern ondersteunt bijvoorbeeld ARM TrustZone en hardwarematige cryptografische functies. De meer geavanceerde PIC32CK met de Cortex-M33-kern integreert een apart beveiligingssysteem, de HSM (Hardware Security Module).
Voor het werken met 32-bits chips van Microchip Technology is de MPLAB X IDE-omgeving, de XC32-compiler, de MPLAB Code Configurator en het MPLAB Harmony v3-platform bedoeld. Harmony biedt randapparatuurbibliotheken, stuurprogramma's, voorbeeldprojecten en middlewaremodules, waaronder voor USB, TCP/IP-netwerken en grafische toepassingen. Het is echter de moeite waard om al in de hardwareselectiefase de beschikbaarheid van bibliotheken voor specifieke randapparatuur te controleren.
Samenvatting: Overzicht van 32-bits microcontrollerfamilies van Microchip
| Familie | Architectuur | Belangrijkste toepassingen |
|---|---|---|
| PIC32MM | MIPS32 | Energiezuinige controllers, draagbare apparaten, eenvoudige embedded systemen |
| PIC32MX | MIPS32 | Algemene besturing, USB, CAN, industriële systemen |
| PIC32MK | MIPS32 | Precieze motorbesturing, aandrijvingen en industriële automatisering |
| PIC32MZ | MIPS32 | Krachtige embedded systemen, communicatie, grafische toepassingen, audio |
| PIC32MZ-W1 | MIPS32 | IoT-apparaten met Wi-Fi-communicatie |
| SAM D | Arm Cortex-M0+ | Economische controllers, consumentenelektronica, HMI-interfaces |
| SAM L | Arm Cortex-M23/M0+ afhankelijk van de serie | Batterijgevoede apparaten, IoT, sensoren |
| SAM C | Arm Cortex-M0+ | Industriële en automotive controllers, CAN FD-communicatie |
| SAM G | Arm Cortex-M4/M7 afhankelijk van de serie | Signaalverwerking, communicatietoepassingen |
| SAM D5x/E5x | Arm Cortex-M4F | Automatisering, industriële netwerken, USB, CAN FD |
| SAM E70/S70/V70/V71 | Arm Cortex-M7 | Krachtige besturing, industriële communicatie, real-time systemen |
| PIC32CM | Arm Cortex-M0+/M23 | Motorbesturing, veiligheid, energiezuinige apparaten |
| PIC32CK | Arm Cortex-M33 | Veilige controllers, IoT, industriële communicatiesystemen |
| PIC32CX | Arm Cortex-M4/M33 en andere afhankelijk van de serie | Draadloze connectiviteit, slimme meters, veiligheid |
| PIC32CZ | Arm Cortex-M7 | Hoogwaardige industriële systemen, connectiviteit, toepassingen met hoge veiligheidseisen |
| PIC32A | 32-bits DSC-architectuur | Analoge verwerking, real-time besturing, vermogenselektronica |
Transfer Multisort Elektronik (TME) is een van ’s werelds grootste distributeurs van elektronische componenten, elektrotechnische onderdelen, werkplaatsuitrusting en industriële automatisering. De catalogus bevat meer dan 1.500.000 producten van 1.300 toonaangevende fabrikanten. De moderne logistieke centra van TME in Łódź en Rzgów (Polen), met een totale oppervlakte van meer dan 40.000 m², verzenden dagelijks bijna 6.000 pakketten naar klanten in meer dan 150 landen.
TME investeert ook in de ontwikkeling van kennis en vaardigheden van jonge ingenieurs en elektronicahobbyisten via het TME Education-project, en ondersteunt de technologische gemeenschap door het organiseren van de TechMasterEvent -serie, die innovatie en kennisuitwisseling bevordert.
