Texas Instruments – Microcontrôleurs et outils de développement

Texas Instruments (TI) est un leader de l'industrie des semi-conducteurs depuis plusieurs décennies. L’entreprise est réputée pour l'étendue de son portefeuille de produits, en particulier dans le secteur des processeurs de signaux numériques et des circuits imprimés analogiques. Cette offre inclut une gamme étendue de microcontrôleurs moyen/haut de gamme dans quatre familles : microcontrôleurs MSP430 16 bits à ultra faible consommation, microcontrôleurs à haute performance C2000 32 bits en temps réel, microcontrôleurs Tiva™ C Series ARM® et microcontrôleurs Hercules Safety ARM, conçus pour les applications de sécurité.

Outre son portefeuille complet de microcontrôleurs, TI offre un support très étendu aux ingénieurs concepteurs grâce à un écosystème de conception/développement extensif, incluant des kits de développement pour microcontrôleurs et des modules enfichables, habituellement identifiés par les moniteurs TI appropriés : Des LaunchPads et BoosterPacks, ainsi qu'une gamme très demandée d'outils de développement logiciel gratuits ou à bas coût, et une multitude de conceptions applicatives de référence.

 

Microcontrôleurs MSP430 16 bits

Les microcontrôleurs MSP430 16 bits RISC de signaux mixtes à ultra basse consommation sont conçus pour de nombreuses applications portables et à faible consommation. La basse consommation des microcontrôleurs est assurée par la combinaison d'un processus de fabrication à faibles pertes, des techniques avancées de conception et d'architecture, des fonctions de conservation d'énergie gérées par logiciel, incluant des modes de basse consommation au niveau des périphériques et des dispositifs. Plus de 400 dispositifs MSP430 supportent des périphériques à hautes performances, incluant des contrôleurs USB, RF, LCD et des ADC Sigma-Delta. Un haut niveau d'intégration autorise des solutions à faible encombrement et des coûts de nomenclature réduits. Les périphériques sont conçus pour fournir des fonctionnalités maximales, des interrupts système, des resets et une arbitration de bus avec la plus basse consommation. De nombreux périphériques peuvent fonctionner de manière autonome, permettant de minimiser le temps d'utilisation des unités centrales en mode actif.

Figure 1 : Schéma MSP430

 

Les microcontrôleurs MSP430 offrent une gamme étendue d'options Flash de 0,5 Ko à 512 Ko, des options RAM jusqu'à 64 Ko, des vitesses jusqu'à 25 MHz, et une disponibilité dans plus de 25 packages différents et jusqu'à 113 broches. La série de microcontrôleurs Value Line à haute rentabilité est l'élément clé de la gamme MSP430 16 bits.

Élément unique de la plateforme MSP430 « FRAM Series », la mémoire ferroélectrique intégrée à accès aléatoire FRAM (Ferroelectric Random Access Memory) est un type de mémoire rémanente (non-volatile) qui combine la vitesse, la faible consommation, l'endurance et la flexibilité des mémoires SRAM avec la fiabilité et la stabilité des mémoires à semi-conducteurs (Flash), pour combiner un programme et des données en un seul espace de mémoire unifié. Cette solution garantit une architecture de microcontrôleur facile à utiliser et à faible consommation. Dans cette gamme, la plateforme technologique CC430 apporte une solution SoC qui constitue l'une des familles de microcontrôleurs RF à puce unique garantissant la plus faible consommation de l'industrie, conçue pour les applications de réseau RF très variées, telles que l'automatisation pour usines et bâtiments, la détection et le suivi des ressources, la récupération d'énergie, les systèmes de sécurité et d'alarme, et bien d'autres.

Une gamme étendue de kits de développement MSP430 ou « LaunchPads » sont disponibles, permettant aux ingénieurs d'apprendre et d'utiliser rapidement la programmation des microcontrôleurs MSP430. Les principaux kits LaunchPad incluent :

Le MSP-EXP430G2 LaunchPad est un outil de débogage et de programmation Flash facile à utiliser, qui inclut tous les éléments nécessaires des développements sur microcontrôleurs MSP430 Value Line. Il comporte une carte cible à prises DIP avec émulation intégrée pour programmer et déboguer rapidement des dispositifs MSP430 Value Line au sein du système. La mémoire Flash peut être effacée et programmée en quelques secondes sans aucune alimentation externe grâce à la technologie Flash à ultra-faible consommation du MSP430. Ce kit LaunchPad interface les dispositifs MSP430 dans un environnement de développement logiciel intégré (IDE), tel que Code Composer Studio version 4, disponible gratuitement et sans restriction pour les dispositifs MSP430 Value Line. Le kit LaunchPad prend en charge toutes les pièces Flash MSP430G2xx dans un boîtier DIP à 14 ou 20 broches.

Le MSP430F5529 LaunchPad est un module d'évaluation facile à utiliser avec les microcontrôleurs USB MSP430F5529. Il contient tous les composants requis pour le développement, telle que l'émulation embarquée pour la programmation et le débogage, les LED et les boutons intégrés pour ajouter rapidement une interface utilisateur simple. Le prototypage rapide est facilité par les entrées à 40 broches et par une gamme étendue de modules enfichables BoosterPack, qui supportent diverses technologies, telles que pilotes d'affichage, sans fil, détection de température, et bien d'autres. La carte est également compatible avec un grand nombre de modules d'évaluation sans fil RF à faible consommation.

MSP-EXP430FR57xx Experimenter Board est une plateforme de développement pour les microcontrôleurs MSP430FR57xx qui intègrent une mémoire FRAM. Ce kit inclut le microcontrôleur MSP430FR5739 8 MHz, une mémoire FRAM 16 Ko, une mémoire SRAM 1 Ko, un accéléromètre, une thermistance, ainsi que des LED, commutateurs, connexions pour modules RF et un outil d'émulation Flash intégré.

La plateforme de développement eZ430 offre des fonctions de développement supérieures. Disponible sur une clé USB, elle inclut tous les éléments matériels et logiciels requis pour réaliser un projet MSP430 complet. Les outils eZ430 incluent un environnement de développement intégré gratuit, supportant des fonctions d'émulation complètes et des cartes cibles amovibles. L'outil de développement MSP430 Solar Energy Harvestingen est un excellent exemple. Ce kit de développement permet de créer un réseau de capteurs sans fil perpétuellement alimenté par l'énergie solaire.

 

Microcontrôleurs C2000 de commande en temps réel 32 bits

Ces microcontrôleurs C2000 32 bits de TI intègrent des périphériques à hautes performances conçus pour les applications de commande en temps réel. Opérant jusqu'à 300 MHz, avec une mémoire Flash maximale de 1 Mo, une mémoire RAM de 512 Ko, les microcontrôleurs C2000 sont basés sur un cœur DSP TMS320C28x 32 bits, avec accélération matérielle 32 × 32 bits à cycle simple et exécution d'instruction à cycle unique. Le cœur optimisé permet d'améliorer l'efficacité, la fiabilité et la flexibilité du système. Les outils de développement du C2000 – incluant controlSUITE gratuit – créent une plateforme ouverte, dans le but de maximiser la capacité d'utilisation et de réduire les durées de développement.

Le C2000 Piccolo LaunchPad est un kit LaunchPad essentiel pour les microcontrôleurs C2000 de commande en temps réel. Il constitue une plateforme d'évaluation à bas prix, basée sur le Piccolo TMS320F28027. Il intègre une mémoire Flash 64 Ko, 8 canaux PWM, ADC 12 bits, I2C/SPI et UART. Ce kit inclut aussi un grand nombre d'éléments matériels, tels qu'un émulateur isolé intégré XDS100 JTAG, qui facilite la programmation et le débogage. Le PCB à 40 broches qui garantit des accès aisés au processeur F28027. Bouton reset et bouton programmable. Ce kit LaunchPad supporte aussi des accès à des exemples de codes, des bibliothèques, des pilotes et autres ressources, sur controlSUITE, disponible gratuitement. Également disponible avec controlSUITE, les utilisateurs peuvent télécharger une version sans restriction de Code Composer Studio version 5. Avec LaunchPad, cet EDI supporte l'apprentissage et le développement des systèmes de commande en temps réel dans divers domaines, tels que l'éclairage numérique, les commandes moteur, la conversion d'énergie numérique, la détection de précision, et bien d'autres.

 

Microcontrôleurs Tiva™ C Series 32 bits

Les Tiva™ C Series sont basées sur un cœur ARM Cortex-M4, avec des options de package et de mémoire évolutive, des périphériques de connectivité sans égal, et une intégration analogique avancée. Par exemple, les caractéristiques clés des microcontrôleurs TM4C123x incluent des vitesses opérationnelles jusqu'à 80 MHz, une mémoire Flash jusqu'à 256 Ko, une mémoire SRAM 32 Ko à cycle simple, une EEPROM 2 Ko, deux ADC 12 bits à haut débit, jusqu'à deux contrôleurs CAN 2.0 A/B, la communication sérielle sur 8 UART, 6 I2C et 4 SPI, et une faible consommation pouvant descendre à 1,6 uA.

Le TM4C123G LaunchPad est un kit clé pour les Tiva™ C Series, apportant une plateforme d'évaluation à bas coût pour les microcontrôleurs ARM Cortex-M4F. Ce kit inclut le microcontrôleur TM4C123GH6PM avec une interface USB 2.0 et un module d'hibernation. Il intègre des boutons utilisateur programmables et un voyant LED tricolore (RGB) pour personnaliser les applications. Les headers empilables du LaunchPad facilitent l'expansion des fonctionnalités, pour interfacer d'autres périphériques avec les MCU BoosterPacks de TI, tels que le module enfichable d'évaluation CC3000 Wi-Fi, par exemple.

 

Microcontrôleurs de sécurité Hercules 32 bits

La plateforme de sécurité Hercules réunit trois familles de microcontrôleurs ARM Cortex. Conçue spécifiquement pour les applications de sécurité critiques IEC 61508 et ISO 26262, la plateforme Hercules offre des caractéristiques de sécurité intégrées avancées, avec des options de performance, de connectivité et de nombreuses options de mémoire modulable. Caractéristiques principales : Cœur ARM Cortex-R4 avec options de virgule fixe et flottante, performance 1,66-DMIPS/MHz, vitesses opérationnelles de 100 à 220 MHz, mémoire Flash de 384 Ko à 3 Mo avec ECC, mémoire RAM de 32 Ko à 256 Ko avec ECC, des interfaces de temporisation programmables et de commande moteur, des périphériques de communication et de réseau incluant Ethernet, USB (hôte et périphérique), CAN, UART, SPI et I2C.

Les kits LaunchPad à microcontrôleurs de sécurité Hercules disponibles incluent Hercules RM42 LaunchPad et Hercules TMS570LS04 LaunchPad, qui sont des plateformes d'évaluation à bas coût. Elles permettent d'évaluer et de débuter le développement sur les microcontrôleurs Hercules. Le kit RM42 est basé sur Hercules RM42L432. Le kit TMS570LS04 est basé sur le TMS570LS0432. Ces deux kits intègrent une fonction d'émulation pour programmer et déboguer, des boutons, des LED, un capteur de luminosité ambiante, et le header d'expansion standard à 40 broches compatibles BoosterPack, qui supporte une gamme étendue de modules enfichables, pour ajouter des fonctionnalités, tels que des affichages.Les deux kits sont fournis avec la démo Hercules Safety MCU préprogrammée. Elle permet aux utilisateurs d'apprendre facilement les fonctions principales de sécurité, d'acquisition des données et de contrôle, spécifiques à la plateforme Hercules.
 

Outils de développement logiciel

TI supporte toutes ses plateformes de microcontrôleurs avec Code Composer Studio (CCStudio), qui est un environnement de développement intégré basé sur Eclipse, leader de l'industrie, répondant aux exigences de ses familles de processeurs intégrés. Il inclut une suite d'outils de développement et de débogage des applications intégrées. Il réunit des compilateurs pour chaque famille de dispositifs TI, un éditeur de code source, un environnement de développement de projet, un débogueur, un profileur, des simulateurs, un système d'exploitation en temps réel, et un grand nombre de fonctions. Cet IDE intuitif apporte une interface utilisateur simple pour chaque étape du développement des applications. Code Composer Studio est basé sur l'infrastructure logicielle Eclipse open-source, qui combine les avantages propres à Eclipse et des fonctions de débogage avancées.

En outre, une gamme étendue d'outils tiers de Mentor Graphics, IAR Systems, Keil et ARM, entre autres fournisseurs, vient compléter les outils TI et procurent des environnements de développement complets pour les microcontrôleurs TI, incluant des compilateurs, débogueurs, analyseurs et simulateurs.