Microcontrollore: cos’è e a cosa serve?
Il microcontrollore è un dispositivo elettronico che viene integrato su un singolo chip; in elettronica digitale nasce come la conseguente evoluzione del Microprocessore. Si tratta di uno di quei dispositivi che utilizziamo regolarmente ma non sappiamo di farlo. Viene usato per le applicazioni specifiche di controllo digitale. L’idea è quella di farlo interagire con l’esterno, utilizzando un programma installato nella sua memoria che viene utilizzato grazie a pin. La sua capacità elaborativa può essere di 8 bit, 16 bit e 32 bit. Un microcontrollore viene dotato di CPU CISC, mentre i più recenti hanno CPU e RISC, una variazione che permette di stare al passo con i più moderni programmi compilatori.
Quali sono le componenti di un microcontrollore
Un microcontrollore si compone da una serie di moduli fissi che sono comuni a tutti i modelli, mentre alcune sono estensioni che riguardano una data fascia di prezzo, o di applicazione. Elenchiamo di seguito le componenti più comuni:
- Unità di elaborazione: CPU;
- Memoria dati: RAM e EEPROM;
- Memoria di programma: ROM, EPROM, FLASH;
- Oscillatore interno o esterno;
- Porte di I/O e GPIO configurabili;
- Controller DMA;
- Contatori e timer;
- Gestione Interrupt;
- Moduli di comunicazione: USART, I2C, SPI, USB, Ethernet, IrDA, CAN, Wi-Fi, Zigbee, Bluetooth;
- Interfacce analogiche o a tecnologia mista;
- Interfacce di visualizzazione e controllo (LCD, Touch sensor)
Grazie alle funzioni di comando e alla vasta gamma di controlli disponibili, sia a livello analogico che digitale, è possibile usare delle MCU in sostituzione delle schede elettroniche tradizionali cablate, il cui costo è più elevato e risultano anche più complesse.
Il suo uso nella società moderna
I microcontrollori sono molto usati nei dispositivi elettronici e nei prodotti industriali di massa; in particolari li troviamo impiegati nel mercato delle auto, nel settore telefonia mobile e delle telecomunicazioni. Il modo più pratico che abbiamo per usare questi dispositivi, senza neppure saperlo, è per esempio attraverso una carta di credito o acquistando una cartolina d’auguri musicale.
In linea generale possiamo riconoscere che i microcontrollori occupano una posizione fondamentale nel mercato, con una stima di introiti che arriva a toccare quota 14 miliardi di dollari e 10,8 miliardi di pezzi venduti nel 2008. Il dato più recente registrano, mette in luce un incremento del 10% nel 2014.
A dominare il mercato, che vanta più di 40 produttori, troviamo l’Asia con Renesas Technology, Fujitsu e la Samsung; in America invece Atmel, Freescale, Microchip Tech e Texas Intruments. In Europa invece Infineon Tech, NXP Semiconductors e STMicroelectronics.