Stratégies d'alimentation interne dans les micro-contrôleurs STM32

ConférencierDavid Chesneau (ST Microelectronics)
Datemer. 13/11, 9h45-13h00
OrganisateurPascal Nouet

Mots-clefs : efficacité énergétique ; power, signal and noise integrity. STMicroelectronics développe et commercialise la famille de micro contrôleurs 32 bits STM32. Récemment, le vaisseau amiral de la gamme a été introduit sur le marché. Ce nouveau STM32H7 embarque deux coeurs ARM : un cortex M7 accompagné d'un cortex M4. Pour alimenter ces deux coeurs, la puce du microcontrôleur embarque un régulateur linéaire mais aussi une alimentation à découpage afin d'optimiser l'efficacité énergétique du système. Lors de cette conférence, nous proposons de découvrir les différents modes de fonctionnement du microcontrôleur. La compréhension des puissances consommées dans chacun de ces modes, combinée avec la prise en compte des constituants physique de la chaîne d'alimentation (Power Distribution Network) permet de mettre en place l'analyse de « Power Integrity » et de définir le cahier des charges des régulateurs de tension. Le cahier des charges mis en place, l'auditeur pourra découvrir les différents types de régulateurs de tension et plonger plus en détail dans la structure de l'alimentation à découpage. Après avoir rappelé le principe de fonctionnement d'un convertisseur DC/DC abaisseur nous verrons comment les modulations par largeur d'impulsion et par fréquence d'impulsion sont utilisées pour assurer la régulation de la boucle d'asservissement. Nous aborderons aussi les contraintes de dimensionnement de ces deux types de contrôleurs et les techniques pour optimiser leur fonctionnement. Nous terminerons cette partie en présentant comment les informations fournies par ces deux types de modulateur sont mises en forme à l'aide d'une machine d'états asynchrone avant d'attaquer les transistors de puissance. Enfin, nous aborderons les questions de compatibilité électromagnétique conduite. Les microcontrôleurs modernes sont de véritables systèmes sur puce et embarquent non seulement des unités de calcul numérique, mais aussi de la mémoire (volatile et non volatile), mais encore les régulateurs de tension les alimentant et enfin de nombreux périphériques analogiques (amplificateurs opérationnels, comparateurs rapides, convertisseurs Analogique/Numérique et Numérique/Analogique). Faire cohabiter toutes ces fonctions sur une même puce est un réel challenge. Pour relever ce défi nous verrons comment la modélisation des sources de bruit et des canaux de propagation permet de prévoir l'impact du bruit sur les cellules analogiques sensibles. Nous conclurons en évoquant simplement les techniques mises en place pour limiter l'impact du bruit et tirer le maximum de performance des fonctions analogiques les plus sensibles. »

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