La familia de microcontroladores PIC

Importancia

Según la empresa Microchip sus productos son vendidos principalmente a Asia con un 43%, seguido por America con 29% y Europa con 28%.
Hablando de los segmentos de mercado que utilizan los PICs el área de Eléctronica de Consumo tiene un 35%, seguida por la industria automotriz con un 18%.



Exixten gran diversidad de modelos de microcontroladores lo cual permite al diseñador usar el que mejor se adapte a la aplicación.





El tamaño de los microcontroladores se ha reducido con el tiempo, en el año de 1998 median aproximadamente .7 micras, actualmente miden .22 micras, esto ha traído beneficios además de tamaño también de reducción de energía.



Una ventaja de los microchips es su portabilidad a otros microchips, ya que se puede cambiar a otro manteniendo la distribución de las patitas en el encapsulado.

Clasificación de los microcontroladores

Una caracteristica de los microcontroladores es su Arquitectura Harvard que tiene memorias de programas y datos independientes, lo que permite que se pueda acceder de manera simultánea .



Los microcontroladores se clasifican por el tamaño de datos que manejan, estos pueden ser de 4, 8, 16 y 32 bits.

PIC de 8 bits

La longitud de los datos que maneja es de 8 bits, esto corresponde al tamaño del bus de datos y el de los registros de la CPU.
Los PIC de 8 bits se clasifican en 3: gama base, gama media y gama mejorada.

Gama base

Estos modelos responden a 33 instrucciones máquina de 12 bits de longitud cada una y disponen de una pila con 2 niveles de profundidad. Su capacidad de memoria es muy limitado por lo que las aplicaciones que se pueden hacer con el también. Lo componen 14 modelos, 6 tienen 6 patitas y son llamados enanos, a continuación una gráfica para ver como aumenta la capacidad de memoria del PIC con el número de patitas.



Los PICs de 6 patitas han tenido un gran éxito debido a su bajo costo, volumen y que se resuelven bastantes aplicaciones simples con ellos.
En este caso la alimentación se aplica a dos de las patitas y quedan 4 restantes para las entradas y salidas y las funciones de sus periféricos, como un Timer(temporizador), comparador analógico, un CAD de 8 bits, etc.
Favoreciendo la migrabilidad de hardware y portabilidad de código, cuando se cambia a un PIC con mas patitas, las patitas siguen teniendo la misma función, de esta forma los cambios serán mínimos.



El aumento en número de patas significa aumento en la capacidad de memoria, en el número de periféricos y recursos integrados.

La gama media

Estos pics responden a 35 instrucciones con 14 bits de longitud cada una, tiene una pila de 8 niveles de profundidad y tiene un vector de corrupción. Esta gama tiene en la actualidad 71 modelos diferentes, tienen de 8 a 68 patitas.

Comparación de pics de la gama media:

La gama mejorada

Estos PICs disponen de 77 instrucciones de 16 bits de longitud cada una, una Pila de 31 niveles de profundidad y 2 vectores de interrupción. Estos PICs tienen la nomenclatura PIC18Xxxx, aquí la explicación:



La capacidad de memoria de programa es de 128 KB máximo, la de datos es de 3963 bits y la de EEPROM de hasta 1 KB. Tiene periféricos muy especializados como un Conversor AD, 5 temporizadores, interfaces para comunicación con bus, etc. Entre las características a destacar es un multiplicador rápido hardware que permite hacer una operación en un ciclo de una instrucción. Tiene de 68 a 80 patitas.

PICs de 16 bits

Actualmente las aplicaciones necesitan microcontroladores más potentes que los de 8 bits, es poreso que se crearon los de 16 bits.
Existen 2 grandes gamas de microcontroladores de 16 bits:
1. La gama MCU, que esta conformada por las familias de dispositivos PIC24F y PIC24H.
2. La gama DSC de 16 bits, formada por las familias dsPIC30F y dsPIC33F.

Gama de microcontroladores MCU de 16 bits

Los modelos con nomenclatura PIC24F pertenecen a esta gama, se fabrican con una tecnología de 0.25 micras, tienen un rendimiento de 16 MIPS a 32 MHz y está orientada a solucionar diseños que no se podía con PIC18Xxxx.



Los PIC24F tienen una arquitectura Harvard modificada con un bus de datos de 16 bits y con instrucciones de longitud 24 bits. Manejan una memoria de programa lineal de hasta 8 MB y una de datos de hasta 64 KB.

El nucleo del procesador se alimenta con 2.5 V, las líneas de entrada/salida con 3.3 V.

Gama de microcontroladores DSC de 16 bits

Los microcontroladores de 16 bits tienen las características típicas de los MCU y características propias de los DSP(Procesadores Digitales de Señales) por lo que se pueden usar en aplicaciones relacionadas con el proceso digital de señales. Aprovechan las ventajas de los microcontroladores MCU y DSP.
Los DSC cuentan con importantes capacidades de memoria, contienen la mayoría de los recursos y periféricos y tienen un rendimiento de 30 MIPS cuando es alimentado con voltaje de 4.5 y 5.5 V, hay modelos con 256 KB de memoria FLASH y 30 KB de RAM.
A esta gama pertenecen pertecen los dsPIC33F, de estos existe un total de 27 dispositivos, 15 de estos son de propósito general y el resto el de Control de Motores.



Los modelos dsPIC33F de propósito general son adecuados para aplicaciones de voz y audio, seguridad, electromedicina, módem, etc.
Los de control de motores estan orientados a los electrodomésticos como las lavadoras, al control de la dirección electrónica de automóviles, control medioambiental, sistemas de alimentación ininterrumpible, inversores y a matrices de iluminación LED.