Conception et réalisation d'un microcontrôleur en technologie CMOSP18 pour la commande d'un microrobot

Abstract

Le présent document décrit le développement, la conception et la validation d'un circuit intégré comprenant un microcontrôleur basé sur une architecture RISC et un décodeur Manchester. La fonction de ce circuit consiste en l'envoi de signaux permettant la commande des pattes d'un microrobot de taille millimétrique et biocompatible appelé BioMicroRobot. Ce circuit, grâce à l'inclusion de mémoires, est reprogrammable, ce qui permet le test et l'optimisation d'algorithmes de déplacement du BioMicroRobot. Le deuxième chapitre du mémoire constitue un survol des différentes technologies permettant la fabrication des transistors organiques et semi-organiques. Une revue de plusieurs matériaux possédant des caractéristiques de biocompatibilité avec le corps humain est montrée. Finalement, il est présenté l'état de la recherche sur plusieurs types de microrobots mobiles qui ne sont pas biocompatibles. Le troisième chapitre décrit les principales contraintes, ainsi que les solutions, reliées à l'implantation d'un circuit à l'intérieur d'un BioMicroRobot. Comme les technologies de transistors sur matériaux organiques et inorganiques biocompatibles sont encore à l'état de recherche, la conception de ce circuit intégré a été réalisée à l'aide des technologies à base de silicium. Les moyens de communication qui sont introduits dans ce circuit y sont également présentés. Le quatrième chapitre expose les différents aspects de la conception du circuit intégré. Ce chapitre décrit en détail les modules et sous-modules faisant partie du circuit, soit le microcontrôleur, le convertisseur série/parallèle et le décodeur Manchester. Le cinquième et dernier chapitre présente les résultats de simulation des différentes sections du circuit. Par la suite, ces résultats sont validés par une série de tests sur le circuit fabriqué.