Dosi Me Trie
-
Upload
imad-hakkache -
Category
Documents
-
view
240 -
download
0
Transcript of Dosi Me Trie
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
1/107
Cours
Electronique et architecturemicroprocesseur
Prof. OUADOU M.
Dpartement de PhysiqueFacult des Sciences de Rabat
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
2/107
Sommaire Rappels
- lectricit- lectronique Analogique
Electronique numrique
Architecture des processeurs- Les microprocesseurs- Larchitecture du 6800 de Motorola- La programmation Assembleur
- Les interfaces entres sorties- Les outils de dveloppements- La mthodologie dimplmentation
- Les applicationsLicence Dosimtrie
Cours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
3/107
LE DOMAINE
Traitement du signal lectronique
Algorithmes Architectures
Implmentation
Adquation
Numrique(discret)
Analogique(Continue)
Modles
mathmatiques
Circuitslectroniques
Technologies
Continue(Analogique)
Discret(Numrique)
ApplicationUtilisationSystem design
prototype
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
4/107
LE DOMAINE
Traitement du signal lectronique
Algorithmes Architectures
Implmentation
Adquation
ApplicationUtilisationSystem design
prototype
Numrique(discret)
Analogique(Continue)
Modles
mathmatiques
Circuitslectroniques
Technologies
Continue(Analogique)
Discret(Numrique)
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences Rabat Prof. Ouadou M.Cours dElectronique et architecture microprocesseur
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
5/107
Domaines dapplication Calcul gnral
- Ordinateurs et micro-ordinateurs- Calculatrices
Traitement du signal
- Tlcommunications (rseaux et GSM)- Traitement des signaux sonores, de la parole et la musique- Signaux sismiques- Radars (poursuite de cible)- Navigation
- TV , vido et photo numrique- Traitement et filtrage de limage- Compression de limage (pour le stockage et la transmission)- Dtection dobjets contenus dans une image- Reconnaissance de forme et du visage et de lindividu- Reconnaissance des caractres
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
6/107
Domaines dapplication Automatique
- Identification
- Contrle adaptatif
- Surveillance des processus industriels
Instrumentation
- Oscilloscopes- Microscope lectronique- Appareils de mesure
Electronique domestique
Systmes de surveillance
Avions, navires, auto
etc.
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
7/107
Rappels
Signal numriqueSignal analogique
continuediscret
Processeur
de traitementNumrique
D/A
Processeur de traitementanalogique
A/DSignal ana.
Signal ana.Signal ana.
Signal ana.
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
8/107
Rappels lectronique analogique
Courants et tensions :
V/I
t
V/I
t
V/I
t
Les lments :
V/I
t
Les circuits :
V=R*I + I*ZC + I*ZL
Cours dElectronique et architecture microprocesseurLicence Dosimtrie
Facult des Sciences Rabat Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
9/107
Rappelslectronique analogique
U / I = RLoi d Hom :
Lois de Kirchov : I k = 0 R k I k = 0
Thormes :z
A
B
I=Vab / (Z+Zab)Thevenin
Y Vy=Iab / (Y+Yab)
A
B
V R
V=(1/ (1/Ri)) Vi/R i
Norton
Millman
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
10/107
Rappelslectronique analogique
Loutil mathmatique principal de calcul :
La transformation de Laplace
Loutil principal de reprsentation graphique:
La reprsentation de Bode
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
11/107
Rappelslectronique analogique
Circuits base de diodes :Redressement
Circuits base de transistors :
Amplification
EC CC
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences Rabat Prof. Ouadou M.
Vs=Kv * Ve
Is=Ki * Ie
Ze, Zs
Cours dElectronique et architecture microprocesseur
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
12/107
Les amplificateurs diffrentielles
Les amplificateurs oprationnels
Rappels
Gain
ImpdanceAmplification AC et DC
Drives
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
13/107
Rappels
Lamplificateur oprationnel
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
14/107
Rappels
Raction ngative
Sommateur
Vs = Ve dtIntgrateur
Vs = dVe/dtDiffrentiateur
Filtres
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
15/107
Rappels
Raction positive
Trigger de Schmitt
Gnrateurs de signaux
Filtres
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
16/107
Rappelslectronique numrique
La numration et reprsentation des nombres
La numration est la science qui traite de la dnomination et de lareprsentation graphique des nombres.
Le problme qui se pose est de reprsenter tous les entiers naturels et lesdcimaux laide dun ensemble fini de symboles (souvent deschiffres) rassembls selon des rgles (le code).
(2563)10=2x103 + 5x 102 + 6x101 + 3x100
81916 8
(1916)10 = (3574)84 239295
78
3
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
17/107
Rappelslectronique numrique
Codage binaire des nombres entiers
A = (N)b = an .ai a1a0 = anbn + aibi + a1b1 + a0b0
= ai . bi
O b est la base
La base 2: b=2ai { 0 , 1 }A { 0 , 2n 1 }
Ex. passage de la base 10 la base 2
Codage binaire des nombres dcimaux
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
18/107
Rappelslectronique numrique
Codage binaire des nombres entiers relatifs
Dfinitions :
Chiffre binaire ou bit (Binary digit) : la plus petite unit dinformationBinaire de valeur 0 ou 1
Octet (byte) : nombre binaire de 8 bits
Mot (word) : lment dinformation mmoris ou trait dun seul bloc.( 16 , 32 , 64 etc.)
Le traitement de linformation dans les calculateurs (processeurs) seffectueSur des mots de 8 bits 16, 32, etc.Il faut aussi reprsenter les nombres positives et les nombres ngatives.
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
19/107
Rappelslectronique numrique
Pour 8 bits :
Cest le bit le plus fort qui reprsente le signe du mot trait.
A = - an-1 x 2n-1 + ai x 2i ; ai { 0 , 1 }
N-2
i=0A [ -2n-1 , + 2n-1 1 ]
A = - an-1 x 2n-1 + ai x 2ii=0
6
a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0
27 26 25 24 23 22 21 20
- + + + + + + +
-128 +64 +32 +16 +8 +4 +2 +1
Les valeurs max et min ?Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
20/107
Rappelslectronique numrique
Deux reprsentations des nombres :
* Virgule fixe
Avec 8 bits, 28 nombres = 256 combinaisons diffrentes
La prcision = 1 / 256
a7 a6 a5 a4 a3 , a2 a1 a0
Avec plusieurs bits on a plus de prcision
++ rapidit de calcul
-- dynamique limite ()
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
21/107
Rappels
lectronique numrique
* Virgule flottante
Tout nombre est reprsent sous forme :
N = M . bEEx: b10, b2
SM SE e3 e2 e1 e0 .m9 m8 m7 m6 m5 m4 m3 m2 m1 m0
Mantisse(10) ( en virgule fixe )Exposant (4)
++ dynamique large
++ plus de prcision
-- plus de temps de calcul
Ex: representer (+2.5)10 sur 2 octets (16 bits)
Le code dcimal code binaire (DCB ou BCD)Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
22/107
lectronique numrique
Thormes fondamentaux de lalgbre de BOOLE
BOOLE 1847
Algbre qui sapplique des fonctions logiques de variables logiques.
(variables Boolennes)
Toute fonction logique peut tre ralise laide dun petit nombre de fonctionslogiques de base appeles oprateurs logiques ou portes ( gates).
Principaux sont: NON, ET, OU + XOR, NAND, NOR
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
23/107
lectronique numrique
Les thormes:
Thormes des constantes a + 0 = a a x 0 = 0a + 1 = 1 a x 1 =a
Idempotence a + a = a a x a = a= 1 a x a = 0Complmentation a + a
Commutativit a + b = b + a a x b = b x a
Distributivit a + (b c) = (a + b)(a +c)a (b + c) = (a b) + (a c)
Associativit a + (b + c) = (a + b) + c = a + b + c
a (b c) = (a b) c = a b c
Autres relations a = a a + (a b) = aa + (a b) = a + b a (a + b) = a
(a + b)(a + b) = aLicence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
24/107
lectronique numrique
Les circuits logiques lmentaires(reprsentation des fonctions binaires)
La complmentation (inversion ou ngation ou pas) : NON (NO)
e(t)t
ts(t)
a b
0 1
1 0
e(t) s(t)
a b
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
25/107
lectronique numrique
Les circuits logiques lmentaires
La produit (intersection ou multiplication logique) : ET (AND)
ata b p
0 0 0
0 1 01 0 0
1 1 1
a
bp
b
t
tp
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
26/107
lectronique numrique
Les circuits logiques lmentaires
La produel (runion ou addition logique) : OU (OR)
a
sa
b
ta b s
0 0 0
0 1 11 0 1
1 1 1
b
t
st
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
27/107
lectronique numrique
Les combinaisons :
Non Et NAND
NORNon Ou
XOROu exclusif
a b = a b + a b
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
28/107
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
29/107
lectronique numriqueLes paramtres de base dun lment logique
1 La fonction logique ralise
2 Le coefficient de liaison en entre : (nombre maximal
dentres logiques de llment) (dpend de la technologie)pour TTL n = 8
FL fab
n...
3 Le coefficient de liaison en sortie : nombremaximal de branchement de la sortiepour TTL (n= 4 - 10)pour circuits spciales n=30
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
30/107
Les paramtres de base dun lment logiquelectronique numrique
4 La rapidit de fonctionnement
0110tretard tretard
t
t
0,5 Um
0,5 Um
Um
temps de rponse moyen:t rep. moy. = ( t
10ret + t
01ret ) / 2
* Le temps de transition
t = max { t10ret , t01
ret }
* La frquence maximale
fmax = 1 / 2t
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Les circuits numriques
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
31/107
Les circuits numriques
Les circuits logiques 2 tats dquilibre = 2 niveaux de tension ou courant.
Les circuits logiques sont des dispositifs qui excutent des oprations sur desvariables logiques, transportent et traitent des signaux logiques.
Circuit
a1a2a3
an
f1f2f3
f k
- Les circuits combinatoires : circuits idaliss ou le temps de propagationdes signaux nest pas pris en considration. Les signaux de sortie ne
dpendent que des signaux dentre, appliqus linstant considr.
- Les circuits squentiels : circuits o il faut tenir compte du temps de lapropagation des signaux et de la mmoire du circuit .
Les signaux de sortie dpendent mme des signaux dentre appliqus ultrieurement.Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
32/107
L i it i
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
33/107
Les circuits numriques
Les circuits combinatoires
La synthse dun circuit combinatoire:
La synthse dun circuit destin raliser une fonction binaire donne comprendtrois tapes:
- Construire la table de vrit de la fonction logique.
- criture de lexpression de la fonction binaire.
- Simplification de lexpression en vue dobtenir un circuit conomique ouun circuit temps de traverse minimal.
- Passage de lcriture symbolique de lexpression simplifie au schmalectronique du circuit.
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Les circ its n mriq es
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
34/107
Les circuits numriques
Les formes canoniques des fonctions binaires:
Toute fonction binaire peut sexprimer:
-Soit par un produel de produits.
en faisant intervenir toutes les variables directs ou complmentes
- Soit par un produit de produel.
Dune faon general:
F = P0+P1+P2++PN
F = S0S1S2.SNForme canoniquedisjonctive
Forme canoniqueconjonctive
C'est deux expressions sont les deux formes canoniques de la fonction.
Avec: P= minterme S= maxtermeLicence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
35/107
Simplification et minimisation des fonctions boolennes
Les formes canoniques des fonctions reprsentent desfaons relativement compliques dcriture.
Simplifier une fonction boolennes consiste mettre en uvre des mthodesqui permettent dcrire la fonction ou de raliser le circuit correspondant sous
sa forme la plus simple, tout en conservant les caractristiques de la fonction.
Simplification par dveloppement
Simplification par tables de Karnaugh
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
36/107
Exemples des circuits combinatoires
Fonction de transcodage
Circuit
a1
a2a3
an
f1
f2f3
fk
Le circuit est un circuit combinatoire si chacun des combinaisons desvariables a1, a2, an correspond une combinaison et une seul des fonctionsf1, f2, fn.
k=1, circuit logique
k>1, Additionneurs, multiplieurs, dcodeurs, multiplexeurs
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
37/107
Exemples des circuits combinatoires
Multiplexeurs et dmultiplexeurs
MUX
D0
D1D2
D3
S
MUX DEMUX
Conversion srie parallle
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
38/107
Exemples des circuits combinatoires
Dcodeurs codeurs et transcodeurs
Le dcodeurs fait correspondre un code en entre ( sur n lignes) une seuleSortie active parmi les 2n sorties possibles
DEC
X0
X1
X2
X3
S2S1
S15
S0
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
39/107
Exemples des circuits combinatoires
Les comparateurs
Dtection de lgalit de deux nombres
ALU
Dcodeurs dadresses
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
40/107
Exemples des circuits combinatoires
Ladditionneur binaire
a s
ADDLe demi additionneurb r
Ladditionneur complet
ADDComplet
a
b
s
r
r
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
41/107
Exemples des circuits combinatoires
Laddition - soustraction
Calculde s
A
BSn
Calculde r
Rn-1
Ralisationdes
variablesA et B
An
Bn
Commande
Rn
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
42/107
Exemples des circuits combinatoires
Ladditionneur 4 digitsRn
A0 A1 A2 A3
S0
Add k bits
S1Add 4 bitsCommande S2S3
Rn+4
B0 B1 B2 B3
4
k kRn
Rn+k
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
43/107
Ladditionneur
Propagation de la retenue
Rn
Rn+4
S3 S2 S1 S0
t = 4 x t add SN74LS83
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
44/107
Ladditionneur
La retenue anticip
Ai Bi Ri-1 Si Ri N de cas0 0 0 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 1
1 0 0 1 0
1 0 1 0 1
1 1 0 0 11 1 1 1 1
1
Les cas :
2Ri = 01 pas de retenue
32 La retenue propage travers ltage
Ri = Ri-1
Termes Pi = ai + bi = 1
3 La retenue y est indpendamment de Ri Ri = 1
Termes de gnration Gi = ai bi = 1
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Ladditionneur
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
45/107
L additionneur
La retenue anticipA3 B3 A2 B2 A1 B1 A0 B0
Rn
R3 R2 R1 R0
G3 P3 G2 P2 G1 P1 G0 P0
Les expressions :
R0=G0 + RnP0 R1=G1 + R0P1 R2= G2 + R1P2 R3= G3 + R2P3 = Rn+4
Rn+4 = R3 = G3 + P3G2 + P3P2G1 + P3P2P1G0 + P3P2P1P0Rn
SN74LS83ASN74AS181A
SN74AS182transparentsProf. Ouadou M.
3 couches de portes tadd = 3 x t porte
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur
Les circuits numriques
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
46/107
Les circuits squentiels
Les circuits numriques
Les circuits combinatoires nont pas de rtroactions et sont des circuits idauxsans dlai.
Les sorties ne dpendent que des entres au mme instant et ltuderepose sur lalgbre de Boole.
Les circuits squentiels possdent des rtroactions.
Le circuit se rappelle des Entreset des tats prcdents
Il y a une mmoire du pass
CircuitSquent.
+
tats Q
a1a2a3
an
f1f2f3
f k
Ltude des circuits squentiels repose sur la thorie des automates finis.
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
47/107
Les bistables ( les basculeurs ou flip-flops)
Deux inverseurs en opposition.
Deux tats stables
Plusieurs types :
R-S , D , T , J-K
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
48/107
Les bistables ( les basculeurs ou flip-flops)
Deux inverseurs en opposition.
Deux tats stables
Plusieurs types : sans et avec horloge de synchronisation
R-S , D , T , J-K
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
49/107
Les bistables :
Le bistable R-S.
R S Q Q+ Action
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
0
?
?
Q+=Q
Q+=Q
Mise a 1
Mise a 1
Effacement
Effacement
Indetermine
Indetermine
R-S synchonise
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
50/107
Les bistables :
Le bistable J-K.
J K Q Q+ Action
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
0
1
0
Q+=Q
Q+=Q
Mise 1
Mise 1
Effacement
Effacement
Complment
Complment
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
51/107
Les bistables :
Le bistable D.
D C Q Q+ Action
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
1
1
1
Q+=Q
Q+=Q
Mise 0
Mise 0
Q+=Q
Q+=Q
Mise 1
Mise 1
CCircuit plus stable
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences Rabat Prof. Ouadou M.Cours dElectronique et architecture microprocesseur
bi bl
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
52/107
Les bistables :
Le bistable T.
T Q Q+ Action
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
1
1
0
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
L li ti
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
53/107
Les applications
Le registre
Registre 4 bits
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
L li ti
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
54/107
Les applications
Le registre dcalage
Diviseur sur 2
Convertisseur srie/parallle
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Les applications
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
55/107
Les applications
Mmoires rapides
Cours dElectronique et architecture microprocesseurLicence Dosimtrie
Facult des Sciences Rabat Prof. Ouadou M.
Les compteurs
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
56/107
p
Les compteurs ralisent la fonction de dnombrement des vnementsDeux types : asynchrone et synchrone
Asynchrone
Modulo - n
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
57/107
Les compteursAsynchrone
+ circuit plus simple- Temps de comptage plus long
- Problme dalasLicence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Les applications
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
58/107
Les applications
+ Rapidit de comptageModulo - n
synchrone
Les compteurs
- circuit plus complexe n>8
SN74LS190/191
+ pas de problme dalasLicence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Les architecture des processeurs
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
59/107
Historique :
Mp P MdHardward 1944 Mark1946 ENIAC
- Organisation complexe
P MdpVon Neuman 1945
Devenu un standard pour les architectures a utilisations gnerales
ALU + shifter (add, sub, shift) oprations plus faciles raliser
Instr. Compl. ( x , / ) sont ralises par une srie de shift/ADD ou SUB
dans ROM
CISCLicence DosimtrieFacult des Sciences Rabat
Cours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Les architectures des processeurs
Principes de fonctionnement
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
60/107
Principes de fonctionnement
Larchitecture de type Von Neuman (1945)
Caractristiques :
Linformation est code en binaire etreprsente par un ensemble de mots.
Les instructions et les donnes sont codes dela mme faon et sont dans la mme mmoire. Les mots dans la mmoire se distinguent par
leurs adresses. Lutilisation dun seul bus pour le transfert des
donnes.
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Les architectures des processeurs
Principes de fonctionnement
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
61/107
Principes de fonctionnement
Larchitecture de type Von Neumann (1945)
Caractristiques :
Lalgorithme pour rsoudre le problme estralis sous forme de programme.
Le programme est une suite des instructions. Lexcution squentielle des instructions.* Extraction de linstruction;* Dcodage de linstruction;
* extraction des oprandes;* Excution de lopration;* Stockage du rsultat.
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Larchitecture Von NeumannBus unique
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
62/107
Bus unique
Unit decommande
ALU
Mmoire
Programme+
Donnes
UP
UP
UP
UP
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Les architectures des processeurs
Principes de fonctionnement
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
63/107
p
Dfinitions :
Instruction : ensemble de micro- oprations ralises un instant donneffectuant une opration spcifique.
Micro- opration: une des actions ralise au niveau du processeur lors delexcution dune instruction.
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Les architectures des processeurs
Principes de fonctionnement
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
64/107
p
Plusieurs catgories darchitectures Von Neumann selon la maniredadressage spcifie dans linstruction.
COP
COP Adr. Oprande 1
COP Adr. Oprande 1 Adr. Oprande 2
COP Adr. Oprande 1 Adr. Oprande 2 Adr. rsultat
COP Adr. Oprande 1 Adr. Oprande 2 Adr. rsultat Adr. Instr. Suiv.
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Le processeurMmoire centrale
Unit centrale de traitement
CPU
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
65/107
Dispositif de slectiondadresse
Reg Adr Reg Mot
R IC O
Mot mmorisAdr oprande
Dcodeur
Adr instruction
Squenceur de commandesReg dtat
Horloge
Unit de commande
Unit arithmtiqueet logique
Registres
Unit de calcul
CPU
oprandes
Rsultat
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Composition dun processeur:
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
66/107
p p
Mmoire centrale (programmes et donnes)
Unit centrale de traitement (excution des programmes)
Units dE/S (change dinformations avec les unitspriphriques)
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Lunit centrale de traitement
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
67/107
Lunit de commande soccupe de grerlexcution dun programme.
A Deux registre importants :
1 Le registre dinstruction ( RI ) : contient linstruction en
cours dexcution.
2 Le compteur ordinal ( PC ) : contient toujours ladresse dela prochaine instruction excuter. Il est automatiquement
incrment (taille).
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Le cycle de lexcution des instructions
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
68/107
Mmoire RM
RI
Dcodeur
Squenceur de
commandesHorloge
CO (PC)
RA
Les microcommandes
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
69/107
B Dcodeur et squenceur de commandes :
1 Le dcodeurest un dispositif de dcodage des instructions.Cest un circuit combinatoire qui permet partir du champ du codeopration de linstruction de gnrer les diffrents signaux ncessaires lentre du squenceur.
2 Le squenceur de commande est un circuit squentiel qui active lesCircuits ncessaires lexcution de linstruction en cours. Cette unit
a besoin des signaux dune horloge pour enchaner les commandes
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Squenceur cbl : ralis entirement base de
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
70/107
Squenceur cbl : ralis entirement base delogique combinatoire et de la logique squentielle
Dcodeur
Squenceur
Cop
OP
ERAND
ES
INSTRU
CTION
Horloge
+ Plus rapide - Complexit de ralisationLicence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
71/107
Squenceur micro programm : ralis entirement base dune mmoire ROM de pagination et demicroprogrammation.
Ncessite un compteur ordinal pour la lecture squentielledes micro commandes partir de la mmoire demicroprogrammes.
+ simple raliser - Moins rapide
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Cop OprandesLa micro programmation
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
72/107
ROMde
pagination
Compteur ordinalde microprogrammes
Mmoire demicroprogrammes
micro-instruction
Signaux de commande
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Lunit arithmtique et logique
Lunit de commande
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
73/107
Autres reg.
R1
Registregnraux
Rn
M M
ALU
Rg. rsultat
Acc A Acc B
Rg. dtat
M M
M
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
74/107
Le registre dtat (PSW)
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
75/107
Indique ltat du systme aprs opration arithmtique ou logique
Les bits (drapeaux, flags) : indiquent ltat dune condition particuliredans le CPU
C V Z N I
C : Carry flag , Retenue
V : Overflow flag , Dpassement de capacit
Z : Zero
N : Negative
I : Interrupt mask Licence DosimtrieFacult des Sciences Rabat
Cours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Les modes dadressage
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
76/107
Pour faciliter la programmation, les fabricants offrent toute une gammede mthodes pour adresser les oprandes. Le format des instructionsprvoit un champ dans le Cop dont les bits indiquent le mode choisi.
Adressage direct Ad. effective Adressage indirect Ad. De lAd (plusieurs niveaux) Adressage immdiat loprande lui mme
Adressage implicite Indiqu dans le Cop Adressage index Ad=Champ Ad + Rgx Adressage bas Ad=Champ Ad + Rgb
Adressage relatif Ad=Champ Ad + CO Une combinaison des modes
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Le registre pointeur de pileSP Stack pointer
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
77/107
# La pile est une zone de stockage organis en LIFO.
# Le SP est un registre contenant le niveaux de remplissagede la pile.
# 2 oprations fondamentales :
PUSH PULL
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Le registre pointeur de pileSP Stack pointer
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
78/107
* La pile est une structure dynamique.
* La pile conserve lordre de lexcution des vnements.
* En arithmtique la pile garde les op. et les rs. Int.
* En appel des sous-routines la pile garde ladressede retour.
* En traitement des interruptions la pile garde ltat du
Processeur.
* En appel aux procdures la pile est utilis pour la
Passation des paramtres.Licence DosimtrieFacult des Sciences Rabat
Cours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Les mmoires
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
79/107
Dans un ordinateur deux caractristiques essentielles :
La vitesse de traitement Capacit de mmorisation
Une mmoire : dispositif capable denregistrer, de concerver et derestituer des informations codes en binaire.
La mmoire se caractrise par sa capacit, son le temps daccs etson cot par bit
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Hirarchie des niveaux de mmoires
Cot / bits
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
80/107
RgCPU
Antmmoire
Mmoire centrale
Mmoire dappui
Mmoires auxiliaires
Temps daccsCapacit
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Processeur
Bus
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
81/107
Bus interne
PortesMmoirecentrale
Registres
ContrleursDe
priphriques
Mmoiredappui
MP
MP
M.cache
1
3
2
4
ALU
UC
5
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Classification par mode daccs
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
82/107
Mmoires accs squentiel
Mmoires accs semi squentiel
Mmoires accs alatoire
Mmoires accs par le contenu :
Mmoire associative
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
83/107
Cours dElectronique et architecture microprocesseurLicence Dosimtrie
Facult des Sciences Rabat Prof. Ouadou M.
Classification des processeurs
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
84/107
Les processeurs
Processeur de calcul gnral Processeurs spcialiss
Processeurs des grandsSystmes
Plusieurs circuits
Les microprocesseurs Les processeurs paralllesVectoriels ou matriciels
En tranche Mono circuit
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Classification des processeurs
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
85/107
Les processeurs
Processeur de calcul gnral Processeurs spcialiss
Processeursprogrammable
Processeurs paralllesCellules fonction spcifique
Processeurs programme fig
ASIC
A Utilisationgnrale
Domainespcifique
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Dfinitions
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
86/107
Microprocesseur
Microprocesseur en tranche
Systme microprocesseur
Microcontrleur
Famille microprocesseur
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Types des microprocesseurs
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
87/107
Microprocesseurs Microcontrleurs
6811HC05
HC705PIC
1 bit 4 bit 8 bit 16 bit 32 bit808080856800
6809Z806502
80386804868085
68020PII
80866800068004
Z8000
4004MC500B
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
volution de la complexitNb Tr
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
88/107
I8008
MC6800
I4004
I8086
MC 68000
MC68020
Pentium-ProPentium
I386I286
PPC620
PPC601
MC68040I486
Pentium II
CeleronPentium 4
1 000
10 000
100 000
1 000 000
10 000 000
100 000 000
1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001
INTEL
MOTO / IBM
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Intel4004
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
89/107
Pentium I
Pentium IV
Cours dElectronique et architecture microprocesseurLicence Dosimtrie
Facult des Sciences Rabat Prof. Ouadou M.
La famille du microprocesseur MC6800de MOTOROLA
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
90/107
MCM6800 Le microprocesseur
MCM6810 128x8-bits RAM
MCM6830 1024x8-bits ROM
MCM6821 PIA
MCM6850 ACIA
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Structure du microprocesseur MC6800
A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
91/107
Dcodaged instruction
+contrle
Programcounter (H)
Stackpointer (H)
Registred indexe(H)
Registerd instruction
Programcounter (L)
Stackpointer (L)
Registred indexe(L)
AccumulateurA
AccumulateurB
Registred tat
ALU
Data buffer
Porte adresse (H) Porte adresse (L)
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
1
2RESET
NMIHALT
IRQ
TSCDBE
BAVMAR/W
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences Rabat Prof. Ouadou M.Cours dElectronique et architecture microprocesseur
Les pins de MC6800
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
92/107
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Les pins de MC6800
N d i t t d i
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
93/107
Nom des signaux et type de pinSignal name Function Data type
A0 A15 Address lines Output
D0 D7 Data lines Bidirectional
R/W Read and Write lines Output
VMA Valid Memory Address Output
DBE Data Bus Enable Input
RESET Reset Line Input
HALT Halt line Input
BA Bus Available Output
TSC 3-State Control Output
IRQ Interrupt Request Input
NMI Non- Maskable Interrupt Input
1, 2 Phase 1 and 2 Clocks InputVCC, VSS Power and Ground Input
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
94/107
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
95/107
11
22
1 machine cycle
Cours dElectronique et architecture microprocesseurLicence Dosimtrie
Facult des Sciences Rabat Prof. Ouadou M.
7 0
Accumulator A
Accumulator B
A
A
7 0
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
96/107
Accumulator B
Index Register (X)
Stack Pointer (SP)
Program Counter
(PC)
Condition Code
Register (CCR)
BB
15 7 0
XLXLXHXH
15 7 0
SPLSPL
SPHSPH
15 7 0
PCLPCLPCHPCH
7 0
1 1 H I N Z V C1 1 H I N Z V C
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
IRQ M k
Z
C
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
97/107
11 11 HH
Half carry
NN
Negative
VV
Overflow
II
IRQ Mask
ZZ
Zero
CC
Carry
7 6 5 4 3 2 1 0
Cours dElectronique et architecture microprocesseurLicence Dosimtrie
Facult des Sciences Rabat Prof. Ouadou M.
La table dinstruction
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
98/107
Voir MC6800.PDF
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
11
1 cycle
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
99/107
22
R/WR/W
AddressAddress
VMAVMA
DataData
Cours dElectronique et architecture microprocesseurLicence Dosimtrie
Facult des Sciences Rabat Prof. Ouadou M.
6809 Block Diagramm
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
100/107
Cours dElectronique et architecture microprocesseurLicence Dosimtrie
Facult des Sciences Rabat Prof. Ouadou M.
Le 6809
7 B 07 A 0
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
101/107
15 X 0D
Y
U
S
PC
E F H I N Z V C
CCDP
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
6811 Block Diagramm
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
102/107
Cours dElectronique et architecture microprocesseurLicence Dosimtrie
Facult des Sciences Rabat Prof. Ouadou M.
Le 6811
7 B 07 A 0
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
103/107
D
15 IX 0
IY
SP
PC
S X H I N Z V C
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
104/107
La conception des circuits microprocesseurs
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Systme microprocesseur type
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
105/107
EntresCapteurs
Ana. et Num.
SortiesDclencheurs
Ana. et Num.
Microprocesseur
CAN CNA
Interfaceutilisateur
Affichage
Licence DosimtrieCours dElectronique et architecture microprocesseur
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
106/107
La programmation
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.
Quelques liens
http://www.abcelectronique.com/
htt // lld t h t /
-
8/14/2019 Dosi Me Trie
107/107
http://www.alldatasheet.com/
http://www.intel.com/
http://perso.orange.fr/xcotton/electron/constructeurs.htm
http://www.histoire-informatique.org/idx/
http://para.maxim-ic.com/
http://www.abcelectronique.com/
http://fanelectronique.free.fr/
http://www.mon-ordi.com/http://www.ldlc.fr/http://cours.sofad.qc.ca/microinfo/page_princ.htm
Licence Dosimtrie
Facult des Sciences RabatCours dElectronique et architecture microprocesseur Prof. Ouadou M.