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Système microprogrammé Lycée de L’Elorn 1/4 1 Les constituants d'un système mic

Système microprogrammé Lycée de L’Elorn 1/4 1 Les constituants d'un système microprogrammé. 1.1 Les mémoires. Ce sont des composants capables de stocker une certaine quantité de mots binaires. La capacité de stockage s'exprime en octet (1 octet représente une information binaire de 8 bits). 1 kilo octet = 210 octets = 1 024 octets 1 Mega octet = 220 octets = 1 048 576 octets On distingue deux types de mémoires. • Les mémoires vives : RAM (Random Access Memory). On peut y lire et écrire à volonté mais elles doivent rester alimentées pour conserver les données. On distingue : SRAM (Static RAM). DRAM (Dynamic RAM). Elle demande à être rafraîchie périodiquement et est donc plus lente. SDRAM (Synchronous DRAM) : qui est une DRAM dont l'accès est synchrone. • Les mémoires mortes: ROM (Read only Memory) mémoire de masse. On ne peut qu'en lire le contenu mais elles conservent indéfiniment les données, même si le système n'est pas alimenté. On distingue : La PROM : Programmable électriquement une seule fois (OTP) L’EPROM : Programmable électriquement mais effaçable par UV. L’EEPROM : Programmable et effaçable électriquement. La FLASH qui est une mémoire non volatile et réinscriptible, c'est-à-dire une mémoire possédant les caractéristiques d'une mémoire vive mais plus lente (utilisée dans certains microprocesseurs, les appareils photo numériques, téléphones, baladeurs MP3, clef USB ...) 1.2 Le microprocesseur C'est un système séquentiel pouvant effectuer une suite d'opérations binaires en fonction d'une instruction. Il se caractérise entre autres par : • Sa fréquence d'horloge (en MHz). • La grandeur des mots qu'il est capable de traiter (8,16,32 bits...). • Son type d’architecture où on distingue : La combinaison des caractéristiques précédentes détermine la puissance du microprocesseur. La puissance d'un microprocesseur s’exprime en MIPS (Million d’Instructions Par Seconde). Dans les années 1970, les microprocesseurs effectuaient moins d’un million d’instructions par seconde, les processeurs actuels peuvent en effectuer plus de 10 milliards. Les microprocesseurs CISC (Complexe Instruction Set Computer) de conception plus ancienne et moins performants puisqu’ils disposent d’un jeu d’instructions important (env. 500 instructions) ce qui ralentit la recherche de l’instruction désirée d’autant. Ex : Pentium, MC68000, MC68040,... Les microprocesseurs RISC (Reduced Instruction Set Computer) de conception récente et plus performants qui eux disposent d’un petit jeu d’instructions polyvalent (de 160 à 200 instructions), ce qui les rend plus rapide. Ex : i960, RS6000, DecAlpha, PIC, ATMEL Il intègre au matériel les instructions les plus utilisées et permet d'exécuter plusieurs instructions en un seul cycle. professeur : G. Maléjacq Sciences de l’Ingénieur Fiche de cours n°9 Système à base de Microprocesseurs Système microprogrammé Lycée de L’Elorn 2/4 1.3 Les coupleurs d'entrées-sorties (PIO). PIO - Processor Input Output C'est une interface permettant de saisir ou sortir des informations du système (clavier, disquette, écran , HP, convertisseur analogique-numérique ou numérique-analogique ...). Chaque dispositif d'entrées-sorties nécessite un tampon de données qui peut être lu ou écrit par le microprocesseur. 2 Architecture minimale d'un système microprogrammé de type Von Neuman (parallèle) MICROPROCESSEUR Bus d'adresses MEMOIRES MORTES MEMOIRES VIVES Bus d'adresses Bus d'adresses DECODEUR D'ADRESSES COUPLEUR D'ENTREES-SORTIES CS CS CS CS : Chip select (sélection du boîtier) Bus de données Bus de données Bus de données Bus de commande Liaisons extérieures Tous les composants sont reliés à 3 bus d'informations. (Un bus de liaison est constitué de n fils en parallèle). Un bus de données. C'est un bus bidirectionnel qui transporte des données entre les différents éléments du système. Un bus d'adresse. C'est un bus unidirectionnel sur lequel est défini une adresse produite par le µP. Cette adresse spécifie l'origine ou la destination des données transitées sur le bus de données. Le décodeur d'adresse valide le boîtier mémoire (ROM, RAM... PIO) concerné par l'adresse définie sur ce bus. Un bus de commande. Il transporte les principaux signaux de synchronisations entre les composants périphériques et le microprocesseur. R/W , Read/Write: Spécifie l'action envisagée par l'instruction (lecture ou écriture d'une donnée). BS, BA: Bus state, bus available : Valide l'état du bus de données. H : Horloge de synchronisation. 3 Les microcontroleurs Un microcontrôleur est un circuit intégré qui rassemble les éléments essentiels décrits ci- dessus ; processeur, mémoires (mémoire morte pour le programme, mémoire vive pour les données), unités périphériques et interfaces d'entrées-sorties. Les microcontrôleurs se caractérisent par une plus faible consommation électrique, une vitesse de fonctionnement plus faible (quelques mégahertz) et un coût réduit par rapport aux microprocesseurs polyvalents utilisés dans les ordinateurs personnels. Par rapport à des systèmes électroniques à base de microprocesseurs et autres composants séparés, les microcontrôleurs permettent de diminuer la taille, la consommation électrique et le coût des produits. Ils sont fréquemment utilisés dans les systèmes embarqués, comme les contrôleurs des moteurs automobiles, les télécommandes, les appareils de bureau, l'électroménager, les jouets, la téléphonie mobile, etc. Composant ATMega32 Utilisé dans nos robots Système microprogrammé Lycée de L’Elorn 3/4 4 Schéma électrique. Considérons les composants de ce schéma électronique : uploads/s1/ fiche9-micropro.pdf