TD : Circuits numériques C C Co o or r rr r ri i ig g gé é é d d d d d du u u T

TD : Circuits numériques C C Co o or r rr r ri i ig g gé é é d d d d d du u u T T TD D D5 5 5 Circuits numériques A. KILANI 49 Corrigé TD 5 Exercice N°1 1. Avantages et les inconvénients des circuits logiques programmables :  Avantages : • un seul circuit peut remplacer à lui seul plusieurs circuits logiques de bases. • le câblage est simplifié, l’encombrement et le risque de pannes est réduit. • les composants sont de faible coût • la fonction est modifiable par programmation • certains PLD assurent la confidentialité du programme.  Inconvénients : • la phase de programmation exige des logiciels et du matériel compatibles avec le composant à programmer. • la phase de programmation exige des compétences supplémentaires. • certains PLD ne sont programmables qu’une seule fois, ce qui peut être gênant en phase de développement. 2. Différence entre un PAL et un PLA :  Le PAL est constitué d'une matrice ET programmable suivie d'une matrice OU fixe.  Le PLA est constitué d'une matrice ET suivie d'une matrice OU, les deux matrices sont programmables. 3. Différence entre un ASIC et un ASSP : Les ASIC et les ASSP sont basés sur les mêmes processus de conception et technologies de fabrication. Les deux sont également conçus pour une application spécifique, mais :  les ASIC sont destinés à une compagnie spécifique.  les ASSP sont vendus à de multiples clients. 4. Différence entre un LCA et un FPGA :  Les LCA sont composés de blocs logiques élémentaires de que l'utilisateur peut interconnecter.  Les FPGA sont identiques aux LCA sauf qu'ils permettent une plus grande intégration de portes. Exercice N°2 Les expressions cochées correctes :  Les ASIC et les ASSP sont basés sur les mêmes processus de conception et technologies de fabrication. Circuits numériques A. KILANI 50 Corrigé TD 5  Un PLD est un dispositif qui peut être configuré par le constructeur pour réaliser une fonction logique quelconque.  La structure d'un PAL est constituée d'une matrice ET programmable suivie d'une matrice OU fixe  Les GAL sont des PAL effaçables électriquement.  Les CPLD sont composés par des GAL élémentaires.  Le bloc de sortie des PAL versatiles permet de configurer (par programmation) le mode d'utilisation de la broche de sortie.  La Look Up Table (LUT) permet de configurer les blocs d'entrée/sortie. Exercice N°3 Type : C'est un PAL à trois entrées et deux sorties et deux termes produits (porte AND) par sortie. Type : C'est un PAL à trois entrées et deux sorties et quatre termes produits (porte AND) par sortie. Equations des sorties :  =   +   =  + =   =  Equations des sorties :  =  +   +   +   =  +   +    =  +    + +  =  +    0 0 0 0 Circuits numériques A. KILANI 51 Corrigé TD 5 Exercice N°4 1. Caractéristiques de ce PAL : C'est un PAL à trois entrées et deux sorties et quatre termes produits par sortie. 2. Implémentation des fonctions logiques suivantes : •  , ,  =  +   +    Le troisième terme de cette fonction (  ) lui manque la variable B qui ne doit pas être connectée :  Si on effectue la connexion de la façon ci-dessous on obtient :    = , le terme devient nul donc cette représentation est incorrecte.  La fonction F1 possède uniquement trois termes alors que le PAL utilisé a quatre termes produits par sortie, le quatrième terme de la fonction est donc égal à 0. On le programme de la manière suivante : •  , ,  =  +    Cette fonction uniquement deux termes, les deux autres sont donc nuls, on les programme comme suite : On obtient finalement le PAL programmée par les fonctions données ci-dessus Circuits numériques A. KILANI 52 Corrigé TD 5 Exercice N°5 1. Avec ce PAL on peut réaliser des fonctions logiques à quatre variables d'entrées et quatre termes produits. 2. Réalisation d'un convertisseur DCB → code Gray 4 entrées. • Table de vérité : • Equations des sorties  =   =   +  Circuits numériques A. KILANI 53 Corrigé TD 5  =  +   =   +   • Implémentation du convertisseur :  =   +   + +  =   +  + +  =  +  + +  =  + + + Circuits numériques A. KILANI 54 Corrigé TD 5 Exercice N°6 1. Réalisation d'un additionneur complet avec un PAL. L'étude de ce circuit conduit aux équations suivantes :  =     +   ̅  +   ̅  +   =    +   +  ̅  +  On utilise un PAL à trois entrées et deux sorties et quatre termes produits par sortie. 2. Réalisation d'un multiplexeur 4 vers 1 avec un PAL. MUX 4 vers 1 D0 D1 D2 D3 A1 A0 S Circuits numériques A. KILANI 55 Corrigé TD 5 L'étude de ce circuit conduit à l'équation suivante :  =     +   +    +  D'après cette équation il faut utiliser un PAL à six entrées et une sorties et quatre termes produits par sortie. 3. Réalisation d'un démultiplexeur 1 vers 4 avec un PAL. L'étude de ce circuit conduit aux équations suivantes :  =     ;  =      =    ;  =   Le PAL utilisé est à trois entrées, quatre sorties et 4 termes produits par sortie. Circuits numériques A. KILANI 56 Corrigé TD 5 4. Réalisation avec un PAL d'un comparateur de nombres binaires de deux bits chacun : L'étude de ce circuit donne les équations suivantes :  =   +  +  =   +  +   =   +   +   +   Exercice N°7 1. La table de vérité donnée correspond à un compteur synchrone modulo 8 à base de bascules D. 2. Réalisation du compteur à base de FPAL (PAL à registre). De la table de vérité on déduit les équations des entrées D0, D1 et D2 :  =  +  +    =  +   et directement sans tableau de Karnaugh :  D'où le schéma simplifié de réalisation : Circuits numériques A. KILANI 57 Corrigé TD 5 Exercice N°8 1. Il s'agit d'un registre à décalage à droite entrée série / sortie parallèle. 2. Réalisation du registre à base de FPAL (PAL à registre). D'après le circuit donné, les équations des entrées des bascules D sont :  =   =  =   = Circuits numériques A. KILANI 58 Corrigé TD 5 D'où le schéma simplifié de réalisation : uploads/Industriel/ corrige-td5-cn.pdf

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