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Support de cours «A quoi ça peut-il bien servir ?» Ingénieur chez IBM à qui l'o

Support de cours «A quoi ça peut-il bien servir ?» Ingénieur chez IBM à qui l'on présentait une puce électronique, 1968. Sébastien BERNARD – LYCEE LACHENAL Quelques dates clés La réplique du premier transistor Sébastien BERNARD – LYCEE LACHENAL «Tout ce qui peut être inventé a été inventé.» Charles H. Duell, Délégué aux brevets Américains, 1899 1904 ‐ la diode par John FLEMING : Premier tube à vide. 1907 ‐ la triode par L. DE FOREST : Mise au point à partir de la diode de J. FLEMMING, sur laquelle il rajoute une feuille métallique, "l'audion" qui s'appellera ensuite "triode" est un amplificateur d'intensité électrique. La première "lampe" réellement utilisable a été mise au point en France par H. ABRAHAM 1919 ‐ Basculeur (flip‐flop) de W. H. ECCLES et F. W. JORDAN C'est un circuit électronique bistable, composé de deux triodes. Il faudra encore une quinzaine d'années avant que l'on s'aperçoive que ce circuit pouvait servir de base à l'utilisation électronique de l'algèbre de BOOLE. Sébastien BERNARD – LYCEE LACHENAL 1940 ‐ Circuit Imprimé Les composants devenant de plus en plus petits, on les fixe sur des petites plaquettes isolantes sur lesquelles ces composants sont reliés électriquement par des pistes métalliques très fines. 1947 ‐ Le transistor bipolaire à jonction Le commencement de l’électronique « moderne » 1954 ‐Transistor au silicium Beaucoup moins cher, plus facile à produire et à utiliser (mais hélas ayant une vitesse de conduction moins élevée) que le germanium, le silicium va devenir le symbole d'une nouvelle ère. Sébastien BERNARD – LYCEE LACHENAL 1959 ‐Transistor à effet de champ Plus proche de la triode que ne l'est le transistor bipolaire, celui‐ci est composé d'une électrode appelée grille qui module la conductance entre une zone dite source et une autre dite drain. 1959 ‐ Circuit intégré par Jack KILBY Le principe consiste à fabriquer dans un même bloc de semi‐ conducteur (une puce ) plusieurs composants (résistances, condensateurs, transistors). Cette idée sera reprise quelques mois plus tard par Robert NOYCE qui intégrant la technologie planar mettra au point des procédés toujours utilisés aujourd'hui. 1960‐ Diodes Électroluminescentes Fabriquées à l'aide de semi‐ conducteurs (sous forme d'alliage binaire de Phosphure de Gallium et d' Arséniure de Gallium), ces diodes ont la propriété d'émettre de la lumière dans le spectre infrarouge ou visible. Leurs principales qualités sont une très faible consommation, une grande rapidité et une durée de vie quasi‐illimitée. Sébastien BERNARD – LYCEE LACHENAL 1970 ‐Technologie M.O.S (Metal Oxyde Semiconductor) Cette technologie permet de fabriquer des transistors plus petits et plus rapides. Une course à la densité, à la vitesse et à la consommation commence... On parle alors de SSI (Small Scale Integration) : 30 à 80 transistors, MSI (Medium Scale Integration) , LSI (Large Scale Integration) , VLSI (Very Large Scale Integration) ... 1971 ‐ Le premier microprocesseur: le 4004 d'Intel Il comporte 2300 transistors et exécute 60 000 opérations par seconde à une fréquence de 108 Khz. Sa puissance était égale à celle de l'ENIAC 1974‐ Un français Roland Moreno dépose les brevets de la carte à puce, objet fait d’une lame de plastique standardisée sur laquelle est déposée une puce. Cette dernière dispose d’un microprocesseur lui permettant de faire des calculs, d'une mémoire permettant de les traiter et d’un port pour communiquer avec les ordinateurs. Dès 1981, la carte à puce est utilisée dans les cartes bancaires françaises, mais elle aura aussi des applications dans la téléphonie grâce aux cartes téléphoniques puis aux cartes SIM. Sébastien BERNARD – LYCEE LACHENAL Historique Intel® 4004 microprocessor Sébastien BERNARD – LYCEE LACHENAL «J'ai parcouru le pays de long en large et parlé avec les meilleurs personnes, et je peux vous assurer que l'informatique est une lubie qui ne durera pas plus d'un an.» Editeur chez Prentice Hall, 1957. Sébastien BERNARD – LYCEE LACHENAL Parti de 2300 transistors intégrés dans une puce en 1971 cadencé à 108 kHz (<0.5 mips) (Intel 4004), les µproc et µcontr actuels sont composé de 2 x 410 000 000 transistors cadencé à 3200 Mhz pour une puissance de calcul de 2 x 24 200 MiPS Sébastien BERNARD – LYCEE LACHENAL La finesse de gravure permettant des motifs de plus en plus petits, on arrive a intégrer de plus en plus de transistor par unité de surface : L’intérêt principal est la réduction de l’encombrement de la carte électronique avec toujours plus de puissance de calcul à cout constant. contre la logique câblée Structure simplifiée d’une carte µprogrammée Sébastien BERNARD – LYCEE LACHENAL «Je pense qu'il y a un marché mondial pour environ 5 ordinateurs.» Thomas WATSON, président d'IBM, 1943. Unité de commande Unité Arithmétique et Logique microprocesseur Mémoire de programme (ROM) Mémoire de donnée (RAM) Coupleurs d’E/S Horloge En logique câblée, les informations sont traitées en parallèle par autant d’opérateurs logiques qu’il est nécessaires. => Complexité de traitement limitée. En logique programmée, un opérateur unique capable de réaliser plusieurs opérations (OU, ET, +, ‐ , x, etc.) traite séquentiellement les informations en fonction des ordres élémentaires appelés des instructions.3. La logique programmée3. La logique programmée3. La logique programmée AVANTAGES DE LA LOGIQUE PROGRAMMEE3. La logique programmée3. La logique programmée3. La logique programmée Utilisation de composants ayant une grande densité d’intégration ‐> Carte électronique de faible encombrement. Les composants utilisés sont programmables : L’application peut être mise au point ou totalement modifiée. Processus à base de µprocesseur = Liste des instructions, rangée en mémoire Élément capable d’effectuer ces instructions le processeur Moyens de recevoir/émettre des données les interfaces ou périphériques Des liaisons électriques entre ces organes les bus Une horloge (cadence l’exécution)3. La logique programmée3. La logique programmée3. La logique programmée Architecture de base3. La logique programmée3. La logique programmée3. La logique programméeLors du fonctionnement du système le µP à besoin de stocker des variables temporaires (perdue a la coupure d’alimentation).Lors du fonctionnement du système le µP à besoin de stocker des variables temporaires (perdue a la coupure d’alimentation).Lors du fonctionnement du système le µP à besoin de stocker des variables temporaires (perdue a la coupure d’alimentation).Lors du fonctionnement du système le µP à besoin de stocker des variables temporaires (perdue a la coupure d’alimentation).Lors du fonctionnement du système le µP à besoin de stocker des variables temporaires (perdue a la coupure d’alimentation).Lors du fonctionnement du système le µP à besoin de stocker des variables temporaires (perdue a la coupure d’alimentation).Lors du fonctionnement du système le µP à besoin de stocker des variables temporaires (perdue a la coupure d’alimentation).Lors du fonctionnement du système le µP à besoin de stocker des variables temporaires (perdue a la coupure d’alimentation).Lors du fonctionnement du système le µP à besoin de stocker des variables temporaires (perdue a la coupure d’alimentation).Lors du fonctionnement du système le µP à besoin de stocker des variables temporaires (perdue a la coupure d’alimentation).Lors du fonctionnement du système le µP à besoin de stocker des variables temporaires (perdue a la coupure d’alimentation).Lors du fonctionnement du système le µP à besoin de stocker des variables temporaires (perdue a la coupure d’alimentation). Unité de commande Unité Arithmétique et Logique microprocesseur Mémoire de programme (ROM) Mémoire de donnée (RAM) Coupleurs d’E/S Etc.. Périphériques HorlogeLa mémoire morte contient le programme que doit exécuter le µprocesseur. Elle peut également contenir les données constantes qui ne peuvent être modifiées.La mémoire morte contient le programme que doit exécuter le µprocesseur. Elle peut également contenir les données constantes qui ne peuvent être modifiées.La mémoire morte contient le programme que doit exécuter le µprocesseur. Elle peut également contenir les données constantes qui ne peuvent être modifiées.La mémoire morte contient le programme que doit exécuter le µprocesseur. Elle peut également contenir les données constantes qui ne peuvent être modifiées.La mémoire morte contient le programme que doit exécuter le µprocesseur. Elle peut également contenir les données constantes qui ne peuvent être modifiées.La mémoire morte contient le programme que doit exécuter le µprocesseur. Elle peut également contenir les données constantes qui ne peuvent être modifiées.La mémoire morte contient le programme que doit exécuter le µprocesseur. Elle peut également contenir les données constantes qui ne peuvent être modifiées.La mémoire morte contient le programme que doit exécuter le µprocesseur. Elle peut également contenir les données constantes qui ne peuvent être modifiées.La mémoire morte contient le programme que doit exécuter le µprocesseur. Elle peut également contenir les données constantes qui ne peuvent être modifiées.La mémoire morte contient le programme que doit exécuter le µprocesseur. Elle peut également contenir les données constantes qui ne peuvent être modifiées.La mémoire morte contient le programme que doit exécuter le µprocesseur. 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