Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Fiche de travail du Module Microprocesseur U.C Décodeur d'instructions Registre

Fiche de travail du Module Microprocesseur U.C Décodeur d'instructions Registre d'instruction A.L.U Flags Bloc de registres Accumulateur Registre d'adresses Compteur programme (PC) Bus de commandes Bus de données Bus de commandes Bus d'adresses Bus de données Architecture interne d'un microprocesseur 8 bits CLLK RESET U.C (unité de contrôle) :elle gère l’ensemble suite aux directives reçues du décodeur d’instructions. Pour fonctionner elle a besoin de 2 signaux : - CLK : C’est un signal d’horloge très stable (à base de QUARTZ) pour synchroniser les opérations du système. - Reset : commande de remise à zéro permet de forcer le système au démarrage de se pointer à l’adresse début du programme. Décodeur d’instructions : C’est une ROM programmée par le constructeur Elle contient la signification de tous les codes opérations. Registre d’instruction : C’est un registre 8 bits ; il maintient (mémorise) le code de l’opération à exécuter. ALU (unité arithmétique et logique) : c’est l’unité de traitement dans laquelle on exécute toute les opérations arithmétiques (+ , - , x , / ) et les opérations logiques ( AND , OR , XOR , NOT, SHIFT, ROTATE, SET , CLEAR) 1 Fiche de travail du Module Microprocesseur FLAGS (Drapeaux) : c’est un registre d’indicateur d’état, il est composé de 5 indicateurs (Z,CY,AC,P,S). Ces indicateurs sont positionnés suivant l’évènement déclenché suite à chaque opération réalisée dans ALU. Z : zéro cet indicateur est mis à 1 (Z = 1) si le résultat est nul (si non Z=0). CY : Carry (retenue) cet indicateur est mis à 1 CY = 1 )s’il y a une retenue sur le huitième bit (si non CY=0). AC : Auxilliary carry (retenue intermédiaire) cet indicateur est mis à 1 (AC=1) s’il y a une retenue sur le quatrième bit (si non AC=0). P : (parité ) cet indicateur est mis à 1 (P=1) si le résultat est pair (si non P=0). S : (signe ) cet indicateur est mis à 1 ( S=1) si le résultat est négatif (si non S=0). Accumulateur : c’est un registre à usage général il reçoit les résultats de ALU et sauvegarde les données temporaire du système. Bloc de registre : il représente la RAM interne du microprocesseur. Il sauvegarde les informations temporaires Registre d’adresse : C’est un registre 16 bits, il sauvegarde les adresses temporaires. Compteur programme (PC): C’est un compteur binaire commandé par UC. Il fixe l’adresse de l’instruction à exécuter, sa valeur est directement envoyée sur le bus d’adresse. Il est initialisé par la commande RESET 3/ Principe de fonctionnement d’un microprocesseur Pour comprendre comment fonctionne un µP il faut élaborer un petit programme et suivre les étapes réalisées pendant l’exécution. Un programme est un ensemble d’instructions. Une instruction est une opération composée d’un code objet et d’un opérande Code Objet : c’est l’identifient unique de l’opération, il est définit par le constructeur. Opérande : C’est l’information supplémentaire utile pour l’exécution d’une opération. Pour élaborer un programme ; il faut passer par trois phases : - Algorithme - Organigramme - Programme Algorithme : Définir les étapes principales d’un programme. 2 Fiche de travail du Module Microprocesseur Organigramme : schématiser chaque étape par le graphique correspond. Début ou fin d'un programme Opération interne Opération d'entrée / sortie Comparaison ou test Appel procédure Point de liaison Branchement Programme : Représenter chaque étape par l’instruction associée Application : Lire le contenu d’un port d’entrée d’adresse 12.Inverser cette valeur puis afficher le résultat sur le port 13. Refaire infiniment la même chose Algorithme Organigramme Programme Début A < [12] A < A [13] < A 1/ Lire le contenu du port d'entrée 12 2/ Inverser cette valeur 3/ Afficher le résultat sur le port de sortie d'adresse 13 4/ Retourner à l'étape (1) 0100 DB 12 IN 12 0102 2F CMA 0103 D3 13 OUT 13 0105 C3 00 01 JMP 0100 Adresse Code machine Assembleur instructionAdresse code Machine 1 0100 DB 0101 12 2 0102 2F 3 0103 D3 0104 13 4 0105 C3 0106 00 0107 01 3 Fiche de travail du Module Microprocesseur Les phases d’exécution du programme Instru ction Phase Opération Adresse Commande Donnée Type Emplacement 1 0 Lecture 0100 MEMR DB Code objet Registre d’instruction 1 Lecture 0101 ⃗ MEMR 12 Opérande Registre d’adresse 2 Exécution 0012 IOR X Information Accumulateur 2 3 Lecture 0102 MEMR 2F Code objet Registre d’instruction 4 Exécution 0102 - X Résultat Accumulateur 3 5 Lecture 0103 MEMR D3 Code objet Registre d’instruction 6 Lecture 0104 MEMR 13 Opérande Registre d’adresse 7 Exécution 0013 IOW X Information Port 13 4 8 Lecture 0105 MEMR C3 Code objet Registre d’instruction 9 Lecture 0106 MEMR 00 Opérande 1 Registre d’adresse poids faible 10 Lecture 0107 MEMR 01 Opérande 2 Registre d’adresse poids fort Mise sous tension Lecture code Objet Déchiffrage Ya t'il d'opérande? Non Incrémentation compteur programme Lecture Opérande Incrémentation compteur programme Oui Exécution Organigramme de fonctionnement d'un microprocesseur Les différentes architectures des microprocesseurs sont : - Séquentielle: une instruction aura minimum 3 cycles (lecture, décodage, exécution) - Pipeline : une instruction aura minimum 2 cycles (lecture & décodage, exécution) - Parallèle : une instruction aura minimum 1 cycles (lecture & décodage & exécution) - Multiprocesseurs n instructions sont exécutées en même cycle. 4 Fiche de travail du Module Microprocesseur Tableau depuis 1971 à 2008 des architectures avec largeur de bus de données Date Nom Nombre de transistors Fréquence de l'horloge Largeur des données 1971 4004 2 300 108 kHz 4 bits/4 bits bus 2006 Core 2™ Duo 291 000 000 2,4 GHz (E6600) 64 bits/64 bits bus 2007 Core 2™ Quad 2*291 000 000 3 GHz (Q6850) 64 bits/64 bits bus 2008 Intel Core i7 (Nehalem) 731 000 000 2,93 GHz (Core i7 940) - 3,2 GHz (Core i7 Extreme Edition 965) 64 bits/64 bits bus 5 uploads/Litterature/ architecture-dun-microprocesseur 1 .pdf