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1 Dr. Ndiaye Césaire Présenté par Présenté par Présenté par Dr. Césaire Dr. Cés

1 Dr. Ndiaye Césaire Présenté par Présenté par Présenté par Dr. Césaire Dr. Césaire Dr. Césaire NdiayeNdiayeNdiaye Electronique numérique 2 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique III- Les registres L'UAL comprend des registres; Les registres sont aussi incorporés dans l'unité de commande 3 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique III- Les registres Un registre est une association de N bascules réalisant la fonction de mémoire N bits. Au front d’horloge, l’information A3A2A1A0 est copiée dans Q3Q2Q1Q0 et y reste jusqu’au prochain front: Un registre permet de mémoriser ( sauvegarder) une information sur n bits. et, pour certains types de registres, d'effectuer des translations ou décalages sur ces mots. C’est quoi un registre ?Plusieurs types de registres Plusieurs types de registres : Registres de mémorisation (stockage). Registres à décalage (mémorisation et décalage). Registres universels ( multifonctionnels). … 4 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique III- Les registres: 1- Registres de mémorisation Réalisation avec des bascules D Tous les bits du mot à traiter écrits et lus simultanément. Stockage et transfert en parallèle d’un mot de n bits Registre à écriture parallèle et lecture parallèle Information emmagasinée sur un signal de commande et ensuite conservée et disponible en lecture. 5 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique III- Les registres: 2- Registres à décalage Registre à décalage: décale bit par bit un mot binaire soit vers la gauche, soit vers la droite. Le registre à décalage peut être à écriture et à lecture série ou parallèle. Bascules interconnectées de façon à ce que l'état logique de la bascule de rang i puisse être transmis à la bascule de rang i+1 (ou i-1) quand un signal d'horloge est appliqué à l'ensemble des bascules. Possibilité Possibilitéde decharger chargerl’information l’informationde dedeux deuxmanières manières: -Entrée parallèle : comme dans le cas d'un registre de mémorisation. - Entrée série : Information présentée séquentiellement bit après bit à l'entrée de la première bascule. A chaque signal d'horloge un nouveau bit est introduit pendant que ceux déjà mémorisés sont décalés d'un niveau dans le registre. 6 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique III- Les registres: 2- Registres à décalage 7 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique III- Les registres: 2- Registres à décalage Registre à écriture série et lecture série Fonction décalage à droite E sur Qn après n fronts actifs de H Décalage à droite de n bits: Division par 2n 8 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique III- Les registres: 2- Registres à décalage Registre à écriture série et lecture série Fonction décalage à gauche E sur Q1 après n fronts actifs de H Décalage à gauche de n bits : Multiplication par 2n 9 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique III- Les registres: 2- Registres à décalage Registre à écriture série et lecture parallèle Lorsque l’entrée est stockée, chaque bit apparaît simultanément sur les lignes de sortie.Rôle Rôle: Transformation d’un codage temporel (succession des bits dans le temps) en un codage spatial (information stockée en mémoire statique). Registre de 4 bits à entrée série et sortie parallèle 10 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique Registre à écriture parallèle et lecture série III- Les registres: 2- Registres à décalage Si X = 1 l'entrée parallèle est inhibée et l'entrée série est validée. Si X = 0 l'entrée série est bloquée par contre le chargement par l'entrée parallèle est autorisé. Rôle: Transforme un codage spatial en codage temporel Registre à décalage à entrée parallèle ou série et sortie série 11 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique III- Les registres: 3- Registre universel Le registre universel permet quatre modes de fonctionnement commandés par deux variables S1 et S2. Entrées de sélection S1 et S2 : Entrées de sélection de multiplexeurs connectés aux entrées des bascules. Multiplexeurs à quatre entrées permettant donc quatre modes de fonctionnement : l’entrée D de chaque bascule est ainsi fonction du mode de fonctionnement désiré. 12 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique III- Les registres: 3- Registre universel Registre universel = Registre multi-fonction Chargement série ou parallèle (MODE, ESD, ESG, Ei) Décalage à droite et à gauche (SENS) Lecture série ou parallèle (SSD, SSG, ou Qi) Initialisation (INIT) 13 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique III- Les registres: 4- Types de mémoires Principales caractéristiques d'une mémoire La capacité, représentant le volume global d'informations (en bits) que la mémoire peut stocker ; Le temps de cycle, représentant l'intervalle de temps minimum entre deux accès successifs ; Le débit, définissant le volume d'information échangé par unité de temps, exprimé en bits par seconde ; La non volatilité caractérisant l'aptitude d'une mémoire à conserver les données lorsqu'elle n'est plus alimentée électriquement ; Le temps d'accès, correspondant à l'intervalle de temps entre la demande de lecture/écriture et la disponibilité de la donnée. Caractéristiques techniques des mémoires 14 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique III- Les registres: 4- Types de mémoires RAM = Mémoire vive = Mémoire système = Mémoire volatile RAM = Mémoire vive = Mémoire système = Mémoire volatile Rapidité d'accès : Fournit rapidement les données au processeur. Volatilité : Données perdues dès que l'ordinateur cesse d'être alimenté en électricité. SRAM (Static RAM) : Utilise des bascules pour mémoriser l'info ; très rapide mais coûteux en composants ; temps d'accès : de l'ordre de 1 ns ; utilisée pour le cache, par exemple. DRAM (Dynamic RAM) : utilise des charges de condensateurs (plus économique) ; moins rapide que la SRAM, nécessite des rafraîchissements ; temps d'accès : de l'ordre de 10 ns ; utilisée pour la mémoire principale. Mémoires vives 15 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique III- Les registres: 4- Types de mémoires Mémoires fixesMémoires non volatiles accessibles par adresses Mémoires non volatiles accessibles par adresses PLD (Programmable Logic Devices): Composants logiques programmables. ROM (Read Only Memory) : ni réinscriptible, ni effaçable. Données enregistrées à la fabrication. Moins chère que la RAM. PROM PROM(Programmable (ProgrammableROM) ROM) : inscriptible une seule fois (à base de fusibles). EPROM (Erasable PROM) : réinscriptible après effacement UV. EEPROM (Electrically EPROM) : effaçable (par octets) par application d'impulsions. Plus facile à reprogrammer, mais plus lente et de capacité plus faible que l'EPROM. PLA PLA(Programmable (ProgrammableLogic LogicArray Array)): Réseau logique programmable. Connexions par fusibles programmables. 16 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique III- Les registres: 4- Types de mémoires Mémoires fixesMémoires non volatiles accessibles par adresses Mémoires non volatiles accessibles par adresses Mémoires Flash : Effaçable et réinscriptible par blocs, sans démontage. Faible temps d'accès ( 50 ns) Dégradation rapide (par rapports aux disques). Mémoires de masse (disques durs, CDs, DVDs, ...) : Grande capacité Très lentes ( 10 ms pour les disques durs). 17 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique III- Les registres: 4- Types de mémoires Les réseaux logiques programmablesRéseau logique programmable (circuit logique programmable) Réseau logique programmable (circuit logique programmable) Circuit qui peut être configuré par l’utilisateur pour avoir une ou plusieurs fonctions logiques. Circuit constitué d’un ensemble d’opérateurs ET et OU organisés sous forme de deux matrices: • Matrice des ET = Ensemble de portes AND qui permet de relier les différentes variables d’entrées . • Matrice des OU = Ensemble de portes OR qui permet de relier les différents termes AND. • Une matrice peut être programmable ( paramétrable ) ou figée (préconfigurée ). La programmation consiste à faire bruler (sauter) les fusibles des termes ( ou des variables ) qu’on ne veut pas utiliser et à laisser les fusibles utiles . La programmation se fait une seule fois : une fois les fusibles brulés on ne peut pas les réparer. 18 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique III- Les registres: 4- Types de mémoires Les réseaux logiques programmables 19 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique III- Les registres: 4- Types de mémoires Les réseaux logiques programmables Principe des portes ET Une matrice ET programmée Une matrice ET non programmée 20 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique III- Les registres: 4- Types de mémoires Les réseaux logiques programmables Principe des portes OU Une matrice OU programmée Une matrice OU non programmée 21 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique III- Les registres: 4- Types de mémoires Les réseaux logiques programmables Schéma général d’un réseau logique programmable Selon le type des deux matrices on peut distinguer les trois types suivants : Matrice ET figée et OU programmable: PROM (Programmable Read-Only Memory) Matrice ET programmable et OU figée: PAL(Programmable Array Logic) Matrice ET programmable et OU programmable: FPLA (Field Programmable Array Logic) 22 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique III- Les registres: 4- Types de mémoires Les réseaux logiques programmables Matrice ET figée : les produits sont déterminés. La matrice des ET permet de générer toutes les combinaisons Possibles. La programmation consiste à choisir des termes et les relier par des OU. Les PROM Exemple 23 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique III- Les registres: 4- Types de mémoires Les réseaux logiques programmables Les PLA Exemple La matrice OR est figée : chaque terme OU comporte un nombre déterminé de termes ET. La matrice ET est programmable 24 Dr. Ndiaye Césaire Electronique numérique III- Les registres: 4- Types de mémoires Les réseaux logiques programmables Les FPLA Exemple Exemple: Générateur de parité f(A,B,C)=1 si (ABC)2 contient un nombre impair de 1 et 0 sinon. Les uploads/Litterature/ cours-elec-num-3-partie-ii.pdf