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EPAI Fribourg - Hervé Page Les systèmes à microprocesseur.

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1 EPAI Fribourg - Hervé Page Les systèmes à microprocesseur

2 Horloge uPRAMROMI/O uP: microprocesseur (CPU: Central Processing Unit) RAM: mémoire vive (RAM: Random Access Memory) ROM: mémoire morte (ROM: Read Only Memory) I/O: entrées / sorties (I/O: Inputs / Outputs) Horloge: rythme le travail du microprocesseur Structure générale Bus de données (DB: Data Bus) Bus dadresses (AB: Address Bus) Bus de commande Architecture de von Neumann

3 Architecture de Harvard Structure générale Bus de données (DB: Data Bus) Bus dadresses (AB: Address Bus) Bus de commande Programme Données et entrées / sorties Dans ce type darchitecture (par exemple utilisée dans les microcontrôleurs PIC), les mémoires contenant le programme ne partagent pas les mêmes bus que le reste du système.

4 Le microprocesseur Le microprocesseur est le « cerveau » de notre système Il effectue les instructions contenues dans le programme Il est capable deffectuer des calculs Il est capable deffectuer des choix en fonction de critères donnés

5 Le microprocesseur La famille RISC (Reduced Instruction Set Computer) (PowerPC de Motorola, famille PIC) Jeu dinstructions limité Une instruction par cycle machine Structure du circuit plus simple, donc moins chère La famille CISC (Complex Instruction Set Computer) (Pentium, famille 8051) Jeu dinstructions très complet Parfois plusieurs cycles machine par instruction Structure du circuit complexe, donc plus chère

6 La mémoire vive Elle perd ses informations si son alimentation est coupée Permet de stocker des données ou des programmes Un bus dadresses permet de sélectionner la place mémoire Le bus de données permet de faire transiter linformation Des entrées de commande permettent de définir le fonctionnement

7 La mémoire vive Bus de données bidirectionnel Bus dadresses unidirectionnel Bus de commande unidirectionnel R/W: lecture /écriture (Read / Write) CS: Sélection du circuit (Chip Select) OE: Validation des sorties (Output Enable)

8 La mémoire morte Elle garde ses informations si son alimentation est coupée Permet de stocker des programmes permanents Un bus dadresses permet de sélectionner la place mémoire Le bus de données permet de faire transiter linformation Des entrées de commande permettent de définir le fonctionnement

9 La mémoire morte Bus de données unidirectionnel Bus dadresses unidirectionnel Bus de commande unidirectionnel CS: Sélection du circuit (Chip Select) OE: Validation des sorties (Output Enable)

10 Les entrées / sorties Permet au système de communiquer avec le monde extérieur Reçoit des informations ou des commandes Boutons de commande, capteurs de températures, etc. Clavier, souris dordinateur, etc. Envoie des informations ou des commandes Commande de moteurs, délectro-vannes, de lampes, etc. Ecrans, imprimantes dordinateur, etc.

11 Les entrées / sorties I / O Périphérique Transmission série Transmission parallèle

12 Lhorloge Donne le rythme de travail au microprocesseur

13 Le bus de données Permet au microprocesseur de recevoir des données depuis les mémoire ou les entrées Permet au microprocesseur denvoyer des données à la mémoire vive ou aux sorties Est bidirectionnel

14 Le bus dadresses Permet au microprocesseur dindiquer aux mémoires ladresse dans laquelle il veut lire Permet au microprocesseur dindiquer à la mémoire RAM ladresse dans laquelle il veut écrire Permet au microprocesseur dindiquer au circuit dentrées/sorties dans quel port de sortie il veut écrire Permet au microprocesseur dindiquer au circuit dentrées/sorties dans quel port dentrée il veut lire Il est unidirectionnel (dans les systèmes simples, sans DMA)

15 Le bus de commande Permet au microprocesseur de sélectionner un circuit périphérique Permet au microprocesseur de valider des sorties de circuits périphériques Permet au microprocesseur dindiquer à la mémoire RAM sil veut effectuer une opération de lecture ou décriture. Le bus est bidirectionnel (Si lon a des interruptions venant du circuit dentrées / sorties)

16 Horloge uPRAMROMI/O Structure générale Bus de données Bus dadresses Bus de commande La largeur du bus correspond au nombre de lignes parallèles qui le composent (ici, 8 bits pour le bus de données et 16 bits pour le bus dadresses) 16 8

17 Horloge uPRAMROMI/O Le microcontrôleur (par exemple la famille PIC) Le microcontrôleur est un circuit comprenant ces différents éléments.


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