Micro contrôleurs M. Boutemeur

Présentation au sujet: "Micro contrôleurs M. Boutemeur"— Transcription de la présentation:

1 Micro contrôleurs M. Boutemeur Madjid.Boutemeur@cern.ch
Volume horaire: Cours+TD = 12 heures TP = 12 heures Documentations : - Microcomputer Engineering, second edition Gene H. Miller, Prentice Hall, ISBN: - Liens pour toute la documentation nécessaire pour le HC12:

2 - Design: Architecture, Implémentation, Réalisation
Contenu des cours Introduction: - Design: Architecture, Implémentation, Réalisation - Micro-contrôleurs: Généralités, nombres, Opérations du CPU, Registres, Modes d ’adressage, Assembleur. La carte 68HC12 de Motorola - Registres, Mémoires, Interruptions, entrées/Sorties, Timer, interfaces, Convertisseurs A/D et D/A, Générateur de signaux. Applications avec le HC12: - Voltmètre numérique, Affichage sur LCD,..

3 Introduction Vue d ’ ensemble: Design = 3 domaines 1) Architecture:
L ’apparence fonctionnelle de l ’ordinateur à l ’utilisateur. Elle défini les fonctions et l ’interface 2) Implémentation: La structure logique qui assure/exécute les fonction de l  ’ architecture. Elle défini comment les fonctions sont exécutées. 3) Réalisation: La structure physique qui incorpore l ’ implémentation. Elle décrit les unités et structures physiques qui sont utilisées pour construire (réaliser la machine/l ’ordinateur).

4 Exemple: Architecture
1) Ensemble d ’instructions: Addition/soustraction, multiplication, Appel(Call),.. 2) Représentation et types de données: 8-bit, 16-bit, 32-bit, 64-bit, paquets, chaînes, fichiers.. 3) Registres: # de registres, taille des registres, utilisation (Spéciale, générale) 4) Modes d ’adressage: Direct, inhérent, indexé, immédiat…. Exemple de machine: IBM 370, Vax 4000, Motorola 68000, Zilog 80, Intel x86, Sun Sparc, Power PC …..

5 Exemple: Implémentation
-Nombre et types d ’unités fonctionnelles: Additionneurs, Multiplieurs, décaleurs(Shift), unités FP (floating point) - Organisation des pipeline - Contrôle câblé et micro-code - Prédiction de branchement - les Caches et les buffers - les interfaces mémoires - les ports entrées/sorties

6 Tubes à vide, TTL, ECL, NMOS, CMOS.
Exemple réalisation - Unités: Tubes à vide, TTL, ECL, NMOS, CMOS. - Interconnections: Cuivre, Alu, PCB, wire-wrap, IC, MCM. - Signaux: électriques, optiques. -Refroidissement: eau, air, azote liquide,...

7 Pourquoi distinguer Architecture, implémentation et réalisation ?
- En général l ’architecture reste constante à travers plusieurs générations de la même machine. - L ’investissement software peut être préservé à travers des implémentations différentes. - Les implémentations peuvent prendre avantage de l ’amélioration des réalisations technologiques: * Croissances des performances * Décroissances des coûts. * Décroissance de la consommation en énergie Question: Discuter l  ’architecture, l ’implémentation et la réalisation de votre PC (sinon votre voiture). Pourquoi définir une architecture pour un ordinateur.

8 C ’est quoi un micro contrôleur ?
CPU Mémoire Entrées/ Sortie Adresses e Données Contrôle

9 Utilisation du Micro-contrôleur
Sont à la base de presque tous les systèmes simples ou complexes incorporant: un automatisme et/ou une capacité à traiter une information ou un signal et/ou une interface et/ou interactivité. Sont à la base de tous les systèmes (artificiels) qui se disent intelligents ou autonomes Systèmes de transport, communications, acquisitions de données, fabrication et productions,……… … même ...la machine à café.

10 Exemple: Contrôle de vitesse d ’une voiture
Accélérateur Timer Contrôle D/A Affichage 90Km/h Set Speed

11 Microprocesseur Simple
Instruction Action (A) +(B) =>A =>A 5A (A) => adresse 5 REG A Instruction REG B Mémoire

12 Micro-contrôleur (Microcontroller)
A/D CPU D/A Port par. Port Ser. Temps Mémoire

13 Microprocesseur Architecture Harvard
Mémoire Données Mémoire Instructions Contrôle et adresse Donnés Instruction ALU Contrôle Contrôle IN Out Status Clock

14 Architecture (Von NEUMAN) PRINCETON
Contrôle &Adresse Mémoires Donnés Instructions Contrôle ALU IN Contrôle OUT Status Clock

15 Architecture du 68HC12 15 Accu B Double Accu D Index register X
7 7 Condition Code Register: CCR 0 C : Carry 1 V : Overflow 2 Z : Zéro 3 N : Négative 4 I : Interupt Mask 5 H : Half-Carry 6 X : X interrupt Mask 7 S : Stop disable Accu A Accu B Double Accu D Index register X Index register Y Stack pointer Program Counter CCR S X H I N Z V Z