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EPAI Fribourg - Hervé Page
Les systèmesà
microprocesseur
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Horloge uP RAM ROM I/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 d’adresses (AB: Address Bus)
Bus de commande
Architecture de
von Neumann
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Architecture de
Harvard
Structure générale
Bus de données (DB: Data Bus)
Bus d’adresses (AB: Address Bus)
Bus de commande
Programme Données et entrées / sorties
Dans ce type d’architecture (par exemple utilisée dans les microcontrôleurs PIC), les mémoires contenant le programme ne partagent pas les mêmes bus
que le reste du système.
I/OROM RAMHorloge
uP
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uP I/OROMRAMHorloge
Le microprocesseur
Le microprocesseur est le « cerveau » de notre système
Il effectue les instructions contenues dans le programme
Il est capable d’effectuer des calculs
Il est capable d’effectuer des choix en fonction de critères donnés
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uP I/OROMRAMHorloge
Le microprocesseur
La famille RISC (Reduced Instruction Set Computer)
(PowerPC de Motorola, famille PIC)
•Jeu d’instructions 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 d’instructions très complet
•Parfois plusieurs cycles machine par instruction
•Structure du circuit complexe, donc plus chère
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uP I/OROMRAMHorloge
La mémoire vive
Elle perd ses informations si son alimentation est coupée
Permet de stocker des données ou des programmes
Un bus d’adresses permet de sélectionner la place mémoire
Le bus de données permet de faire transiter l’information
Des entrées de commande permettent de définir le fonctionnement
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R/W
OE
CS
uP I/OROMRAMHorloge
La mémoire vive
Bus de donnéesbidirectionnel
Bus d’adressesunidirectionnel
Bus de commandeunidirectionnel
R/W: lecture /écriture(Read / Write)
CS: Sélection du circuit(Chip Select)
OE: Validation des sorties(Output Enable)
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uP I/OROMRAMHorloge
La mémoire morte
Elle garde ses informations si son alimentation est coupée
Permet de stocker des programmes permanents
Un bus d’adresses permet de sélectionner la place mémoire
Le bus de données permet de faire transiter l’information
Des entrées de commande permettent de définir le fonctionnement
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uP I/OROMRAMHorloge
La mémoire morte
OE
CS
Bus de donnéesunidirectionnel
Bus d’adressesunidirectionnel
Bus de commandeunidirectionnel
CS: Sélection du circuit(Chip Select)
OE: Validation des sorties(Output Enable)
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uP I/OROMRAMHorloge
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 d’ordinateur, etc.
Envoie des informations ou des commandes
•Commande de moteurs, d’électro-vannes, de lampes, etc.
•Ecrans, imprimantes d’ordinateur, etc.
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1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1
10010101
10010101
Les entrées / sorties
uP I/OROMRAMHorloge
I / O
I / O
Périphérique
Périphérique
Transmission série
Transmission parallèle
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I/OROMRAMHorloge
uP
L’horloge
Donne le rythme de travail au microprocesseur
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I/OROMRAMHorloge
uP
Le bus de données
Permet au microprocesseur de recevoir des données depuis les mémoire ou les entrées
Permet au microprocesseur d’envoyer des données à la mémoire vive ou aux sorties
Est bidirectionnel
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I/OROMRAMHorloge
uP
Le bus d’adresses
Permet au microprocesseur d’indiquer aux mémoires l’adresse dans laquelle il veut lire
Permet au microprocesseur d’indiquer à la mémoire RAM l’adresse dans laquelle il veut écrire
Permet au microprocesseur d’indiquer au circuit d’entrées/sorties dans quel port de sortie il veut écrire
Permet au microprocesseur d’indiquer au circuit d’entrées/sorties dans quel port d’entrée il veut lire
Il est unidirectionnel (dans les systèmes simples, sans DMA)
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I/OROMRAMHorloge
uP
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 d’indiquer à la mémoire RAM s’il veut effectuer une opération de lecture ou d’écriture.
Le bus est bidirectionnel (Si l’on a des interruptions venant du circuit d’entrées / sorties)
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Horloge uP RAM ROM I/O
Structure générale
Bus de données
Bus d’adresses
Bus de commande
La largeur du bus correspond au nombrede lignes parallèles qui le composent (ici, 8 bits pour le bus de données et 16 bits pour le bus d’adresses)
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Horloge uP RAM ROM I/O
Le microcontrôleur
(par exemple la famille PIC)
Le microcontrôleur est un circuit comprenant cesdifférents éléments.