EPAI Fribourg - Hervé Page

Les systèmesà

microprocesseur

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

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

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

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

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

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)

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

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)

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.

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

I/OROMRAMHorloge

uP

L’horloge

Donne le rythme de travail au microprocesseur

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

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)

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)

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)

16

8

Horloge uP RAM ROM I/O

Le microcontrôleur

(par exemple la famille PIC)

Le microcontrôleur est un circuit comprenant cesdifférents éléments.