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Option Informatique Industrielle
Baudot Romaric
Joulié Gabriel
Rampal Vincent
ESSI - 19 Avril 2002
INTRODUCTION ................................................................................................................................................. 3
PRESENTATION DU LECTEUR DE CARTE ................................................................................................. 3
CONSIDERATIONS MATERIELLES ......................................................................................................................... 3
CODAGE DES DONNEES SUR UNE CARTE .............................................................................................................. 3
REALISATION DU COMPOSANT PRINCIPAL ............................................................................................ 4
INTRODUCTION ................................................................................................................................................... 4
SCHEMA DE PRINCIPE .......................................................................................................................................... 5
LES DIFFERENTS MODULES .................................................................................................................................. 5
SCHEMA LOGIQUE ............................................................................................................................................... 5
CABLAGE COTE COMPOSANT............................................................................................................................... 7
COTE 68020......................................................................................................................................................... 8
PARTIE LOGICIEL ............................................................................................................................................ 9
INTRODUCTION ................................................................................................................................................... 9
LISTING DU PROGRAMME .................................................................................................................................... 9
CONCLUSION ..................................................................................................................................................... 9
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Introduction
Pour aborder les problèmes d’informatique industrielle, il nous à été demandé de réaliser
un composant ayant pour but le décodage d’informations contenues sur une carte magnétique.
Le principe est de créer une carte sur laquelle est greffé un lecteur de carte magnétique, une
puce programmable servant de décodeur de données ainsi que de module de communication
avec un processeur 68020. De plus, il est nécessaire de développer le programme s’exécutant
sur le processeur 68020 et permettant d’afficher les données lues sur la carte magnétique.
Lors d’une année précédente, un étudiant de l’ESSI a développé une carte mère
supportant un microprocesseur 68020. Il nous a été demandé de développer notre carte de
décodage pour qu’elle soit compatible avec la carte mère ESSI et ainsi pouvoir travailler avec
du matériel fait maison.
Présentation du lecteur de carte
Considérations matérielles
Boîtier externe relié par 5 fils :
 présence carte (fil jaune) actif à l’état haut
 données en logique inverse (fil vert)
 horloge (fil bleu), n’est valide qu’après que les données soient passées à 0
 alimentation (fil rouge) +5V
 masse (fil noir)
Codage des données sur une carte
Sur la carte, les données sont codées sur plusieurs pistes qui comportent chacune une
information différente. Nous ne nous intéresserons qu’à deux d’entre elles, à savoir l’horloge,
une suite de 0 et 1 visant à rythmer le passage de la carte pour en permettre le décodage, et
une piste de données comprenant notamment un nom et un numéro.
Lors du passage d’une carte, on reçoit les bits en série avec d’abord le bit de poids le
plus fort et le bit de parité en dernier. Les données sont codées suivant un dérivé de l’ASCI. Il
faut faire attention car les données sont codées en logique inverse sur la carte magnétique,
ainsi l’information reçue est le complémentaire de l’information affichée. De plus l’ASCI est
sur 7 bits (0x00 - 0x7F) mais on utilisa uniquement des lettres minuscules et des nombres (pas
de caractères spéciaux, ni majuscules…). Ces caractères sont codés au format 11X XXXX
pour les lettres car elles vont de 0x61 à 0x7A, et au format 011 XXXX pour les chiffres qui
vont de 0x30 à 0x39. Ainsi, on fera l’économie du codage et donc de la transmission du 6ème
bit, puisqu’il est toujours à 1. Le 7ème bit correspond à la parité des 6 précédents, il sera
transmit, mais ne sera pas traité dans cette application. On se contentera de reformer l’octet et
de le transmettre à la carte mère. Cet octet aura tout de même une différence par rapport à de
l’ASCI : le bit de poids fort codera la présence de la carte.
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Présence
Carte
Horloge
Data
Données lues
1
0
0
1
0
1
0
Réalisation du composant principal
Introduction
La fonction de ce composant et de décoder les informations en provenance du lecteur de
carte magnétique et de les transmettre au processeur 68020 via le bus de données, quand
celui-ci l’interroge. Ce composant sera donc placé entre le lecteur de carte et le processeur
68020. Ce composant devra donc traiter les signaux en provenances du lecteur de carte, mais
aussi ceux du bus d’adresse, permettant de sélectionner, ainsi que ceux du bus de données. Le
composant doit aussi gérer les signaux de contrôles ASTROBE, indiquant que l’adresse
présente sur le bus d’adresse est correcte, DSAC0, indiquant que 8 bits de données sont
présentes sur le bus de données et TZL indiquant que les données présentent sur le bus de
données sont correctes.
En regardant les spécifications de la carte mère faite à l’ESSI, on s’aperçoit, que la plage
d’adresse allouée pour la carte est comprise entre $00800000 et $00FFFFFF. Comme une
seule carte va être connectée, nous avons décidé de simplifier le décodeur d’adresse. Ainsi la
carte sera sélectionnée si les 8 bits de poids forts sont à 0 et le bit numéro 23 à 1 sur le bus
d’adresse.
Pour créer ce composant, nous allons utiliser un FPGA, que nous allons programmer.
L’ESSI nous à donc mis à disposition un composant Altera et son interface de programmation
MAX+PLUS II.
4
Schéma de principe
Lecteur de cartes
Compteur
modulo 7
8
Comparateur
à7
8
Registre à
décalages
Bus de donnée
Validation
DSAC0
TZL
Décodeur
d’adresse
Bus d’adresse ASTROBE
Les différents modules
Le registre à décalage, sert à construire l’octet pour le µP. Le bit de parité sera stocké
mais jamais transmit.
Le compteur modulo 7 permet de savoir combien de bits ont été lus.
Les deux modules précédents utilisent le signal d’horloge du lecteur de carte. Il est
nécessaire d’inhiber ce signal tant que data n’est pas passé une fois à zéro.
Le comparateur a sept envoie un signal quand la lecture d’un octet est terminée.
Le décodeur d’adresse envoie un signal type Chip Select pour dire quand le composant
est adressé.
La partie validation met les signaux DSAC0 et TZL à 0 si :
 Soit le composant est sélectionné et la carte n’est pas présente.
 Soit le composant est sélectionné et 7 bits ont été lus sur la carte magnétique et qu’ils
n’ont pas encore été transmis sur le bus de données.
Schéma logique
[ Voir page suivante ]
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[ Page pas à rendre ]
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Réalisation de la carte
Câblage coté composant
A23
A24
A25
GND
A26
A27
A28
A29
VCC
A30
A31
R
E A
S S
J
E T
V a B
R R
e u l V G G G G G V O
r n e C N N N N N E B
t e u C D D D D D D E
-----------------------------------_
/
6 5 4 3 2 1 44 43 42 41 40
|
| 7
39 |
| 8
38 |
| 9
37 |
| 10
36 |
| 11
35 |
| 12
EPM7032LC44-12
34 |
| 13
33 |
| 14
32 |
| 15
31 |
| 16
30 |
| 17
29 |
|_ 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 _|
-----------------------------------R R R R G V R R R R D
E E E E N C E E E E S
S S S S D C S S S S A
E E E E
E E E E C
R R R R
R R R R 0
V V V V
V V V V
E E E E
E E E E
D D D D
D D D D
D0
D1
D2
D3
VCC
D4
D5
D6
D7
GND
TZL
7
coté 68020
Nom
Jaune
Vert
Bleu
A23
A24
A25
A26
A27
A28
A29
A30
A31
ASTROBE
D24
D25
D26
D27
D28
D29
D30
D31
TZL
DSAC0
Broche composant
5
6
4
7
8
9
11
12
13
14
16
17
40
31
32
33
34
36
37
38
39
28
29
Broche DIN96
N/A
N/A
N/A
41
40
39
38
37
36
35
34
33
84
8
7
6
5
4
3
2
1
71
94
8
Partie logiciel
Introduction
Très court, le logiciel se contente de lire à l’adresse de la carte et envoie le caractère sur
le port série grâce à l’interruption 2.
Listing du programme
org
$110600
init
lea
boucle1
move.b
bmi
carte,a0
(a0),d0
boucle1
boucle2
trap
move.b
bpl
#2
(a0),d0
boucle2
move.w
trap
trap
#$0D,d0
#2
#0
org
carte
$00800000
Conclusion
Cette réalisation nous a donc fait une première expérience concluante d’intégration de
système informatique industrielle, avec une partie de logiciel embarqué. Nous avons
finalement créé un module d’acquisition de carte magnétique pour notre architecture
« maison », à savoir la carte mère à base de 68020. Ceci nous a permis de valider nos
connaissances ainsi que la pérennité de nos recherches à travers les générations d’étudiants,
car nous reprenons avec succès un projet de 1993.
Nous avons aussi observé la compatibilité de notre système avec le standard des cartes
bancaires, puisque nous avons lu et affiché les informations contenues sur la première piste, à
savoir le nom, prénom, numéro de compte, date de péremption, et une série de nombres
correspondant probablement à une clé bancaire.
Grâce à ce projet nous avons pu découvrir que la résolution d’un problème ne passe pas
exclusivement par la production de software mais aussi par la réalisation de solution hardware
traitant de manière autonome les informations.
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