QUESTION A - Réponse aux évènements

QUESTION A - Réponse aux évènements
Dans un système d’acquisition avec interruptions, la fonction d’interruption est appelée
de façon cyclique à toutes les 125 microsecondes pour lancer une nouvelle acquisition.
Les spécifications et les délais temporels du système sont spécifiés dans le tableau
suivant :
-
3 cycles par instruction (pour toutes les instructions assembleur)
Horloge du processeur :
10.498 MHz
Sauvegarde du contexte :
21 cycles
Récupération du contexte :
19 cycles
Obtention du numéro de vecteur et du
pointeur à la sous-routine d’IRQ :
11 cycles
Latence de l’interruption
négligeable
Un programme d’arrière-plan nécessite 30 % du temps du processeur pour la
gestion d’autres équipements.
a) Quel est le nombre maximal d’instructions assembleur que peut contenir cette
fonction d’interruption pour ne pas perdre d’échantillon? (Considérer le pire cas.)
b) Après une analyse de votre fonction de traitement des interruptions, vous avez
déterminé que cette fonction exécute un maximum de 200 instructions assembleur.
Dans ce cas, quelle est la fréquence d’échantillonnage maximale si on ne veut pas
manquer d’interruptions?
Note : Nous avons toujours le programme d’arrière-plan qui prend 30 % du temps du
processeur.
QUESTION B
Comme dans votre laboratoire, nous avons un système d’acquisition (ordinateur PC) qui reçoit
les échantillons sur le port série et qui affiche à l’écran le signal reçu dans le domaine temporel et
fréquentiel :
• Les échantillons sont reçus sur le port série à une fréquence constante qui est égale à la
fréquence d’échantillonnage.
• Chaque échantillon reçu par l’ordinateur PC requiert immédiatement 180 microsecondes
pour sa réception, son enregistrement dans le tampon et son affichage temporel.
• À tous les 256 échantillons reçus, l’ordinateur entreprend une transformée de Fourrier
discrète qui prend 8160 microsecondes, et l’affichage des résultats sous forme de spectre
de fréquence prend 800 microsecondes.
• On assume que l’ordinateur PC est dédié exclusivement à cette tâche (réception, affichage
temporel, transformée de Fourrier, affichage fréquentiel).
• On assume aussi que le port de communication série fonctionne à une vitesse suffisante
pour transmettre tous les échantillons. De plus, un tampon circulaire est disponible pour
enregistrer les données de façon temporaire durant les opérations de l’ordinateur PC.
En considérant les spécifications ci-dessus, quelle est la fréquence d’échantillonnage maximale,
en échantillon/sec, que peut supporter l’ordinateur PC pour éviter de perdre des échantillons ?
QUESTION C
Vous êtes responsable de concevoir un système qui doit gérer les signaux d’urgence provenant
de 3 capteurs de température. Dès que le processeur reçoit un signal de un des capteurs, il doit
identifier ce capteur et entreprendre le plus rapidement possible l’exécution d’un sousprogramme d’urgence.
Un concept est proposé et vous devez l’analyser. Les principales caractéristiques du concept
proposé sont :
• L’architecture matérielle est illustrée dans le schéma ci-dessous.
• L’IRQ0 est utilisée par le processeur pour recevoir le signal, par interruption.
• L’identification du capteur est réalisée en interrogeant le registre d’état de chaque capteur
à tour de rôle.
• On suppose que IRQ0 est la plus prioritaire.
• On suppose qu’un seul capteur envoie un signal à la fois.
a) Identifiez deux faiblesses de ce concept au niveau du temps de réponse à un événement.
Justifier votre réponse. (5 lignes maximum pour chaque faiblesse)
b) Proposez et justifiez une architecture matérielle plus performante.
(5 lignes maximum)
c) En conservant la même architecture matérielle que la figure ci-dessous, pouvez vous
proposer et justifier une méthode plus performante pour identifier le capteur qui requiert
l’attention du processeur ? Si oui, laquelle ? (5 lignes maximum)
IRQ7
CPU
Capteur
Capteur
Capteur
état
état
état
IRQ0
Bus d’adresse et de données