de la logique cablee aux microprocesseur resume

DE LA LOGIQUE CABLEE AUX
MICROPROCESSEUR
J.M.BERNARD J.HUGON
RESUME
Cet ouvrage qui s'appuie sur un enseignement dispensé a des
ingénieurs et techniciens et sur une pratique industrielle, rendra, (en
SUIS persuadé, de nombreux services aux concepteurs d'ensembles
numériques en systématisant leurs études et en conservant à leur
démarche la rigueur et la clarté qui conduisent à des systèmes
simples et fiables.
TABLE DES MATIERES
AVANT –PROPOS
VII
BIBLIOGRAPHIE
XI
CHAPITRE PREMIER - Le temps dans les systèmes logiques
1
Systèmes a fonctionnement asynchrone et synchrone
2
Le signal d'horloge
3
Horloge a plusieurs phases - Cycles d'horloge
4
Équations logiques de commande. Programme de fonctionnement
5
Tableaux d'excitation
6
Principe de commande des circuits séquentiels
6.1
Aléas dans les systèmes séquentiels.
62
Synchronisation des entrées asynchrones.
63
Auto modification d'un circuit séquentiel.
64
Aléas du au décalage d'horloges (skew-time.
1
1
2
2
4
5
6
6
6
6
CHAPITRE Il - Systèmes séquentiels simples
1
Etats internes d'un système séquentiel
2
Structure générale d'un système séquentiel simple
3
Rétroaction dans les systèmes séquentiels
4
Description. du fonctionnement d'un système séquentiel simple
4.1
Description par un diagramme des temps.
4.2
Description par un graphe.
4.3
Description par une table
4.4
Description par des équations logiques.
5
Synthèse d'un système défini par un graphe ou une table
5.1
Codage des états internes
5.2
Choix des éléments séquentiels
5.3
5.4
5.5
Calcul des fonctions d'excitation et de sortie
Séquence ment
Schémas.
12
12
12
13
14
16
CHAPITRE III - Systèmes séquentiels complexes
1
Les limites de la description par les états internes
2
Description par un organigramme fonctionnel
3
Structure générale d'un système séquentiel complexe
4
Le séquenceur câblé
4.1
Principe.
4.2
Séquence ment.
5
Le séquenceur microprogramme
5.1
Principe
5.2
Séquencement
18
18
18
19
21
CHAPITRE IV - Le séquenceur câblé
1
Rappel de la structure
2
Expression des actions dans un système pilote par un séquenceur câble
3
Utilisation des horloges dans un séquenceur câble
3.1
Synchronisation des '"entrées asynchrones.
3.2
Aléas de décalage d'horloges dus au cycle d'horloges
3.3
Aléas de décalage d'horloges dans la commande des EFA
3.4
Aléas de décalage d'horloges entre séquenceur et EFA.
3.5
Condition de marche correcte d'un séquenceur
3.6
Aléas de décalage d'horloge entre séquenceurs multiples.
4
Dispositifs d'aide a la mise au point et a la maintenance
4.1
Horloge pas à pas
4.2
Système d'arrêt et d'observation.
5
Bases de temps rencontrées dans la pratique
27
27
27
29
CHAPITRE V - Synthèse d'un ensemble piloté par séquenceur câblé
1
But à atteindre
2
Analyse fonctionnelle de l'application
3
Choix d'une base de temps
3.1
Distributeur d'horloges
3.2
Séquenceurs.
4
Ecriture des équations logiques
5
Choix des composants
6
Tableaux d'excitation
7
Schémas
8
Conclusion
35
35
35
36
31
32
36
38
38
39
39
CHAPITRE VI - Le séquenceur micro programmé
1
Les limites des séquenceurs câbles
2
Représentation des actions dans une instruction
3
Taille des instructions
4
Adressage des instructions
5
Code d'ordre d'une machine microprogrammée
6
Exemple de type d'instruction
6.1. Détermination du code d'ordre
6.2. Instruction d'affichage
6.3. Instruction de rupture de séquence conditionnelle.
7
Ecriture du programme de fonctionnement
8
Intérêt d'une structure microprogrammée
40
40
41
41
43
43
43
ANNEXE AU CHAPITRE VI
1
Calcul des actions
2
Calcul des branchements (ou rupture)
CHAPITRE VII - Synthèse d'un ensemble piloté par un séquenceur microprogrammé
1
Introduction
2
Analyse fonctionnelle de l'application
3
Choix d'un code d'ordre. Format des instructions
4
Ecriture du programme de l'application ou logiciel
5
Examen du logiciel
6
Synthèse du séquenceur
6.1
6.2
7
8
9
24
33
34
46
48
49
51
53
53
53
54
54
54
55
Organigrammes fonctionnels des instructions.
Séquencement des instructions
6.3
Ecriture des équations logiques des instructions
6.4
Choix des composants du séquenceur
6.5
Tableaux d'excitation du séquenceur.
Examen du matériel du séquenceur
Réalisation de la partie application
8.1
Connexion entre séquenceur et application
8.2
Choix des composants EFA
8.3
Tableaux d'excitation des EFA.
Schémas d'ensembles
56
56
56
9
10
Schémas d'ensembles
Conclusion.
56
56
CHAPITRE VIII - Les anomalies les plus fréquentes dans les schémas de logique
1
Introduction
2
Un mix trop faible
3
Les liaisons entre sous-ensembles. Le décalage d'horloge
4
Formation d'impulsions par divers artifices
4.1
Utilisation des retards des portes
4.2
Utilisation des réseaux intégrateurs RC
4.3
Utilisation de réseaux différentiateurs RC
5
Affichage d'éléments séquentiels par des états
6
Utilisation incorrecte des bascules
6.1
Attaques simultanées sur R et S
6.2
Attaque d'une bascule sur R et eXploitation de son état
6.3
Multiplication des conditions d'affichage d'une bascule par son état
6.4
Remise a zéro d'une bascule par elle-même
6.5
Coupure de l'impulsion d'horloge
6.6
Mauvaise utilisation des possibilités des bascules JK ou D
7
Exploitations des compteurs
7.1
Echantillonnage incorrect
7.2
Les compteurs a cycles incomplets
7.3
Exploitation des états d'un compteur
8
Les rétro couplages asynchrones
9
Utilisation d'éléments auxiliaires
10
Les capacités, triggers de Schmitt et mono stables
10.1
Les capacités
10.2
Les triggers de Schmitt
10.3
Les mono stables
11
Anomalies diverses
11.1
Décodages spécifiques d'une base de temps
11 2
Bascules redondantes
11 3
Entrées non utilisées
11 4
Réunion en OU Fantôme
11 5
Les circuits logiques «maison»
11 6
La sensibilisation des circuits
11 7
L'archéologie logique
12
Conclusion
58
58
59
59
60
CHAPITRE IX - Caractéristiques générales des microprocesseurs
1
Des logiques microprogrammées aux microprocesseurs
2
Structure générale d'un système avec microprocesseur
3
Structure d'un microprocesseur
3.1. Structure générale et fonctionnement
3.2. Informations fournies par les constructeurs
4
Description des entrées-sorties.
5
La famille des circuits associe.
6
Taille des instructions et vitesse
7
Le chemin de donnée
8
Le code d'ordre
8.1
Code d'ordre micro programme ou microprogrammable.
8.2
Actions des instructions
8.3
Les différents types d'instructions.
9
Les adresses et modes d'adressage
9.1
Adressage direct
9.2
Adressage immédiat
9.3
Adressage indirect
81
81
82
83
9.4
9.5
9.6
10
11
12
13
63
65
69
71
72
73
78
11
79
86
87
87
88
88
91
Adressage indexe
Adressage relatif par rapport au compteur ordinal
Exemples d'application des modes d'adressage.
Le sous-programme
Les interruptions.
11.1
Principe
11.2
Masquage des interruptions
11.3
Priorité entre interruptions
11.4
Traitement simultané.
Les moyens de transfert d'information dans un microprocesseur
12.1
L'accès programme simple
12.2
L'accès programme prioritaire
12.3
L'accès direct en mémoire.
Puissance d'un microprocesseur
CHAPITRE X - Les outils de développement associes aux microprocesseurs
95
96
100
100
102
CHAPITRE X - Les outils de développement associes aux microprocesseurs
1
La mise au point des équipements
2
Aide Ii l'écriture des programmes: l'assembleur
2.1
But de l'assembleur
2.2
Ecriture des instructions
2.3
Les macro instructions
2.4
Les directives de l'assembleur
2.5
Les messages d'erreur.
3
La correction des programmes: L 'éditeur de texte
4
La mise au point simulée sur calculateur de gestion
4.1
Principe
4.2
Quelques commandes
4.3
Les macro-commandes.
5
La mise au point sur micro-ordinateur
6
Autres facilites
6.1
Langage haut niveau
6.2
Les moniteurs temps réels
102
102
103
CHAPITRE Xl - Synthèse avec microprocesseur
1
Déplacement dans l'échelle des complexités
2
Synthèse d'un système simple avec microprocesseur
2.1
Analyse fonctionnelle du problème
2.2
Connaissance du matériel
2.3
Réalisation du séquenceur
2.4
Connaissance du logiciel
2.5
Partage des taches entre le logiciel et le matériel
2.6
Synthèse de la partie application
2.7
Ecriture du logiciel
2.8
Mise au point.
3
Description d'une structure de micro-ordinateur
3.1
Structure générale
3.2
Objectifs de pérennité vises.
4
Synthèse d'un micro-ordinateur
5
Synthèse avec un micro-ordinateur
6
Avantages de la conception avec micro-ordinateur
6.1
Etude
6.2
Appareils plus sophistiques
6.3
Sous-traitance d'étude
6.4
Matériel
6.5
Circuits de rechange
6.6
Maintenance
6.7
Dépannage automatique
6.8
Avantages d'exploitation
6.9
Nouvelles répartitions des fonctions dans les grands systèmes.
7
Difficulté d'emploi des microprocesseurs
7.1
Importance des moyens a mettre en œuvre
7.2
Rareté des concepteurs qualifie
7.3
Formation des utilisateurs de micro-ordinateurs
7.4
Un mythe souvent répandu : l'amovibilité des programmes.
8
Exemple de synthèse avec microprocesseur
111
111
112
CHAPITRE XII - Quelques aspects de la réalisation des équipements
122
1
2
3
4
5
6
7
Introduction
Listes limitatives de composants
Découpage fonctionnel
3.1
Au niveau de la carte
3.2
Au niveau d'un sous-ensemble.
3.3
Au niveau d'un système.
La testabilité
Les liaisons entre cartes
5.1
Règle de charge
5.2
Précautions de liaison
5.3
Charge capacitive sur les liaisons
5.4
Mode de liaison.
Les contraintes de technologie
6.1
Les familles logiques
6.2
Les contraintes de circuiterie.
Contraintes de maintenance
7.1
Le chien de garde
7.2
Contrôle de vraisemblance permanent
7.3
Traitement des anomalies
7.4
Simulateur externe.
7.5
Test intégré.
106
107
108
109
114
116
117
117
119
121
122
122
123
125
126
128
129
8
9
7.5
Test intégré.
La documentation
Contraintes de vitesse
9.1
Modification des organigrammes fonctionnels
9.2
Amélio​ration d'un code d'ordre
9.3
Partage des taches
9.4
Modifica​t ion des cycles d'horloges
9.5
Utilisation de familles logiques adaptées.
9.6
Limites des méthodes de synthèse synchrones.
130
131
CHAPITRE XIII - Comparaisons entre méthodes de conception
1
Introduction
2
Comparaisons qualitatives
3
Comparaisons quantitatives
4
Domaines de validité des méthodes de synthèse
5
Conclusion
137
137
137
140
141
143
LEXIQUE
143
TOP