theorie et pratique des micropocesseurs resume table des
THEORIE ET PRATIQUE DES
MICROPOCESSEURS
RESUME
Bien utiliser les microprocesseurs impose une parfaite connaissance des
matériels, des logiciels, des coûts et des méthodes de mise en œuvre.
Dans ce domaine l’extrême diversité des informations requiert pour chaque
cas une étude préalable longue et coûteuse.
Ce livre vous apporte l’étude fondamentale des logiques programmées et
des microprocesseurs (matériel et logiciel), basée sur l’analyse détaillée :
Des problèmes relevant de l’utilisation des microprocesseurs.
- Des coûts ainsi que de la durée des études et du développement.
- Des matériels et des logiciels en vue du meilleur choix.
- De la méthodologie de développement des applications.
C’est un traité pratique de mise en œuvre des microprocesseurs qui vous
apportera la synthèse des expériences réunies de deux éminents
spécialistes en la matières.
Il constituera un outil pratique qui guidera les électroniciens et les
informaticiens dans leur travail quotidien. Il servira de cours à la fois
théorique et pratique aux enseignants et aux étudiants. Enfin, tous ceux
qui auront à utiliser ou utilisent les microprocesseurs et leurs systèmes
y puiseront les informations précise et indispensables pour bien les choisir et les exploiter.
TABLE DES MATIERES
1re partie Introduction aux logiques programmées
I L'information et son traitement 5
1 Introduction 5
2 L'information 7
2-1 L'unité de codage de l'information : le bit 7
2-2 L'unité de traitement de l'information : le mot 8
2-3 L'information en multiple longueur 8
2-4 L'interprétation de l'information 9
3 types de codage 9
3-1 Le décimal et l'hexadécimal codés en binaire 9
3-2 Les nombres négatifs 10
3-3 Virgule fixe, virgule flottante 10
3-4 Caractères alphanumériques 11
4 Transmission de l'information 12
4-1 Transmission série 12
Mode asynchrone 13
Mode synchrone 13
4-2 Transmission parallèle 14
4-3 Notion de bus 14
5 Stockage de l'information 15
5-1 Nature des organes de stockage 15
5-2 L'adressage 17
5-3 Le stockage interne des programmes 20
Séquencement des instructions 20
Séquencement des instructions 20
La pile 21
Stockage en mémoire mort 22
Stockage en mémoire vive 22
5-4 Stockage interne des données 23
5-5 Le stockage externe de l'information 23
Ruban perforé 23
Cartes perforées 24
Cassette à bande magnétique 24
Le disque souple 25
Autres types de supports 26
5-6 Le chargement des mémoires vives 26
5-7 Protection des mémoires vives 27
6 Codage de l'information pour le listage 27
6-1 Listage par codage hexadécimal 27
6-2 Listage par codage symbolique 27
6-3 Langages évolués 28
II Structure et fonctionnement des logiques programmées
1 Le rôle du processeur 29
1-1 Le séquencement 29
1-2 Le décodage des instructions 29
Le décodeur câblé 30
Le décodeur microprogramme 30
1-3 L'exécution des instructions 30
2 Mémoires internes : les registres 31
3 Les indicateurs 32
Le report 33
Le zéro 33
Le signe 33
La parité 34
La demi-retenue 34
Le débordement arithmétique 34
4 Le rôle de la mémoire centrale 35
5 Le rôle des entrées-sorties 36
6 Fonctionnement de la logique programmée : les cycles d'exécution 38
6-1 Cycle de recherche 38
6-2 Cycle de lecture 39
6-3 Cycle d'écriture 39
6-4 Cycles d'entrées-sorties 39
7 Etats des cycles 40
8 Synchronisation 40
9 Suspension 41
9-1 Arrêt du processeur 41
9-2 Multiplexage 41
9-3 Vol de cycle 42
10 Interruptions 42
10-1 Le masquage 42
10-2 Priorités 43
10-3 La vectorisation 43
10-4 La sauvegarde du contexte 44
2e partie Les microprocesseurs
III Introduction aux microprocesseurs 45
1 L'évolution des circuits intégrés 45
1-1 Les PROM en logique combinatoire 46
1-2 Les FPLA 47
1-3 L'évolution vers les microprocesseurs 49
2 La naissance des microprocesseurs 50
2 La naissance des microprocesseurs 50
3 Les générations de microprocesseurs 50
3-1 Premiers concept 50
3-2 A la recherche d'un compromis 53
3-3 Les nouvelles générations 53
4 Le classement des microprocesseurs 58
4-1 Classement en fonction de la technologie 58
4-2 Classement en fonction du chemin des données 59
5 Les bipolaires et le concept des tranches 60
6 Choix d'un microprocesseur 61
6-1 Secondes sources 61
6-2 L'environnement technique 63
IV Le matériel («hardware») 65
1 Description du microprocesseur 65
1-1 Structure externe 65
Fonction de synchronisation 67
Fonction de suspension 68
Fonction d'initialisation 69
Fonctions annexes 69
1-2 La structure interne 70
Les registres 70
Les indicateurs 71
Les organes de sauvegarde du contexte 72
1-3 Les jeux d'instructions 72
1-4 Modes d'adressage 73
Ruptures de séquences 73
Accès aux opérandes 74
2 Implantation du microprocesseur 75
3 Les mémoires 78
3-1 Décodage 78
4 Les entrées-sorties 79
4-1 Signaux d'échanges 81
Mémorisation de l'information 83
4-2 Traitement de l'information 83
Liaisons avec le bus du processeur 85
Liaisons avec l'extérieur 86
Fonctionnement 86
5 Fonctions réalisées par les circuits d'entrées-sorties 86
5-1 Circuits d'E/S en parallèle 86
5-2 Circuits d'E/S en série 86
5-3 Circuits de gestion de priorités d'interruption et de
génération de l'adresse de déroutement (vectorisation) 87
5-4 Les circuits de comptage et d'horloge en temps réel 87
5-5 Les circuits de DMA 87
Mode bloqué 89
Mode imbriqué (vol de cycle) 89
Mode transparent (vol d'états) 89
5-6 Coupleurs de périphériques divers 90
V Le logiciel 91
1 Introduction au logiciel 91
1-1 Avertissement 91
1-2 Approche du logiciel pour un électronicien non initié 91
1-3 Coût du logiciel 93
1-4 Conclusion 95
2 Description des systèmes de développement 95
2-1 Description de la configuration de base 95
2-2 Les périphériques 96
Périphériques de dialogue 96
Périphériques de stockage 97
Périphériques d'impression 98
2-3 Les programmes 98
L'assembleur 98
L'éditeur 99
Le moniteur 99
Gestion de fichiers 99
Les compilateurs 99
Choix du langage : assembleur ou évolué 100
Interpréteur - Microprogrammation 101
Langage machine et hexadécimal 101
2-4 Simulation sur configuration réelle 101
2-5 Systèmes de développement universels 102
3 Structuration d'une activité logicielle 102
3-1 Considérations économiques 102
3-2 Analyse des coûts en logique programmée 104
3-3 Distribution des coûts matériels et logiciels 105
Logiciel de base 107
Logiciel d'application 108
Logiciel utilisateur 109
3-4 Optimisation des coûts 109
3-5 Synthèse de l'analyse des coûts 109
4 Normalisation nationale et internationale 110
5 Conduite d'un projet 112
3e partie Le développement d'une étude
VI Etude et conception d'un système à logique programmée 113
1 Introduction 113
2 Analyse de définition 114
2-1 Interface utilisateur-concepteur 114
2-2 But de l'analyse de définition 115
2-3 Relations utilisateur-concepteur pendant l'analyse de définition 115
2-4 Qui doit supporter le coût de l'analyse de définition ? 116
2-5 Utilisation en catalogue d'applications 117
2-6 Etapes 117
3 Analyse de réalisation 118
3-1 But 118
3-2 Etapes de l'analyse de réalisation 119
4 La mise au point 120
4-1 Généralités 120
4-2 Enchaînement des opérations 120
4-3 Elaboration d'un programme 121
VII Réalisation pratique de l'étude - Exemples d'applications 127
1 Analyse de définition 127
1-1 But du système 127
1-2 Vocabulaire 128
1-3 Nature de la solution retenue 128
1-4 Implantation matérielle 129
1-5 Découpage fonctionnel du logiciel 131
1-6 Description des fonctions 132
1-7 Problèmes contractuels 135
1-8 Annexes 136
2 Analyse de réalisation 137
2-1 Généralités sur l'analyse de réalisation 137
2-2 Découpage fonctionnel 138
2-3 Exemple de la description de la sémantique d'une fonction (la scrutation) 138
Sémantique de la fonction 138
2-4 Les organigrammes 140
2-5 Les tests élémentaires 141
3 La mise au point 143
3-1 La codification 143
3-2 Segmentation du programme 145
3-3 Paramétrisation du programme 145
Définition d'une adresse d'entrée-sortie 146
Implantation des mémoires de programme 147
Implantation des mémoires vives 147
Description des tableaux en mémoire morte 148
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