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
2-1
L'unité de codage de l'information : le bit
2-2
L'unité de traitement de l'information : le mot
2-3
L'information en multiple longueur
2-4
L'interprétation de l'information
7
7
8
8
9
3
types de codage
3-1
Le décimal et l'hexadécimal codés en binaire
3-2
Les nombres négatifs
3-3
Virgule fixe, virgule flottante
3-4
Caractères alphanumériques
9
9
10
10
11
4
Transmission de l'information
4-1
Transmission série
Mode asynchrone
Mode synchrone
4-2
Transmission parallèle
12
12
13
13
14
4-3
14
5
Notion de bus
Stockage de l'information
5-1
Nature des organes de stockage
5-2
L'adressage
5-3
Le stockage interne des programmes
Séquencement des instructions
15
15
17
20
20
5-4
5-5
5-6
5-7
Séquencement des instructions
La pile
Stockage en mémoire mort
Stockage en mémoire vive
Stockage interne des données
Le stockage externe de l'information
Ruban perforé
Cartes perforées
Cassette à bande magnétique
Le disque souple
Autres types de supports
Le chargement des mémoires vives
Protection des mémoires vives
20
21
22
22
23
23
23
24
24
25
26
26
27
6
Codage de l'information pour le listage
6-1
Listage par codage hexadécimal
6-2
Listage par codage symbolique
6-3
Langages évolués
II
Structure et fonctionnement des logiques programmées
1
Le rôle du processeur
1-1
Le séquencement
1-2
Le décodage des instructions
Le décodeur câblé
Le décodeur microprogramme
1-3
L'exécution des instructions
29
29
29
30
30
30
2
Mémoires internes : les registres
31
3
Les indicateurs
Le report
Le zéro
Le signe
La parité
La demi-retenue
Le débordement arithmétique
32
33
33
33
34
34
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
6-1
Cycle de recherche
6-2
Cycle de lecture
6-3
Cycle d'écriture
6-4
Cycles d'entrées-sorties
38
38
39
39
39
7
Etats des cycles
40
8
Synchronisation
40
9
Suspension
9-1
Arrêt du processeur
9-2
Multiplexage
9-3
Vol de cycle
41
41
41
42
10
Interruptions
10-1
Le masquage
10-2
Priorités
42
42
43
10-3
10-4
43
44
2e partie
La vectorisation
La sauvegarde du contexte
27
27
27
28
Les microprocesseurs
III
Introduction aux microprocesseurs
45
1
L'évolution des circuits intégrés
1-1
Les PROM en logique combinatoire
1-2
Les FPLA
1-3
L'évolution vers les microprocesseurs
45
46
47
49
2
La naissance des microprocesseurs
50
2
La naissance des microprocesseurs
50
3
Les générations de microprocesseurs
3-1
Premiers concept
3-2
A la recherche d'un compromis
3-3
Les nouvelles générations
50
50
53
53
4
Le classement des microprocesseurs
4-1
Classement en fonction de la technologie
4-2
Classement en fonction du chemin des données
58
58
59
5
Les bipolaires et le concept des tranches
60
6
Choix d'un microprocesseur
6-1
Secondes sources
6-2
L'environnement technique
61
61
63
IV
Le matériel («hardware»)
65
1
Description du microprocesseur
1-1
Structure externe
Fonction de synchronisation
Fonction de suspension
Fonction d'initialisation
Fonctions annexes
1-2
La structure interne
Les registres
Les indicateurs
Les organes de sauvegarde du contexte
1-3
Les jeux d'instructions
1-4
Modes d'adressage
Ruptures de séquences
Accès aux opérandes
65
65
67
68
69
69
70
70
71
72
72
73
73
74
2
Implantation du microprocesseur
75
3
3-1
Les mémoires
Décodage
78
78
4
Les entrées-sorties
4-1
Signaux d'échanges
Mémorisation de l'information
4-2
Traitement de l'information
Liaisons avec le bus du processeur
Liaisons avec l'extérieur
Fonctionnement
79
81
83
83
85
86
86
5
Fonctions réalisées par les circuits d'entrées-sorties
5-1
Circuits d'E/S en parallèle
5-2
Circuits d'E/S en série
5-3
Circuits de gestion de priorités d'interruption et de
génération de l'adresse de déroutement (vectorisation)
5-4
Les circuits de comptage et d'horloge en temps réel
5-5
Les circuits de DMA
86
86
86
5-6
87
87
87
Mode bloqué
Mode imbriqué (vol de cycle)
Mode transparent (vol d'états)
89
89
89
Coupleurs de périphériques divers
90
V
Le logiciel
91
1
Introduction au logiciel
1-1
Avertissement
1-2
Approche du logiciel pour un électronicien non initié
1-3
Coût du logiciel
1-4
Conclusion
91
91
91
93
95
2
Description des systèmes de développement
2-1
Description de la configuration de base
2-2
Les périphériques
Périphériques de dialogue
Périphériques de stockage
Périphériques d'impression
2-3
Les programmes
L'assembleur
95
95
96
96
97
98
98
98
2-4
2-5
L'éditeur
Le moniteur
Gestion de fichiers
Les compilateurs
Choix du langage : assembleur ou évolué
Interpréteur - Microprogrammation
Langage machine et hexadécimal
Simulation sur configuration réelle
Systèmes de développement universels
99
99
99
99
100
101
101
101
102
3
Structuration d'une activité logicielle
3-1
Considérations économiques
3-2
Analyse des coûts en logique programmée
3-3
Distribution des coûts matériels et logiciels
Logiciel de base
Logiciel d'application
Logiciel utilisateur
3-4
Optimisation des coûts
3-5
Synthèse de l'analyse des coûts
102
102
104
105
107
108
109
109
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
2-1
Interface utilisateur-concepteur
2-2
But de l'analyse de définition
2-3
Relations utilisateur-concepteur pendant l'analyse de définition
2-4
Qui doit supporter le coût de l'analyse de définition ?
2-5
Utilisation en catalogue d'applications
2-6
Etapes
114
114
115
115
116
117
117
3
Analyse de réalisation
3-1
But
3-2
Etapes de l'analyse de réalisation
118
118
119
4
La mise au point
4-1
Généralités
4-2
Enchaînement des opérations
4-3
Elaboration d'un programme
120
120
120
121
VII
Réalisation pratique de l'étude - Exemples d'applications
127
1
Analyse de définition
127
1-1
1-2
1-3
1-4
1-5
1-6
1-7
1-8
127
128
128
129
131
132
135
136
But du système
Vocabulaire
Nature de la solution retenue
Implantation matérielle
Découpage fonctionnel du logiciel
Description des fonctions
Problèmes contractuels
Annexes
2
Analyse de réalisation
2-1
Généralités sur l'analyse de réalisation
2-2
Découpage fonctionnel
2-3
Exemple de la description de la sémantique d'une fonction (la scrutation)
Sémantique de la fonction
2-4
Les organigrammes
2-5
Les tests élémentaires
137
137
138
138
138
140
141
3
La mise au point
3-1
La codification
3-2
Segmentation du programme
3-3
Paramétrisation du programme
Définition d'une adresse d'entrée-sortie
Implantation des mémoires de programme
Implantation des mémoires vives
Description des tableaux en mémoire morte
143
143
145
145
146
147
147
148
3-4
3-5
3-6
3-7
3-8
3-9
3-10
3-11
TOP
Description des tableaux en mémoire morte
Définition des messages
Présentation d'un programme
Les commentaires
L'assemblage
Programme d'enchaînement
Recherche des erreurs
Simulation des entrées
Intégration
Conclusion
148
149
150
150
151
152
152
153
115
155