Les systèmes microprogrammés

Micro-Processeur 1 JFA07
Les systèmes microprogrammés
A). Généralités :
Un système microprogrammé est un ensemble de cartes électroniques (ou un circuit intégré) qui va
pouvoir être programmé pour réaliser des tâches particulières. Le but étant de pouvoir en changer les
tâches sans toucher à l’électronique. Sa structure va être la suivante :
Le processeur est l’organe principal de la carte, c’est lui « qui fait le travail » en exécutant le
programme qu’on lui a demandé.
La mémoire (RAM et ROM) permet de stocker le programme et les données (initiales et résultats).
Les Ports d’entrées-sorties permettent une interface avec l’extérieur, elle gère les entrées (clavier,
capteurs, …) et les sorties (écran, relais, …) du montage.
Le Bus de données est le bus sur lequel circulent les données.
Le Bus d’adresses est le bus sur lequel circulent les adresses des données.
Le Bus de contrôle est le bus sur lequel circulent les commandes (horloge, ordres de lecture, ordres
d’ écriture.
B). Les Entrées – Sorties :
Dans un système à base de microprocesseur, on appelle Entrées-Sorties les échanges
d'informations entre le processeur et les périphériques extérieurs qui lui sont associés. Le système peut
alors réagir à des modifications de son environnement, voire même le contrôler. Elles sont parfois
désignées par l'acronyme I/O, issu de l'anglais Input/Output. On prend toujours comme référence le
microprocesseur.
Dans un système :
 Les entrées sont les données envoyées par un périphérique (disque, réseau, clavier,
interrupteur, ...) à destination de l'unité centrale;
 Les sorties sont les données émises par l'unité centrale à destination d'un périphérique
(disque, réseau, écran, relais, ...).
Exemple :
 taper sur les touches du clavier envoie une série de codes vers le processeur ; ces codes
sont considérés comme des données d'entrée ;

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 le processeur affiche les résultats du traitement des données sur un écran ; ce sont des
données de sortie.
C). La mémoire :
I ). Principe :
1°). Définitions :
Il faut voir la mémoire comme un tableau, où les lignes contiennent les données, et le numéro de la
ligne du tableau est l’adresse.
Les données sont groupées :
Un groupe de 4 bits s’appelle un quartet,
Un groupe de 8 bits s’appelle un octet,
Un groupe de 16 bits s’appelle un mot, …
Un groupe de 32 bits s’appelle un double mot, …
2°). Capacité d’une mémoire :
La capacité d’une mémoire représente le nombre total de bits et le format correspond à la
longueur des mots. Le nombre de bits d'adresse k définit le nombre total de mots de la mémoire, si n
est le nombre de bits par mot, la capacité de la mémoire est donnée par :
Capacité = 2k mots = 2k x n bits
Cette capacité est exprimée en multiple de 1024 ou kilo. La table suivante résume la valeur des
autres préfixes utilisés pour exprimer les capacités des mémoires :
Symbole Préfixe Capacité
1 k (kilo) 210 = 1024
1 M (méga) 220 = 1048576
1 G (giga) 230 = 1073741824
1 T (tera) 240 = 1099511627776
 Application :
On a une mémoire qui possède 9 fils sur le bus d’adresses et 4 bits sur le bus de données.
Donnez sa capacité en Bits, octets, kb, kO ?
Réponse : ko4/1o256kbits2bits20484x5124x29

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II ). Mémoire vive :
1°). Définitions :
La mémoire vive, aussi appelée RAM (Random Access Memory, soit mémoire à accès
aléatoire), est un type de mémoire informatique à accès aléatoire (par opposition à séquentiel) et en
lecture-écriture. On l'appelle aussi mémoire volatile pour signifier que toutes les données sont
perdues à l'extinction de l'alimentation électrique. Il s'agit typiquement de la mémoire électronique
qui contient les données en cours de traitement dans un système programmé.
2°). Désignation :
La mémoire vive (RAM) est généralement opposée à la mémoire morte (ROM) : il est possible
de lire et écrire de la mémoire vive alors qu'il est uniquement possible de lire de la mémoire morte.
En revanche, la mémoire morte conserve les données lorsque l'alimentation électrique est coupée.
La mémoire morte n'est donc pas volatile.
Il existe aussi un type intermédiaire de mémoire électronique à accès aléatoire, accessible en
lecture et écriture comme la RAM, mais non volatile comme la ROM : la NVRAM.
3°). Technologie :
Une carte mémoire RAM de 4 Mo pour ordinateur VAX 8600 (circa 1986).
DIP
SIPP
SIMM 30 Broches
SIMM 72 Broches
DIMM
RIMM

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La mémoire informatique est un composant qui fut d'abord magnétique (tores de ferrite), puis devint
électronique dans les années 1970, et qui permet de stocker et relire des informations binaires. Son rôle
est notamment de stocker les données qui vont être traitées par l'unité centrale (ou le microprocesseur) ;
elle n'a rien de commun en temps d'accès (quelques dizaines ou centaines de nanosecondes) avec le disque
dur (quelques millisecondes, soit dix mille à cent mille fois plus).
La RAM présente la particularité qu'on peut y accéder à la fois en lecture et en écriture. Une activation
électronique appropriée permet si besoin de verrouiller temporairement en écriture des blocs physiques
donnés. L'adressage d'une mémoire (traduction de tensions électriques sur des fils en adresse mémoire) se
fait par un mécanisme nommé le Décodage d’adresses (chip select). Il est très facile de munir un
microprocesseur d'une mémoire non contiguë (par exemple de 0 à 4095, puis un trou, puis de la mémoire
entre 16384 et 32767), ce qui facilite beaucoup la détection d'erreurs d'adressage éventuelles.
Les informations peuvent être organisées en mots de 8, 16 ou 32 bits voir plus. Certaines machines
anciennes avaient des mots de taille plus exotique, comme par exemple 60 bits pour le Control Data 6600,
36 bits pour l'IBM 7030 « Stretch » ou le DEC PDP-10 et 12 bits pour la plupart des premiers mini-
ordinateurs de DEC, les appareils d'instrumentation travaillant au mieux sur 12 bits à l'époque. Mais :
 dans les mémoires à parité, un neuvième bit (dit de contrôle de parité) existe de façon invisible,
 dans les mémoires à correction automatique d'erreur sur 1 bit et détection sur plus d'un bit (ECC),
ces bits invisibles sont parfois au nombre de six ou plus,
 chaque mot des mémoires des serveurs modernes dits non-stop ou 24x365 dispose en plus des bits
de correction de bits de remplacement qui prennent la relève du ou des bits défaillants à mesure du
vieillissement de la mémoire : une défaillance de 10-11 chaque année se traduit en effet par plus
d'un bit défaillant par an sur une mémoire de 128 Go.
Les fabricants recommandent souvent d'utiliser de l'ECC à partir d'1 Go de RAM.
4°). Divers types de mémoire vive :
a) La Ram Statique :
C’est une mémoire peu gourmande en énergie, mais chaque bit mémoire nécessite 4 transistors Mos.
Ainsi une mémoire de 8ko nécessite 8192*8*4 = 262 144 transistors MOS !

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b) La Ram Dynamique :
Une mémoire dynamique (DRAM) ne conserve ses informations que si elle est « rafraîchie »
régulièrement, c'est-à-dire si un signal lui est transmis de manière régulière (toutes les x millisecondes)
afin de remettre au bon niveau les charges électriques représentant l'information, et qui sinon
s'affaibliraient progressivement jusqu'à disparaître. Pourquoi compte-tenu de ces contraintes de
rafraîchissement et de consommation utiliser quand même de la DRAM ? Parce qu'elle est à la fois bon
marché et rapide. Pourquoi est-elle bon marché et rapide? Parce que la cellule mémoire élémentaire de la
DRAM est très simple et ne nécessite que peu de silicium.
En 2007, on trouve des barrettes de 512, 1024, 2048 et plus rarement 4096 Mo au catalogue des
constructeurs.
On distingue sur les machines actuelles les types de mémoire RAM :
 SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) pour les machines de la génération Pentium II, Pentium
III. On distingue la SDRAM 66, 100 et 133 (fréquence d'accès en MHz).
 RDRAM (Rambus Dynamic RAM). Pour les machines de génération Pentium III et 4.
Développées par la société RAMBUS, elles souffrent notamment d'un prix beaucoup plus élevé
que les autres types de mémoires et de brevets trop restrictifs de la part de cette société.
 DDR-SDRAM (Double Data Rate-SDRAM). Pour les machines de génération Pentium III et 4.
On distingue les DDR PC1600, PC2100, PC2700, PC3200 etc. Le numéro représente la quantité
théorique maximale de transfert d'information en Mégabits (il faut diviser par 8 pour avoir leur fréquence
réelle de fonctionnement).
 DDR2-SDRAM (Double Data Rate 2-SDRAM). Pour les machines de génération Pentium 4 et
plus.
On distingue les DDR2 533 et DDR2 667. Le numéro représente la vitesse maximum d'accès. Certains
constructeurs privilégient encore la technique d'appellation basée sur la quantité de données
théoriquement transportables (PC4300, PC4500, etc), mais la plupart semblent retourner à la vitesse réelle
de fonctionnement afin de distinguer plus clairement la DDR2 de la génération précédente.
 XDRRAM (XDimm Rambus RAM). Technologie basée sur la technologie Flexio développée par
Rambus.