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
1 Systèmes a fonctionnement asynchrone et synchrone 1
2 Le signal d'horloge 2
3 Horloge a plusieurs phases - Cycles d'horloge 2
4 Équations logiques de commande. Programme de fonctionnement 4
5 Tableaux d'excitation 5
6 Principe de commande des circuits séquentiels 6
6.1 Aléas dans les systèmes séquentiels. 6
6 2 Synchronisation des entrées asynchrones. 6
6 3 Auto modification d'un circuit séquentiel. 6
6 4 Aléas du au décalage d'horloges (skew-time.
CHAPITRE Il - Systèmes séquentiels simples 12
1 Etats internes d'un système séquentiel 12
2 Structure générale d'un système séquentiel simple 12
3 Rétroaction dans les systèmes séquentiels 13
4 Description. du fonctionnement d'un système séquentiel simple 14
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 16
5.1 Codage des états internes
5.2 Choix des éléments séquentiels
5.3 Calcul des fonctions d'excitation et de sortie
5.4 Séquence ment
5.5 Schémas.

CHAPITRE III - Systèmes séquentiels complexes 18
1 Les limites de la description par les états internes 18
2 Description par un organigramme fonctionnel 18
3 Structure générale d'un système séquentiel complexe 19
4 Le séquenceur câblé 21
4.1 Principe.
4.2 Séquence ment.
5 Le séquenceur microprogramme 24
5.1 Principe
5.2 Séquencement
CHAPITRE IV - Le séquenceur câblé 27
1 Rappel de la structure 27
2 Expression des actions dans un système pilote par un séquenceur câble 27
3 Utilisation des horloges dans un séquenceur câble 29
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 33
4.1 Horloge pas à pas
4.2 Système d'arrêt et d'observation.
5 Bases de temps rencontrées dans la pratique 34
CHAPITRE V - Synthèse d'un ensemble piloté par séquenceur câblé 35
1 But à atteindre 35
2 Analyse fonctionnelle de l'application 35
3 Choix d'une base de temps 36
3.1 Distributeur d'horloges 31
3.2 Séquenceurs. 32
4 Ecriture des équations logiques 36
5 Choix des composants 38
6 Tableaux d'excitation 38
7 Schémas 39
8 Conclusion 39
CHAPITRE VI - Le séquenceur micro programmé 40
1 Les limites des séquenceurs câbles 40
2 Représentation des actions dans une instruction 41
3 Taille des instructions 41
4 Adressage des instructions 43
5 Code d'ordre d'une machine microprogrammée 43
6 Exemple de type d'instruction 43
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 46
8 Intérêt d'une structure microprogrammée 48
ANNEXE AU CHAPITRE VI
1 Calcul des actions 49
2 Calcul des branchements (ou rupture) 51
CHAPITRE VII - Synthèse d'un ensemble piloté par un séquenceur microprogrammé 53
1 Introduction 53
2 Analyse fonctionnelle de l'application 53
3 Choix d'un code d'ordre. Format des instructions 54
4 Ecriture du programme de l'application ou logiciel 54
5 Examen du logiciel 54
6 Synthèse du séquenceur 55
6.1 Organigrammes fonctionnels des instructions.
6.2 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.
7 Examen du matériel du séquenceur 56
8 Réalisation de la partie application 56
8.1 Connexion entre séquenceur et application
8.2 Choix des composants EFA
8.3 Tableaux d'excitation des EFA.
9 Schémas d'ensembles 56

9 Schémas d'ensembles 56
10 Conclusion. 56
CHAPITRE VIII - Les anomalies les plus fréquentes dans les schémas de logique 58
1 Introduction 58
2 Un mix trop faible 59
3 Les liaisons entre sous-ensembles. Le décalage d'horloge 59
4 Formation d'impulsions par divers artifices 60
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 63
6 Utilisation incorrecte des bascules 65
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 69
7.1 Echantillonnage incorrect
7.2 Les compteurs a cycles incomplets
7.3 Exploitation des états d'un compteur
8 Les rétro couplages asynchrones 71
9 Utilisation d'éléments auxiliaires 72
10 Les capacités, triggers de Schmitt et mono stables 73
10.1 Les capacités
10.2 Les triggers de Schmitt
10.3 Les mono stables
11 Anomalies diverses 78
11.1 Décodages spécifiques d'une base de temps 11
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 79
CHAPITRE IX - Caractéristiques générales des microprocesseurs 81
1 Des logiques microprogrammées aux microprocesseurs 81
2 Structure générale d'un système avec microprocesseur 82
3 Structure d'un microprocesseur 83
3.1. Structure générale et fonctionnement
3.2. Informations fournies par les constructeurs
4 Description des entrées-sorties. 86
5 La famille des circuits associe. 87
6 Taille des instructions et vitesse 87
7 Le chemin de donnée 88
8 Le code d'ordre 88
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 91
9.1 Adressage direct
9.2 Adressage immédiat
9.3 Adressage indirect
9.4 Adressage indexe
9.5 Adressage relatif par rapport au compteur ordinal
9.6 Exemples d'application des modes d'adressage.
10 Le sous-programme 95
11 Les interruptions. 96
11.1 Principe
11.2 Masquage des interruptions
11.3 Priorité entre interruptions
11.4 Traitement simultané.
12 Les moyens de transfert d'information dans un microprocesseur 100
12.1 L'accès programme simple
12.2 L'accès programme prioritaire
12.3 L'accès direct en mémoire.
13 Puissance d'un microprocesseur 100
CHAPITRE X - Les outils de développement associes aux microprocesseurs 102

CHAPITRE X - Les outils de développement associes aux microprocesseurs 102
1 La mise au point des équipements 102
2 Aide Ii l'écriture des programmes: l'assembleur 103
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 106
4 La mise au point simulée sur calculateur de gestion 107
4.1 Principe
4.2 Quelques commandes
4.3 Les macro-commandes.
5 La mise au point sur micro-ordinateur 108
6 Autres facilites 109
6.1 Langage haut niveau
6.2 Les moniteurs temps réels
CHAPITRE Xl - Synthèse avec microprocesseur 111
1 Déplacement dans l'échelle des complexités 111
2 Synthèse d'un système simple avec microprocesseur 112
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 114
3.1 Structure générale
3.2 Objectifs de pérennité vises.
4 Synthèse d'un micro-ordinateur 116
5 Synthèse avec un micro-ordinateur 117
6 Avantages de la conception avec micro-ordinateur 117
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 119
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 121
CHAPITRE XII - Quelques aspects de la réalisation des équipements 122
1 Introduction 122
2 Listes limitatives de composants 122
3 Découpage fonctionnel 123
3.1 Au niveau de la carte
3.2 Au niveau d'un sous-ensemble.
3.3 Au niveau d'un système.
4 La testabilité 125
5 Les liaisons entre cartes 126
5.1 Règle de charge
5.2 Précautions de liaison
5.3 Charge capacitive sur les liaisons
5.4 Mode de liaison.
6 Les contraintes de technologie 128
6.1 Les familles logiques
6.2 Les contraintes de circuiterie.
7 Contraintes de maintenance 129
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.

7.5 Test intégré.
8 La documentation 130
9 Contraintes de vitesse 131
9.1 Modification des organigrammes fonctionnels
9.2 Amélioration d'un code d'ordre
9.3 Partage des taches
9.4 Modification des cycles d'horloges
9.5 Utilisation de familles logiques adaptées.
9.6 Limites des méthodes de synthèse synchrones.
CHAPITRE XIII - Comparaisons entre méthodes de conception 137
1 Introduction 137
2 Comparaisons qualitatives 137
3 Comparaisons quantitatives 140
4 Domaines de validité des méthodes de synthèse 141
5 Conclusion 143
LEXIQUE 143
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