Concevoir son microprocesseur : Structure des systèmes logiques PDF

Si ce bandeau n’est plus pertinent, retirez-le. En pratique : Quelles sources sont attendues ? L’invention du transistor en 1948 a ouvert la voie à la miniaturisation des composants électroniques. Car auparavant les concevoir son microprocesseur : Structure des systèmes logiques PDF prenaient la taille d’une pièce entière.


Pour acquérir ou maîtriser un savoir faire en conception des systèmes, l’ouvrage expose le fonctionnement des microprocesseurs etmicrocontrôleurs, et apporte de nombreux outils méthodologiques et informatiques. Dans une première partie il présente d’abord les notions de base (codage, circuits combinatoires et séquentiels, portes et bascules…). Puis il décrit les méthodes d’analyse et de synthèse permettant de former des modules de complexité croissante (comparateurs, unités arithmétiques et logiques, multiplexeurs, mémoires…). Dans une seconde partie, il décrit le fonctionnement des microprocesseurs et microcontrôleurs au travers d’un processeur spécifique à ce livre, dont tous les organes ont été étudiés en première partie. Son langage machine de type RISC (sous-ensemble de SPARC) permet à l’auteur de développer de nombreux programmes couvrant les aspects importants de la vie d’unprocesseur (exceptions, dialogues avec des périphériques, appels de sous-programmes récursifs…). En décrivant en détail la structure interne du processeur jusqu’à l’échelle du bit, l’ouvrage dévoile pour le lecteur le mystère de l’exécution des programmes.

Les processeurs des débuts étaient conçus spécifiquement pour un ordinateur d’un type donné. Cette méthode coûteuse de conception des processeurs pour une application spécifique a conduit au développement de la production de masse de processeurs qui conviennent pour un ou plusieurs usages. Les circuits intégrés ont permis la miniaturisation des processeurs. Les premiers processeurs nécessitaient un espace important, puisqu’ils étaient construits à base de tubes électroniques ou de relais électromécaniques. Intel 80486DX2 microprocesseur en boîtier céramique PGA. L’introduction du microprocesseur dans les années 1970 a marqué de manière significative la conception et l’implémentation des unités centrales de traitement. De plus, à mesure que la capacité à fabriquer des transistors extrêmement petits sur un circuit intégré a augmenté, la complexité et le nombre de transistors dans un seul processeur ont considérablement crû.

Leur efficacité dépend grandement de la topologie d’interconnexion entre les cœurs. En juin 2008, le supercalculateur militaire IBM Roadrunner est le premier à franchir cette barre symbolique du pétaFLOPS. En matière de record de performance, la tendance semble être au ralentissement depuis l’année 2008. Tandis que la complexité, la taille, la construction, et la forme générale des processeurs ont fortement évolué au cours des soixante dernières années, la conception et la fonction de base n’ont pas beaucoup changé. Presque tous les processeurs communs d’aujourd’hui peuvent être décrits très précisément comme machines à programme enregistré de von Neumann. Schéma de principe d’un processeur 32 bits.

Un processeur n’est pas une unité de calcul. Cette dernière est incluse dans le processeur mais il fait aussi appel à une unité de contrôle, une unité d’entrée-sortie, à une horloge et à des registres. Le séquenceur, ou unité de contrôle, se charge de gérer le processeur. Il peut décoder les instructions, choisir les registres à utiliser, gérer les interruptions ou initialiser les registres au démarrage. Il fait appel à l’unité d’entrée-sortie pour communiquer avec la mémoire ou les périphériques. L’horloge doit fournir un signal régulier pour synchroniser tout le fonctionnement du processeur. Elle est présente dans les processeurs synchrones mais absente des processeurs asynchrones et des processeurs autosynchrones.