De la diode au microprocesseur

Table des matières

I. TECHNOLOGIE DES CIRCUITS INTÉGRÉS

1. La diode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Semi-conducteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Diode à jonction PN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Le transistor bipolaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Transistor NPN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Transistor PNP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Relations entre les courants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Réseau de caractéristique Ic, Vce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

e. Transistor en commutation  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Les transistors à effet de champ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. J-FET et MOS-FET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Représentation et réalisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Principe de fonctionnement du J-FET à canal N . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Principe de fonctionnement du MOS-FET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Circuits logiques bipolaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Logiques positive et négative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Circuits à diodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Opérateurs logiques à transistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Technologie TTL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Circuits logiques MOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Complementary MOS ou C-MOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. MOS à Grille flottante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Transistor MNOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Technologie H-MOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

II. LOGIQUE COMBINATOIRE ET SÉQUENTIELLE

1. Généralités sur les systèmes séquentiels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Modèle binaire élémentaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Système binaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Modèle de système séquentiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Divers types de systèmes séquentiels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Synthèse des systèmes asynchrones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Méthode d'Huffman . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Aléas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

III. LES BASCULES

1. Définition d'une bascule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Propriétés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Bascule élémentaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Bascules asynchrones à entrées de niveaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Bascule R-S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Bascules dérivées de la R-S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Bascule suiveuse avec blocage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Bascules asynchrones à déclenchement par front . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Bascules D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Bascule JK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Symboles généraux sur les bascules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

IV. CIRCUITS FONDAMENTAUX
DE L'ÉLECTRONIQUE NUMÉRIQUE

1. Compteurs binaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Compteur asynchrone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Compteur synchrone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Compteur - Décompteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Mise en cascade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

e. Compteurs décimaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

f. Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Monostables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Représentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Durée du créneau de sortie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Monostable non réarmable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

e. Monostable réarmable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

f. Entrées complémentaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Trigger de SCHMITT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Approche du problème . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Représentation et utilisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Registres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Registres à décalage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Convertisseurs série - parallèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Convertisseurs parallèle - série . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Registres à décalage bidirectionnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

e. Convertisseurs parallèle - parallèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

f. Piles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Convertisseurs de code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Convertisseur BCD - Décimal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Convertisseur BCD - 7 segments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Encodeurs de priorité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6 Multiplexeurs - Démultiplexeurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Multiplexeurs logiques. Démultiplexeurs logiques . . . . . . . . . . . . . .

7. Convertisseurs numérique analogique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Amplificateur opérationnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Réalisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Convertisseurs analogique numérique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Convertisseur parallèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Convertisseur simple rampe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Convertisseur double rampe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Convertisseur à approximations successives . . . . . . . . . . . . . . . . . .

e. Paramètres des convertisseurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

V. LES MÉMOIRE

1. Mémoires à semi-conducteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Accès aléatoire et séquentiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Différentes mémoires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Notion d'adresse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

e. Entrée de sélection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

f. Capacité et organisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

g. Assemblage de circuits intégrés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

h. Décodage d'adresse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Mémoires mortes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Sélection linéaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Sélection par coïncidence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Codeur matriciel à diodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Décodeur matriciel à transistors MOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

e. Structure d'une PROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Mémoires vives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. RAM statique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. RAM dynamiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

VI. INTRODUCTION AUX MICROPROCESSEURS

1. Introduction. Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Logique câblée combinatoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Logique câblée séquentielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Logique programmée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Définition du microprocesseur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

e. Avantage des microprocesseurs sur la logique câblée . . . . . . . . . . .

2. Fonctionnement d'un microprocesseur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Structure d'une instruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Traitement d'une instruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Déroulement du programme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. L'unité de commande . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Décodage des instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Micro-instructions et microprogramme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Séquenceur câblé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

e. Séquenceur microprogrammé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. L'unité arithmétique et logique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Opérations arithmétiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Opérations logiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Réalisation d'un additionneur - soustracteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Comparaison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Le registre d'état . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

VII. INTRODUCTION AU MICROPROCESSEUR MC68000

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Brochage des différents microprocesseurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Brochage du MC68008 (Dual In Line) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Brochage du MC68000 (Dual In Line) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Brochage du MC68020 (Pin Grid Array) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Description des signaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Bus d'adresses de A1 à A23 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Bus de données de D0 à D15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Bus de contrôle asynchrone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Signaux d'arbitration du busa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

e. Contrôle des interruptions (IPL0, IPL1. , IPL2) . . . . . . . . . . . . . . . .

f. Contrôle du système . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

g. Contrôle des périphériques de la famille 6800 . . . . . . . . . . . . . . . .

h. Etats du microprocesseur (FC0, FC1, FC2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Résumé des signaux du MC68000 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Cycles Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Description des états du microprocesseur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Modes privilégiés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Mode Superviseur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Mode Utilisateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Changement de mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Traitement des exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Vecteurs d'exception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Séquence de traitement des exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Exceptions multiples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Traitement des interruption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

e. Violation de privilège . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

f. Mode TRACE (Pas à pas) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

g. Traitement des erreurs de bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

h. Traitement des erreurs d'adresse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Organisation interne du MC68000 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Registres d'usage général . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Registre d'état . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Organisation des données et modes d'adressage . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Taille des opérandes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Organisation des données en mémoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Modes d'adressage du MC68000 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

VIII. JEU D'INSTRUCTION DU MICROPROCESSEUR MC68000

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Convention de notation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Opérandes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Sous champs et qualificateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Opérations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Déplacement des données . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Actions de LINK et UNLK sur la pile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Opérations arithmétiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Opérations logiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Décalages et rotations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Opérations de manipulation de bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Opérations de contrôle du déroulement du programme . . . . . . . . . . . .

9. Opérations de contrôle du système . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

DICTIONNAIRE DES TERMES ANGLO-SAXONS . . . . . . . . . . . . . . .

 

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