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Auteur(s)
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Dominique HOUZET : Docteur de l'Institut national polytechnique de Toulouse - Habilité à diriger des recherches - Maître de conférences à l'ENSEEIHT-INPT - - Cet article est la réédition actualisée de l’article écrit précédemment par
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René J. CHEVANCE : Ingénieur du Conservatoire national des arts et métiers (CNAM) - Docteur ès sciences - Professeur associé au Conservatoire national des arts et métiers (CNAM)
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Lire l’articleINTRODUCTION
L'objectif de cet article est de permettre au lecteur d'apprécier l'intérêt des microprocesseurs en illustrant à l'aide d'exemples les aspects pratiques de leur utilisation.
Le premier point concerne leur mise en œuvre matérielle qui se traduit par la réalisation physique des composants, qui n'est pas abordée ici, et par leur mise en boîtier, présentée dans le premier paragraphe. La technologie des boîtiers de circuits intégrés est en évolution constante. Ce paragraphe se propose d'en présenter les différentes orientations.
La mise en œuvre pratique des microprocesseurs passe d'une part par l'utilisation d'outils de développement, et d'autre part par le choix du microprocesseur lui-même. Ce choix est guidé par de nombreux critères qui sont détaillés dans cet article. Les outils et méthodes de développement des microprocesseurs concernent à la fois la mise en œuvre matérielle de la carte électronique et celle du logiciel exécuté sur le microprocesseur choisi. Ces différents moyens de développement sont présentés dans le second paragraphe.
Les progrès sans cesse croissants de la technologie permettent aux concepteurs d'innover en termes d'architecture de microprocesseurs. L'évolution des caractéristiques des microprocesseurs est liée à de nombreux facteurs qui permettent d'anticiper et donc de mieux gérer les adaptations nécessaires des systèmes à base de microprocesseurs.
L'intérêt des microprocesseurs sera illustré grâce à plusieurs exemples d'applications architecturées autour d'un microprocesseur standard. Il s'agit en particulier d'une station de travail d'entrée de gamme, d'un contrôleur d'imprimante laser et d'un routeur de réseau ATM. Ces trois exemples sont significatifs des types d'applications nécessitant la mise en œuvre de microprocesseurs.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de mars 1994 par R.J. CHEVANCE
- Version courante de nov. 2013 par Dominique HOUZET
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3. Critères de choix d'une architecture et évaluation
Comme beaucoup de choix dans le domaine industriel, celui de l'architecture d'un microprocesseur est fondé sur deux types de critères : critères techniques (performance, consommation...) et critères non techniques (« viabilité » du fournisseur, acceptation de l'architecture par le marché...).
Le choix d'un microprocesseur n'est souvent que l'un des aspects d'un problème plus vaste. En effet, les dimensions du problème sont multiples, on dispose :
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d'un ensemble de critères techniques ;
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d'un ensemble de domaines d'application (stations de travail, PC, contrôleurs de périphériques, systèmes de contrôle...) ;
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d'une liste d'architectures de microprocesseurs sélectionnées a priori ;
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d'un ensemble d'architectures de système envisagées pour ces différentes applications.
les architectures de systèmes ne sont d'ailleurs pas indépendantes des architectures de microprocesseurs, par exemple, ou ne s'oriente pas vers la même architecture de système multiprocesseur selon que l'on utilise des microprocesseurs supportant des communications de type message (par exemple le Transputer) ou un mode de type mémoire partagée (SMP : symetrical multiprocessor). On doit aussi remarquer que l'architecture de système peut être imposée par des contraintes de compatibilité telles que le rajeunissement technologique en conservant le logiciel, ce qui a pour effet d'empêcher ou de limiter les évolutions d'architecture.
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d'un ensemble de critères non techniques (économiques notamment).
Devant une telle problématique, on a recherché une méthodologie permettant de faciliter l'analyse et, partant, le processus de décision.
pour les détails concernant cette méthodologie, le lecteur pourra se reporter à la référence [6].
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La constitution de la liste des critères techniques peut dépendre du domaine d'application considéré. La liste ci-après ne saurait être considérée comme exhaustive ; en fonction des besoins, des critères peuvent être ajoutés ou supprimés :
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possibilité de disposer, à un moment donné, de plusieurs implementations compatibles de l'architecture et offrant un large éventail de puissance. Cette possibilité peut...
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Critères de choix d'une architecture et évaluation
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BAKOGLU (H.B.) - Circuits, Interconnections and Packaging for VLSI - . Addison, Wesley Publishing Company (1990).
-
(2) - LAU (J.H.) - Ball Grid Array Technology - . Mc Graw Hill (1994).
-
(3) - TUMMALA (R.R.), RYMASZEWSKI (E.J.), KLOPFENSTEIN (A.G.) - Microelectronics Packaging Handbook - . Van Nostrand Reinhold New York (1997).
-
(4) - Texas Instruments - Package Outlines Reference Guide - . (Mars 1997).
-
(5) - CHANG (K.C.) - Digital Design and Modeling with VHDL and Synthesis - . IEEE Computer Society Press (1997).
-
(6) - CHEVANCE (R.J.) - An Evaluation Methodology for Microprocessor and System Architectures - . ACM Computer Architecture News, 20, no 3 (1992).
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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
(liste non exhaustive)
Transmeta http://www.transmeta.com
Texas Instruments http://www.ti.com
Hewlett-Packard http://www.hp.com
VIA Technologies http://www.via.com.tw
Sun Microsystems http://www.sun.com
MIPS Technologies http://www.mips.com
Intel http://www.intel.com
Motorola http://www.motorola.com
ST Microelectronics http://www.st.com
SPARC http://www.sparc.com
HAUT DE PAGE
Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) http://www.ieee.org
Association for Computing Machinery (ACM) http://www.acm.org
Peripheral Component Interconnect – Special Interest Group (PCI-SIG) http://www.pcisig.com
Institut national de recherche en informatique et automatique (INRIA) http://www.inria.fr
Groupe de recherche CNRS Architecture, réseaux et systèmes, parallélisme (GDR ARP)...
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