Présentation
RÉSUMÉ
Cet article s'organise autour de l'utilisation et de la mise en oeuvre des microprocesseurs en présentant en particulier leurs boîtiers, les outils de développement logiciel et matériel, et les critères de choix de composants. Les perspectives d'évolution sont présentées, ainsi que trois exemples d'application des microprocesseurs dans des systèmes réels comme les smartphones, les réseaux et les imprimantes laser.
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Dominique HOUZET : Docteur de l'Institut National Polytechnique de Toulouse - Professeur des Universités à Grenoble-INP/PHELMA - Responsable de l'équipe CNRS AGPIG/GIPSA-Lab
INTRODUCTION
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 tablette tactile, d'un contrôleur d'imprimante laser et d'un routeur de réseau ethernet. 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 archivée 2 de mai 2000 par Dominique HOUZET, René J. CHEVANCE
DOI (Digital Object Identifier)
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Accueil > Ressources documentaires > Technologies de l'information > Technologies logicielles Architectures des systèmes > Architectures matérielles > Microprocesseurs - Mise en œuvre et exemples d'application > Exemples d'application
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5. Exemples d'application
5.1 Smartphone Blackberry
Le domaine des smartphones, en particulier pour les produits d'entrée de gamme, est caractérisé, pour un niveau de performance donné, par la recherche des coûts minimaux. Le phénomène de la courbe d'expérience (décroissance du prix de revient d'un objet fabriqué en fonction du nombre d'objets produits) s'applique parfaitement, mais les différents constructeurs recherchent les prix de revient les plus bas pour leurs produits. Cette recherche se traduit par des niveaux d'intégration fonctionnelle très élevés de façon à minimiser le nombre de composants nécessaires à la réalisation du produit. Cela conduit à l'intégration sur une même puce de tous les éléments du système en dehors des circuits hautes fréquences et des amplificateurs de puissance au niveau de l'antenne. Ce type de circuit est un système sur puce (SoC) complet comprenant les parties numériques (calcul) et analogiques (interfaces audio/vidéo/radio).
Cela est illustré par l'exemple du smartphone BlackBerry Z10 construit à base du SoC (System on Chip) Snapdragon S4 Pro. La figure 6 montre sa structure. Ce circuit est architecturé autour d'un microprocesseur double cœur ARM 32 bits RISC et contient tous les éléments nécessaires à un smarphone moderne : une mémoire SRAM et une mémoire Flash de Samsung, un processeur de signaux DSP et graphique GPU Adreno et un modem 3G/LTE de Qualcomm, un module GPS/Wifi/Bluetooth de Texas Instruments et un module de sécurité d'Inside Secure.
Ce circuit permet de gérer des écrans haute définition 1280*720 avec appareil photo 8 mégapixels et caméra 2 mégapixels.
HAUT DE PAGE5.2 Contrôleur d'imprimante laser
Les imprimantes laser sont un exemple d'application demandant une puissance de traitement importante, le contrôle du dispositif d'impression et de la liaison avec un système informatique commandant l'impression (un PC ou un serveur d'impression) tout en répondant à des objectifs de coût et de performance.
Pour la réalisation d'un tel contrôleur,...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GREIG (W.J.) - Integrated circuit packaging, assembly and interconnections - . Springer Ed. (2007).
-
(2) - TUMMALA (R.R.) - System on package: miniaturization of the entire system - . Mc Graw Hill Professionnal (2008).
-
(3) - GILLEO (K.) - Area array packaging materials - . Mc Graw Hill Professionnal (2003).
-
(4) - TEXAS INSTRUMENTS - Analog and logic packaging - (2011).
-
(5) - ASHENDEN (P.J.) - The designer's guide to VHDL. - Mc Graw Hill (2008).
-
(6) - ITRS - International technology roadmap for semiconductors reports - http://www.itrs.net (2011).
-
(7)...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Packaging des circuits intégrés
-
Microprocesseurs. Approche générale
-
Microprocesseurs. Architecture et performances
ANNEXES
• Constructeurs (liste non exhaustive)
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
• Organismes
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
International Federation for Information Processing (IFIP) http://www.ifip.or.at
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