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
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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 > Méthodes et outils de développement
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Critères de choix d'une architecture et évaluationArticle inclus dans l'offre
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2. Méthodes et outils de développement
On ne traite pas ici du développement des microprocesseurs proprement dits mais du développement de systèmes, ou plutôt de sous-ensembles de systèmes (des cartes ou des systèmes sur puce), fondés sur des microprocesseurs, en analysant tout d'abord les méthodes et les outils associés pour le développement du matériel 2.1, puis ensuite ce qui concerne le développement du logiciel 2.2.
2.1 Matériel
Avant d'aborder la description des méthodologies et des outils associés, il est utile de rappeler la structure générique d'un système sur puce ou d'une carte, schématisée figure 3. Il comprend :
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le microprocesseur et éventuellement les circuits périphériques qui lui sont étroitement associés tels que le contrôleur mémoire, les mémoires cache, le contrôleur d'interruptions ;
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une mémoire non réinscriptible contenant des instructions et certaines données fixes. On appelle cette mémoire ROM (Read Only Memory) souvent réalisée en technologie mémoire FLASH reprogrammable. On doit noter que les premières mémoires ROM n'étaient pas physiquement réinscriptibles.
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une mémoire réinscriptible, contenant programmes et données, appelée RAM (Random Access Memory) construite avec plusieurs composants mémoire pour obtenir une taille conséquente ;
-
des circuits périphériques éventuels tels que des dispositifs d'entrée-sortie et de communication (par exemple, contrôleur de disques, contrôleur réseau, USB...) permettant des échanges avec, par exemple, une station de développement. Une ligne de communication particulière est utilisée pour les fonctions de téléchargement des programmes et des données, les fonctions de mise au point (interrogation, initialisation, interruption, accès aux états des différents éléments du système...). Il s'agit bien souvent d'une ligne de type JTAG servant égalemsnt au test du système en production.
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Méthodes et outils de développement
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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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