Réalisation des opérateurs logiques

L'objectif de cet article est de présenter les grands principes de réalisation des opérateurs logiques matériels, combinatoires et séquentiels, utilisés pour la réalisation des systèmes électroniques et informatiques. Les caractéristiques essentielles de la technologie CMOS et des circuiteries statiques et dynamiques sont présentées pour mettre en évidence les compromis entre vitesse, surface et consommation énergétique qui interviennent dans la conception des différents types de circuits : circuits ASIC (spécialisés pour une application), circuits logiques programmables, notamment FPGA et microprocesseurs et mémoires.

Si la densité d'intégration continue de croître de manière exponentielle selon la loi de Moore, les problèmes énergétiques (puissance dissipée et consommation pour les systèmes sur batterie) deviennent maintenant incontournables.

Les fondements des mémoires statiques (SRAM) et dynamiques (DRAM) sont présentés. Les grandes caractéristiques des circuits logiques programmables et leurs évolutions sont présentées en montrant comment les plus populaires, les FPGA, permettent maintenant de réaliser des systèmes sur puce complets intégrant des processeurs, des mémoires et des circuits d'interface spécialisés. Pour les circuits ASIC, des exemples montrent comment les problèmes d'optimisation liés à la nécessité de réduire la puissance dissipée et la consommation énergétique interviennent à différents niveaux pour prendre en compte les caractéristiques des dernières générations de technologie CMOS.