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le microprocesseur
I-introduction
un microprocesseur (µP) est un circuit intégré programmable capable de traiter automatiquement une suite d’instruction.
c’est un circuit à haute densité d’intégration en anglais LSI :large scale integration (quelque milliers des transistors et liaison sur une surface millimètres).
II-structure externe d’un système à µP(voir fig. 1)
un system complète de traitement de l’information à base de microprocesseur .
II-1-unité centrale de traitement ( CPU : centrale unité of processing )
c’est le microprocesseur qui tien le rôle de cette unité. il réalise un grand nombre de fonction comprenant :
• la fourniture des signaux des commendes.
• la recherche des instructions et des donné en mémoire.
• le transfert des données vers les entrées/sorites ou le contraire.
• gestion des signaux de commende générés par les entrées/sorties.
II-2-les mémoires :
Mémoire RAM (random acces memory) : contiendra les données et les résultats définitifs ou provisoires.
Mémorie ROM (real only memory):contiendra la suite des instruction qui permettons de faire fonctionner correctement le system on peut trouver aussi des PORM et des EPROM.
II-3-les interface d’entrées/sorties :
les interface d’entées/sorties assurent la communication entre le microprocesseur et les différent systèmes extérieur .On distingue deux types d’interfaces :
• L’interface parallèle programmable :permet de connecté le microprocesseur aux circuits électronique à commander. ces circuit acceptent des échanges de données de type parallèle (huit fils pour une donnée de huit dits).
• L’interface série programmable :Permet un échange de données entre le microprocesseur et un autre système à travers une seul ligne.
II-4-les dus :
ce sont des canaux qui transportent tout les information et signaux intervenant dans le fonctionnement du système. ils sont au nombre du trois :
• Le dus d’adresses : unidirectionnel, de le CPU vers la mémoire ou les unité périphérique il transporte une adresse vers la ROM ou la RAM ou un des organes entrées/sorties.
• Le dus de données : bidirectionnel, selon que la CPU réalise une écriture ou une lecture transport les données ou les instruction.
• Le bus de commendes : Il transmet les ordres dans tout les sens. Il rassemble les de commende destinés aux mémoires ou aux autres composant.
II-5-l’horloge :
chaque microprocesseur dispose d’une horloge qui émet un signal à intervalle régulier.
la fréquence d’horloge exprimée en mégahertz(MHz)correspond au nombre de millions des signaux émis par l’horloge en une seconde. la délai entre deux signaux est appelé un eyele d’horloge. plus la fréquence est élevée microprocesseur est rapide donc performant.
III- l’architecture interne d’un microprocesseur :
un microprocesseur est constitué principalement de :
III-1-unié arithmétique d’un microprocesseur : (voir fig.11)
Elle effectue les opération arithmétiques (addition ; soustraction ;...)et logique (And ; or ;…)et les testes.
III-2-unité de contrôle :
On l’appelle aussi séquenceur. Elle cherche les instruction de la mémoire. les décode et envoie les commendes nécessaires à l’exécution de ces instruction une à une.
III-3-Les registres internes :
Il permet de stocker momentanément les données ou les adresses , le microprocesseur comporte plusieurs dont voici les principaux :
-a- Accumulateur
c’est un registre servant à stoker temporairement les données avant et après leur traitement par l’UAL ou avant leur transfert vers la mémoire ou vers un système extérieur.
-b- Le compteur ordinale (PC : program counter ) :
Il contient l’adresse de la prochaine instruction à exécuter. L’exécution d’une instruction incrément automatiquement le PC .
-c- registre d’index :
Il pointe à une adresse de le mémoire pour en tirer le contenu ,il permet l’adressage indexé
-d - registre d’instruction (RI) :
les instruction sont stockées dans le registre d’instruction avant d’être décodées et exécutées.
-e- registre d’état (CCR :condition code registre) :
Ce registre contient des informations appelées dits d’état ou indicateur sur les opérandes après l’exécutées. CCR
- - H - N Z V C
• C (Carry) :le bit 0 est indication de retenue,après une opération de l’UAL,
• V (over flow) :le bit 1 indicateur de débordement après une opération .
• Z (Zéro) :dit 2 est à 1 si le résultat de l’opération est nul .
• N(Négatif) : dit 3 indique si le résultat de l’opération est négatif , il contient la valeur de bit du poids fort de l’octet résultant de l’opération.
• H(half carry) : bit 5 indique s’in y a retenue de bit 3 du résultat de l’opération ( retenue du demi octet).
-f- pointeur de pile (SP :Stacke pointer) :
la pile est une petit partie de le mémoire RAM nécessaire pour sauvegarder le contenu des registres lorsque cela est nécessaire. l’adresse de la prochaine position mémoire à utiliser pour le sauvegarde des données est fournie pas le contenu de registre pointeur de pile.
V-Circulation de l’information dans un microprocesseur :
On distingue 5 cycle pour exécuter une instruction :
1. la recherche de l’instruction en mémoire.
2. lecture du code d’instruction.
3. décode de l’instruction.
4. superviser l’exécution de l’instruction.
5. revenir au début.
VI-programmation d’un microprocesseur :
VI- les langages d’un microprocesseur :
une instruction doit communiquer au microprocesseur, d’une part la nature de l’opération à effectuer :code opération ,et d’autre part,sur quoi agit l’opération :opérandes.
-1-langage machine :le système à microprocesseur est ensemble de composants électroniques ,il ne peut comprend que deux états :le courant passe(1) ou le courant ne passe pas (0). Ceci explique le fait que le 1 et 0 à manipuler est énorme ce qui rend ce langage difficile à déchiffrer .le risque d’erreur lors de la transcription est tés grand et les erreurs sont difficile à détecter.
-2-Language hexadécimale :Une première amélioration du langage machine consiste à remplacer le code binaire par le code hexadécimale . on obtient plus condensée qui prête moins à l’erreur . on passe directement d’un code binaire à l’autre en faisant correspondre à chaque groupe de 4 bits le chiffre hexadécimale équivalent . ce langage reste malgré tout très difficile à comprendre .
-3- Langage d’assembleur : la nécessité d’utiliser un langage plus adorable par l’homme et compréhensible par la machine a donné naissance aux langage symbolique ou langage langage assembleur . Ils remplacent le code d’opération par un code mnémonique (facile à mémoriser). ce langage présente l’inconvénient de reste lié au microprocesseur pour le quel il était écrit.
-4- Langage évolué : pour remédier aux inconvénients des langages assembleurs on a crée des langages facile à lire et à comprendre, plus puissant et surtout indépendant de toute machine particulière. Ils sont proche du langage humain et ne nécessitent pas une connaissance approfondie du système . Exp. BASIC , PASCAL ...
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Mer 10 Jan - 11:54
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