Informatique Industrielles (Micro Controlleur)

nction, etc.)

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Objectifs du cours

L'objectif de ce cours est de vous rendre capable de choisir, de programmer, d'utiliser un micro-contrôleur et plus généralement de vous transmettre une culture des systèmes micro-programmés. Non dédié à un microcontrôleur

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Notions d'architecture [des systèmes micro-programmés] Éléments constitutifs [d'un système micro-programmé] Fonctionnement [d'un système micro-programmé] Éléments de choix [d'un système micro-programmé]

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Dédié à un microcontrôleur

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Connaissances des différents types d'instruction Notion d'interruption Programmation en Assembleur Programmation en langage C

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Plan

Présentation de l'informatique industrielle et des systèmes micro-programmés Architecture des micro-contrôleurs Présentation des différents éléments d'un micro-contrôleur, éléments de choix Rappels sur les nombres binaires et les différents codages

Les instructions Rappels sur la logique combinatoire et séquentielle Étude du fonctionnement d'un micro-contrôleur : le PIC 18F4520

Programmation en Assembleur -- Rappel sur les algorigrammes Présentation des interruptions Étude d'un programme en Assembleur avec gestion des interruptions

Présentation de fonctions intégrées (timer, PWM, etc.)

Presentation du langage C pour le microcontrôleur / spécificité pour le PIC 18F4520

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L'informatique industrielle

« L'informatique industrielle est une branche de l'informatique appliquée qui couvre l'ensemble des techniques de conception et de programmation, de systèmes informatisés à vocation industrielle, qui ne sont pas des ordinateurs. » (Source : Wikipédia)

Source : Ascom S.A.

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L'informatique industrielle

Domaines d'applications : Alarme, automobile, aviation, instrumentation, médicale, téléphonie mobile, terminaux de paiement pour carte bancaire ...

Image fournie par Microchip

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L'informatique industrielle

Applications :

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Automates, robotique, Mesures de grandeurs physiques, Systèmes temps-réel, Systèmes embarqués.

Source : Ascom S.A.

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Les différents systèmes programmables

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Les circuits spécialisés ou ASIC (Application Specific Integrated Circuit) :

Les circuits spécialisés sont des circuits spécialisés dès leur conception pour une application donnée. Exemples : DSP (Digital Signal processeur 3-D, contrôleur de bus, ... Processing), co-processeur arithmétique,

Source : Texas Instruments

Source : NVidia

Avantages :

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Inconvénients :

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Très rapide Consommation moindre Optimisé pour une application

Faible modularité Possibilité d'évolution limité

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Les différents systèmes programmables

Les systèmes en logique programmée et/ou en logique programmable sont connus sous la désignation de PLD (programmable logic device, circuit logique programmable)

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FPGA (field-programmable gate array, réseau de portes programmables in-situ), PAL (programmable array logic, réseau logique programmable), ...

Source : Altera

Source : Altera

« Un circuit logique programmable, ou réseau logique programmable, est un circuit intégré logique qui peut être reprogrammé après sa fabrication. Il est composé de nombreuses cellules logiques élémentaires pouvant être librement assembler.» (Wikipédia)

Avantages :

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Inconvénients :

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Forte modularité Rapidité

Mise en oeuvre plus complexe Coûts de développement élevé

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Les différents systèmes programmables

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Les systèmes micro-programmés : Les micro-contrôleurs sont typiquement des systèmes micro-programmés.

Micro-contrôleur Microchip PIC16F690 en boîtier DIL20

Un micro-contrôleur est un : « Circuit intégré comprenant essentiellement un microprocesseur, ses mémoires, et des éléments personnalisés selon l'application. » (Arrêté français du 14 septembre 1990 relatif à la terminologie des composants électroniques.)

Avantages :

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Inconvénients :

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Mise en oeuvre simple Coûts de développement réduits

Plus lent Utilisation sous optimale

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Plan

Présentation de l'informatique industrielle et des systèmes micro-programmés Architecture des micro-contrôleurs Présentation des différents éléments d'un micro-contrôleur, éléments de choix Rappels sur les nombres binaires et les différents codages

Les instructions Rappels sur la logique combinatoire et séquentielle Étude du fonctionnement d'un micro-contrôleur : le PIC 18F4520

Programmation en Assembleur -- Rappel sur les algorigrammes Présentation des interruptions Étude d'un programme en Assembleur avec gestion des interruptions

Présentation de fonctions intégrées (timer, PWM, etc.)

Presentation du langage C pour le microcontrôleur / spécificité pour le PIC 18F4520

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Deux types de processeurs

CISC : Complex Instruction Set Computer Grand nombre d'instructions, Type de processeur le plus répandu

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RISC : Reduced Instruction Set Computer Nombre d'instructions réduit (sélection des instructions pour une exécution plus rapide) Décodage des instructions plus rapide

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Évolution et Loi de Moore

Intel Pentium 4 Northwood C (2002) architecture interne 32 bits

fréquence d’horloge 2,4/3,4 Ghz (bus processeur : 200Mhz) plus de 42 millions de transistors, gravé en 0,13 µm 6500/10000 MIPS

Source Intel :

Source Intel

:

Intel 8086 (1978)

architecture interne 16 bits bus 16 bits fréquence d'horloge 4,77/10 Mhz 39 000 transistors, gravé en 3µm 0,33/0,75 MIPS

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Source Wikipédia

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Les structures des systèmes microprogrammés

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Les différents bus d'un système micro-programmés

« Un bus est un jeu de lignes partagées pour l’échange de mots numériques. » (Traité