Introduction  au  microprocesseur

•   introduction 
• Schéma synoptique d’un microprocesseur 

• Exemple d’utilisation d’un microprocesseur :

• Relations avec l’extérieur :
•  Partie logicielle : 

Les langages primitifs :
Les langages évolués:

• Domaines d’application:

     introduction

     L’apparition du microprocesseur est due à l’évolution de l’industrie électronique. L’invention du transistors en 1947 a ouvert la voie de la miniaturisation des composants électronique et le terme d’unité centrale de traitement (CPU) est utilisé dans l’industrie électronique dès le début des années 1960.jusqu’au début des années 1970, les différents composants électroniques formants un processus ne pouvaient tenir sur un seul circuits intégré. On devait donc les placer sur plusieurs circuits intégrés. En 1971, la compagnie Intel a réussi pour la première fois à placer tous les transistors qui constituent un processeur sur un seul circuit intégré donnant ainsi naissance aux microprocesseurs. Depuis le milieu des années 1970, la complicité et la puissance des microprocesseurs ou CPU n’a pas cessé d’augmenter au-delà de tous les autres types de processeurs au point qu’aujourd’hui les termes de processeur, microprocesseur ou CPU s’utilisent de manière indifférenciée pour tous les types de processeurs.
       Les premiers processeurs étaient conçus spécifiquement pour un ordinateur d’un type de donnée. Aujourd’hui  les microprocesseurs sont utilisés dans plusieurs machines programmable différents, on les trouve modernes partout, de l’automobile aux téléphones portables, en passant par les jouets pour enfants.
   La vitesse de traitements d’un microprocesseur  peut être exprimé en MIPS (million d’instructions par seconde ou mégaflops (millions of floating-point per seconde). Cette vitesse de traitement s’appelle puissance d’un microprocesseur.

    Le microprocesseur est un des plusieurs circuits qui réalise une fonction de traitement. Toutes les fonctions sont intégrées sur une puce de silicium. Si la complexité est très grande, on peut  distribuer les fonctions de façon répétitives (circuit identique en parallèle) ou de façon asymétrique.

Le microprocesseur ne peut être utilisé seul, il faut ajouter :

• Des mémoires pour stocker des données et les programmes.
• Des circuits d’entrée/sortie et des interfaces
• Des circuits annexes (multiplexeur, décodeurs)
• Une horloge
• L’alimentation 

Les microcontrôleurs sont des circuits qui réunissent en un seul boîtier les circuits du microprocesseur, les mémoires, et les circuits d’entrée/sortie

    Unité de traitement :

Le processeur, (ou CPU, Central Processing Unit, « Unité centrale de traitement » en français) est le composant qui effectue la séquence d’instruction stocké dans la mémoire. Il est capable de :

-lire une instruction en mémoire

-la décoder

-l’effectuer

-trouver l’instruction suivante

 Exemple d’utilisation d’un microprocesseur : circulation automobile à l’intersection d’une route principale et d’une route secondaire.

   A la fin de 30 secondes de feu vert sur la route principale, on ne change la couleur de feu que s’il y a une voiture à l’intersection.

Réalisation  :

        Pour réaliser le cahier de charge, nous allons branchés de différents signaux du carrefour aux différents interfaces d’entrées ou de sortie : voir le schéma ci après.

  Programme :

   Il ne reste plus qu’à traduire cet organigramme en une séquence d’instruction qui sera implanté dans la mémoire du programme.

Relations avec l’extérieur :

Dans le rapport avec l’extérieur on a vu dans l’exemple au niveau de la réalisation de rapport avec l’environnement :
Capteur de présence à l’entrée et feu a la sortie.

De façon plus générale, les relations avec l’extérieur peuvent être quatre :

• Relations avec l’environnement :

-Les entrées logiques numériques
-Les entrées analogiques
-Les sorties analogiques numériques
-Les sorties numériques

• Les rélations assurés par les périphériques :  Console de visualité, imprimante, clavier.

• Les rélations avec les mémoires de masse.
• Les rélations avec d’autres microprocesseurs :C’est le cas d’un réseau informatique.

 Partie logicielle :

 Les langages primitifs :

    Toutes les informations traitées par le microordinateur sont codées sous la forme de mot binaire. L’ensemble de ces mots, rangés en mémoire centrale, constitue le programme à exécuter. Cette exécution est réalisée par le CPU qui reconnaît les instructions parmi les jeux d’instructions dont il est doté par le concepteur.

Différentes types de programmations ::

L’introduction du programme dans la machine peut se faire sous plusieurs formes :

-Sous forme binaire
-Sous forme hexadécimal :
Un peu évolué, il faut un clavier hexadécimal pour entrer un programme.

  Par le langage d’assemblage plus agréable, on introduit les instructions sous forme symbolique, mnémonique. On aura donc besoin d’un clavier numérique pour introduire le programme.

Le programme en langage d’assemblage est le code source.
Le programme en binaire est le code objet.
Il est donc nécessaire d’avoir un moyen de traduction ; programme spécialisé : l’assembleur. Cependant, les instructions en langue assembleur reste très élémentaires puisque, ce sont celles du microprocesseur représentées en mnémonique.

Les langages évolués

Plus proche de la langues parlé, ils sont capables de mesurer des instructions complexes (pascale, basic, c…). Les codes source sont traduits et interprétés en binaire à l’aide des programmes spécialisés : le compilateur, l’interpréteur, pour traduire le code source en binaire.

Domaines d’application:

Le microprocesseur est utilisé :
  En informatique
  Dans le contrôle de processus
  Dans les appareils de mesure
  Dans l’électronique grand public….