ECUE X9S810 - Architecture des microprocesseurs

UE Architectures numériques et réseaux - 1 ECTS



 Structure & Enseignants
Type
Heures
Enseignants Associés
CM 9 (x1)
 Lionel Torres 9h
TD 9 (x2)
 Sophiane Senni 18h


 Description
Enseignant Responsable Lionel Torres
THE 12
Description ECUE

Fonctionnement des processeurs, machines exécutant des séquences d’instructions appartenant à un langage défini par un répertoire d’instructions.

Sofiane Senni en second enseignant sur CMTD

Mots clés Processeurs
Jeu d'instruction
Architecture matérielle

Modalités de contrôle
  • 1 Contrôle continu sous la forme de QCM
  • Un examen écrit final
Contexte

Ce cours vise à donner les bases de la compréhension du fonctionnement des processeurs, machines exécutant des séquences d’instructions appartenant à un langage défini par un répertoire d’instructions. En particulier, il s'agit d'explorer l’organisation d’un processeur dans l’espace (chemin des données / data path) et dans le temps (séquencement), de situer le répertoire d’instructions, de savoir décomposer les instructions en séquences d’opérations élémentaires sur le chemin des données, de comprendre l’organisation et le fonctionnement d’un séquenceur micro-programmé. Ce cours permet d'acquérir les bases de la compréhension d’un langage assembleur simple, de comprendre la notion d’interruptions sous ses aspects logiciels et matériels, et de connaître le rôle des périphériques courants.

Contenu
  • Étude de la macro-architecture sur l’exemple d’une machine à registres
  • Langage machine, types d’instructions et modes d’adressage
  • Pile d’exécution
  • Systèmes d’interruption, fonctionnement et gestion
  • Quelques spécificités des microcontrôleurs (timers, ports d’E/S, CAN, PWM, modes d’économie d’énergie, . . .)
  • Notions de langage assembleur
  • Notion de séquencement : étude de la microarchitecture et de la microprogrammation sur l’exemple d’une machine à pile (PicoJava).
Ressources
  • Polycopié de cours
Prérequis
  • Base de l'algorithmique
+ X9S514 - Informatique
+ X9S610 - Initiation aux microcontrôleurs
+ -
+ -


 Connaissances
#
Libellé
N
A
M
E


 Compétences
#
Libellé
N
A
M
E
1
Comprendre l’organisation d’un processeur dans l’espace (chemin des données / data path) et dans le temps (séquencement). x
2
Comprendre l’architecture d’un chemin des données (macroarchitecture) à partir de deux exemples : une machine à registres (un microprocesseur simple) et une machine à pile (un processeur Java). x
3
Situer le répertoire d’instructions d’un processeur (architecture ISA) comme l’interface logiciel / matériel. x
4
Savoir décomposer les instructions en séquences d’opérations élémentaires sur le chemin des données. x
5
Comprendre l’organisation et le fonctionnement d’un exemple de séquenceur micro-programmé (microarchitecture). x
6
Acquérir les bases de la compréhension d’un langage assembleur simple (d’un microcontrôleur 8 bits pratiqué en TP). x
7
Comprendre la notion d’interruptions sous ses aspects logiciels et matériels. x
8
Connaître le rôle, la structure et le fonctionnement de quelques uns des plus courants périphériques de microcontrôleur (timers, ports d’entrée / sortie, convertisseur analogique-digital). x


 Capacités
#
Libellé
Non
Oui
1
Rédiger x
2
Communiquer x
3
Travailler en équipe x
4
Animer et piloter un groupe, un projet x
5
Rigueur et organisation x
6
Sens pratique x
7
Sens critique x
8
Ouverture d'esprit x
9
Capacité d'analyse et de synthèse x
10
Capacité d'abstraction, logique x
11
Capacité d'initiative x
12
Créativité x


 Compétences RNCP
Type
#
Libellé
0
1
2
CTI
1
Aptitude à mobiliser les ressources d'un large champ de sciences fondamentales. x
CTI
2
Connaissance et compréhension d'un champ scientifique et technique de spécialité. x
CTI
3
Maîtrise des méthodes et des outils de l'ingénieur : identification et résolution de problèmes, même non familiers et non complètement définis, collecte et interprétation de données, utilisation des outils informatiques, analyse et conception de systèmes complexes, expérimentation. x
CTI
4
Capacité à s'intégrer dans une organisation, à l'animer et à la faire évoluer : engagement et leadership, management de projets, maîtrise d'ouvrage, communication avec des spécialistes comme avec des non-spécialistes. x
CTI
5
Prise en compte des enjeux industriels, économiques et professionnels : compétitivité et productivité, innovation, propriété intellectuelle et industrielle, respect des procédures qualité, sécurité. x
CTI
6
Aptitude à travailler en contexte international : maîtrise d'une ou plusieurs langues étrangères, sûreté, intelligence économique, ouverture culturelle, expérience internationale. x
CTI
7
Respect des valeurs sociétales : connaissance des relations sociales, environnement et développement durable, éthique. x
POL
1
Aptitude à participer aux actions de recherche et développement des entreprises, éventuellement en lien avec les acteurs de la recherche publique, et à apporter l’esprit d’innovation favorisant l’évolution technologique. x
MEA-SE
1
Spécifier et modéliser dans leur environnement des systèmes embarqués, sous contrainte de cahier des charges, en intégrant les évolutions de l'état de l'art. x
MEA-SE
2
Concevoir, simuler, prototyper et programmer des systèmes embarqués. x
MEA-SE
3
Réaliser, industrialiser, tester et maintenir des systèmes embarqués. x
MEA
4
Spécifier et concevoir des circuits et systèmes intégrés en vue de leur production industrielle. x
MEA
5
Modéliser un système physique, puis concevoir et mettre en œuvre une architecture de contrôle/commande adaptée. x