Micro Systèmes n°49 janvier 1985
Micro Systèmes n°49 janvier 1985
  • Prix facial : 24 F

  • Parution : n°49 de janvier 1985

  • Périodicité : mensuel

  • Editeur : Société Parisienne d'Edition

  • Format : (203 x 271) mm

  • Nombre de pages : 198

  • Taille du fichier PDF : 137 Mo

  • Dans ce numéro : dossier sur l'ordinateur biologique.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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FICHE 9C QA GR GO GD a a. b c *d ° g + 5 V —› Compteur BCD Décod. Driver Fig. 17. - Un décodeur/driver traduit le code BCD en commandes d'allumage  : des niveaux bas avec appel de courant par des collecteurs ouverts, s'agissant de LEDs. Fig. 18. - Le 74143, circuit intégré complexe comportant en chaine  : un compteur BCD, un latch, un décodeur/driver. Sur l'exemple où le compteur BCD affiche trois en binaire, le décodeur affiche des « 0 » sur les lignes a, b,c, d et g pour provoquer les appels de courant qui donnent forme au « 3 ». Un standard pas simple  : le 74143 Le circuit intégré à 24 broches 74143 est pour l'essentiel un compteur BCD associé sur la même « puce » à un décodeur pour LEDs. Plus une quantité de gadgets qui ont tous un sens... parce que l'affichage décimal s'adresse aux humains, et que les humains sont compliqués ! Son brochage est donné à la figure 18. Nous n'aurons pas la place, dans ces colonnes, de décrire en totalité les fonctions du 74143. Le lecteur est renvoyé aux manuels des fournisseurs s'il veut vraiment tout savoir. Nous nous contenterons de localiser, hors les alimentations qui sont aux extrémités habituelles, trois groupes de lignes, coloriées sur la figure  : 122 — MICRO-SYSTEMES Fig. 19. - Le montage le plus simple du 74 143  : comptage et affichage « transparent » des dix chiffres. - le compteur proprement dit est attaqué par l'horloge CLK, on se doute de ce que signifie CLEAR ; le reste est moins simple, citons MAX COUNT, qui est une sorte de report conditionnel ; - « derrière » le compteur BCD, un latch activé par STROBE recopie l'état de ce compteur, accessible sous sa forme binaire via QA à Qo ; - enfin, le décodeur/pilote de LED délivre le code affichable via (on s'en douterait) les a, b,c... Un montage minimum La figure 19 montre notre montage d'expérience « minimum », c'est-à-dire, remplissant la fonction de la figure 17  : comptage + affichage décimal ; l'horloge est fournie par notre oscillateur favori. Un certain nombre de points sont reliés à la masse ou à une « source de 1 ». Les sorties de commande de LED Fig. 20. - Illustration de ce qui est considère comme un affichage « normal » avec sup pression des zéros à gauche. sont connectées aux points de même nom de l'afficheur. Sauf erreur de càblage, ça doit « tourner », comptez de 0 à 9 et ainsi de suite. Une bonne façon de comprendre les diverses entrées d'option consiste à les changer... et observer les différences. Commençons par enlever la liaison de STROBE vers la masse  : le compteur se « fige » en l'état. Cette commande prend tout son sens dans les appareils où l'on compte des événements (ou le temps) jusqu'à ce que tel ou tel critère d'arrêt soit rencontré. Par exemple, un chronométrage de course commencera par une mise à zéro (CLEAR au pistolet du starter), et se terminera en « gelant » le compte de temps (mettez STROBE à 0 toute la course, et basculez à 1 au passage de la ligne). Il n'y a plus qu'à lire le résultat. Les zéros à gauche Rétablissons STROBE, et relions RBI (Ripple Blanking Input) à la masse au lieu du « 1 ». Tout fonctionne comme avant, du moins en ce qui concerne les chiffres de 1 à 9 ; en revanche, au lieu d'afficher 0, le bloc à LEDs s'éteint ! Voilà un exemple (parmi d'autres) de l'élément humain. Ecrivez-vous Marignan 0001515 ? Si oui, on a déjà dû vous regarder d'un drôle d'air ! Nous considérons tout naturel, si un compteur à plusieurs chiffres nous est présenté, que les fameux « zéros à gauche » soient... éteints (fig. 20). Sauf, peut-être, celui qui est « le plus à droite ». L'entrée RBI, au niveau bas, signifie « éteignez le zéro ». Une sortie RBO signifie « je suis éteint parce que je contiens zéro » (actif au niveau bas). De telle sorte que les « effets » de la figure 20 s'obtiennent en connectant ainsi trois 74143, solidaires des trois chiffres (fig. 21). Celui de droite a RBI à « 1 ». Il affichera donc 0 s'il y a lieu. Le plus à gauche a son RBI à « 0 », de telle sorte qu'il s'éteindra pour 0 et signalera le fait par RBO. Celui du milieu reçoit ce RBO sur son RBI ; il éteindra donc son zéro si celui de gauche est lui-même à zéro, ou l'illuminera dans le cas contraire, s'il est bien « significatif ». Quand nous vous disons que les humains ne simplifient pas l'électronique ! ("'1 Les amateurs de normes protectionnistes ont peut-étre une idée à creuser ? Le montage expérimental d'un compteur décimal sur afficheur 7 segments. Fig. 21.- Usage des broches de fonction BR1 et BRO pour donner le résultat de la figure 20. Janvier 1985
POUR CEUX QUI VEULENT ALLER PLUS LOIN L'horloge à deux phases Grâce à un diviseur par deux, par exemple une simple bascule D travaillant sur flanc, nous avons su égaliser le rapport cyclique ; autrement dit, les temps « haut » et « bas » de l'horloge sont égaux. Une autre propriété de ce genre de montage, c'est qu'il délivre deux signaux d'horloge de polarité opposée ; dans une nomenclature traditionnelle, on peut les baptiser respectivement 01 et 02. Si l'on considère le flanc « actif » de tels signaux, faisant référence (par exemple) aux bascules D, on voit bien que l'on dispose alternativement d'un flanc actif sur 01, puis sur 02, etc. Avec, entre ces flancs, un intervalle d'une demi-période de l'horloge. C'est grâce à des horloges de ce genre que les réseaux logiques que nous avons dessinés dans notre précédent numéro vont prendre toute leur puissance... Le P.L.A. bien tempéré Nos Fiches n°8 concluaient sur le caractère « universel » de montages ET/OU arrangés en lignes et colonnes régulières. On prouve en effet sans trop de difficulté que toutes les expressions de la logique peuvent être évaluées par de tels réseaux programmables (P.L.A. = Programmable Logic Array). Hélas ! Hélas ! Dans l'électronique logique réelle, -D- PLA 0 1 Latch entrée Latch sortie « Il Fg. A. - Le P.L.A. entre un registre d'entrée et un registre de sortie actionnés par les deux phases d'horloge. La période instable (décision) est encadrée par ces deux phases. Des instants sains pour changer les entrées ou exploiter les sorties sont précisément définis. aucun système de portes ET/OU ne travaille instantanément. Pire encore, un réseau logique dont les entrées varient « trop vite » peut faire, au sens commun, n'importe quoi... En revanche, si les entrées sont stables un certain temps, un P.L.A. donne après le délai nécessaire le résultat attendu. La valse du P.L.A. Un P.L.A. devient un bloc logique très civilisé si on le munit (fig. A) de deux registres latches en entrée et en sortie, chacun actionné par l'une des deux horloges en question. Sur la première phase (01), les « données » sont recopiées dans le latch d'entrée où elles sont stabilisées jusqu'au même flanc de cette horloge. Le P.L.A. passe ensuite par une période d'instabilité  : plus précisément, les signaux doivent « traverser » les divers composants internes avant que le « résultat, » se stabilise à la sortie du tableau-OU. C'est alors qu'interviendra 02, pour recopier ce résultat dans le latch de sortie où il restera stable jusqu'à la fin du prochain cycle. 02 donne la deuxième phase. En résumé, la valse du P.L.A. bien synchronisé a ses temps  : (1) sur 01, recopie des entrées dans un latch ; (2) temps de décision, c'est-à-dire, traversée du P.L.A. ; (3) recopie du résultat dans un latch de sortie. Du P.L.A. à l'automate P.L.S. Par surcroît, 01 et 02 définissent, pour le reste du montage, des instants où l'on peut  : - faire varier les entrées sans inconvénient (flanc montant de 02), - exploiter des sorties stables (flanc de 01). Cette rigueur dans la spécification des « bons moments » est très appréciable dans les logiques complexes. Ne vous y trompez pas, lecteurs. Fig. B. - Une partie des entrées/sorties sert de » mémoire » au P.L.A. ; le tout devient un » séquenceur programmable » ou P.L.S. C'est l'élément de base des unités centrales (microprocesseurs, circuits d'interface complexes...). On trouve aussi des composants P.L.S., chez Texas et Signetics notamment. C'EST COMME CELA QUE FONCTIONNENT LES MICROPROCESSEURS ! Pour ceux qui dessinent ces fabuleux circuits intégrés que sont les microprocesseurs et leurs blocs d'interface complexes, les « briques » du jeu de construction sont  : - des registres et mémoires interconnectés par des « chemins » plus ou moins multiplexés, - des blocs de décision ayant peu ou prou le schéma de la figure B. Ainsi monté, le P.L.A. devient P.L.S. (Programmable Logic Sequencer). Le P.L.S.  : un P.L.A. qui sait où il en est La figure B est en fait une simple variante de la figure A. On a simplement « bouclé » quelques lignes du latch de sortie... sur le latch d'entrée. L'effet de ce bouclage est de réaliser une machine « intelligente » rudimentaire ; pour les théoriciens, un automate de Mealy. Où est la soi-disant intelligence ? Elle réside justement dans la « mémoire » du dispositif, ces quelques bits d'information dont dispose le réseau logique pour « savoir », d'un cycle d'horloge à l'autre, « où il en est ». A chaque cycle, voici (intuitivement) ce qui se passe  : le réseau prend simultanément un certain nombre de décisions du genre « je suis dans cet état (mémoire), il se passe ceci sur les entrées (variables), alors je modifie les sorties en conséquence (résultats) et je note que je suis dans tel nouvel état (mémoire) De bonnes lectures Si le lecteur n'a jamais fait un programme, on conçoit que cet énoncé soit obscur. En revanche, s'il a déjà programmé, en Basic, en langage machine ou en n'importe quoi, il aura reconnu un processus habituel  : en fonction de l'état des lieux (où on est dans le programme) et tenant compte de tel ou tel événement (test), on décide de faire telle ou telle chose, et d'orienter la suite du programme dans telle ou telle direction. Le P.L.S. est tout juste plus puissant que cela, car certaines décisions/actions peuvent être prises en même temps, alors que les programmes ne font jamais qu'une chose à la fois... Le lecteur vraiment vraiment curieux peut lire à ce sujet le merveilleux ouvrage de référence de Camer Mead et LynnConway  : Introduction to VLSI systems Addison-Wesley 1980 (****). C'est un livre difficile, mais pas inabordable pour ceux qui nous ont suivis jusqu'ici dans notre série d'initiation. On y apprend, entre autres, que les circuits à très haute intégration se réussissent précisément grâce à des schémas réguliers du genre P.L.A./P.L.S... Bon, bon courage ! (**) Existe en version française depuis peu. Janvier 1985 MICRO-SYSTEMES — 123



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