Transcript Systèmes logiques

Institut Supérieur de Gestion Tunis
Cours Systèmes logiques
Ferchichi Maroua
[email protected]
Mars 2010
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Références
• Cours « Systèmes logiques » de Walter Hammer ( Octobre
2001) : Ecole polythechnique fédérale de Lausanne
• Cours « Systèmes logiques I » de Jean-François Harvey &
Mohamad Sawan (Septembre 1999) École polytechnique de
Montréal
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Objectifs du cours
• Percevoir le sens des définitions et concepts de base de
la logique
• Expliquer le fonctionnement des différents types de
systèmes logiques
• Comprendre le rôle des systèmes logiques
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Plan du cours
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Généralités et concepts fondamentaux
Portes logiques
Systèmes combinatoires simples
Implémentation
Systèmes combinatoires complexes
Systèmes séquentiels simples
Systèmes séquentiels complexes
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1)Généralités et concepts fondamentaux
• Logique
Une technique élaborée par l’humanité pour se doter
d’outils dédiés à diverses fonctions dans un but de
synthétiser systématiquement des systèmes
• Variable binaire
Variable discrète qui ne peut prendre que deux et
seulement deux valeurs.
• Variable logique
Variable binaire qui peut prendre deux états associés au
caractère vrai ou faux d’un événement.
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1)Généralités et concepts fondamentaux
• État logique
Valeur attribuée à une variable logique. L’état d’une variable
peut être vrai ou faux. On représente l’état vrai par "1" et
l’état faux par "0". Une variable dans son état vrai est dite
"active".
• Opérateurs logiques
Les opérateurs logiques de base sont ET, OU et NON.
• Fonction logique
Ensemble de variables logiques reliées par des opérateurs
logiques. Une fonction logique ne peut prendre que deux
valeurs: 0 ou 1.
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1) Généralités et concepts fondamentaux
• Signal logique
Quantité physique qui représente une variable logique
dans l'un ou l'autre de ses deux états possibles.
• Système logique
Ensemble de composants qui effectuent des fonctions
sur des signaux logiques dans le but de stocker,
communiquer ou de transformer de l'information.
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1) Généralités et concepts fondamentaux
L’informatique
• Science de traitement automatique de l’information par des
machines.
• Les systèmes logiques font partie de l’informatique, ils
interviennent aux systèmes électroniques de traitement de
l’information
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1) Généralités et concepts fondamentaux
Formes de l’information
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1) Généralités et concepts fondamentaux
Représentation numérique
Mot binaire= suite de bits représentant un nombre , un
caractère , une adresse,…
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2) Portes logiques
Opérations logiques
•
L’opération NON(NOT) : inversion ou complément
logique
•
L’opération ET(AND) : produit ou intersection logique
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2) Portes logiques
Opérations logiques
• Opération OU (OR) : somme ou union logique
• Opération NAND : AND suivie d’une inversion
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2) Portes logiques
Opérations logiques
• Opération NOR : OR suivie d’une inversion
• Opération XOR : OU exclusif
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2) Portes logiques
Opérations logiques
• Opération XNOR : XOR suivie d’une inversion
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2) Portes logiques
Propriétés des opérations logiques
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2) Portes logiques
Ecriture et lecture de schémas
• Equation logique :
• Schéma logique :
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2) Portes logiques
Ecriture et lecture de schémas: Exemple
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2) Portes logiques
Algèbre de Boole
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3) Systèmes combinatoires simples
Modes de représentation
•
Table de vérité
• Table de Karnaugh
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3) Systèmes combinatoires simples
Modes de représentation
•
Equation canonique
•
Diagramme des temps
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3) Systèmes combinatoires simples
Synthèse des circuits logiques
But:
La réalisation d’une fonction logique qui satisfait certaines
critères:
-
Le coût
Minimum d’encombrement
Nombre de circuits à produire
Le matériel à disposition
Délai de réalisation…
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3) Systèmes combinatoires simples
Synthèse des circuits logiques
La synthèse des circuits logiques passe par les étapes
suivantes:
-
Table de vérité
Equation logique ou table de Karnaugh
Simplification
Logigramme
Implantation
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4) Implémentation
Technologie CMOS (Comlementary Metal
Oxide Semiconductor)
- La réalisation matérielle des portes logiques est accomplie
à l’aide d’une technologie.
-
Cette technologie comporte des éléments actifs: les
transistors: bipolaires et MOS
-
La technologie CMOS pour la réalisation des circuits
logiques complexes
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5) Systèmes combinatoires complexes
Circuits programmables
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6) Systèmes séquentiels simples
Système logique séquentiel
• Dans un système séquentiel, l’état des variables de sortie ne
dépend pas seulement des états des variables d’entrée mais aussi
de l’état précédent du système: la notion de mémoire doit être
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introduite
6) Systèmes séquentiels simples
Exemples
•
•
•
•
•
Registre à décalage
Registre ou pile FIFO
Registre ou pile LIFO
Compteur (counter)
Discriminateur de sens de rotation
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7) Systèmes séquentiels complexes
Circuits programmables
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7) Systèmes séquentiels complexes
Exemples
• FPGA: Field Programmable Gate Arrays: organisé sous
forme matricielle
• Microcontrôleur: contient des parties combinatoires
(UAL) et une mémoire ROM de programme
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Questions?
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