Chapitre 5 bis Stockage et transmission de l information. Site WEB. Stockage de l information. Stockage de l information. Stockage de l information

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1 Site WEB Chapitre 5 bis Stockage et transmission de l information Stockage de l information Stockage de l information RAM Clef USB Stockage de l information Disque dur Stockage de l information Disque dur

2 Stockage de l information Disque dur Stockage de l information CD-ROM Ecriture : Aimantation du support magnétique Lecture : Détection du changement d aimantation Stockage de l information Transmission de l information Transmission parallèle CD-ROM DVD 65 à 7 Mo,7 à 9, Go Ordinateur READY ACK Ordinateur fils pour transmettre / fils pour recevoir ou transmission bidirectionnelle, alternativement Transmission de l information Transmission de l information Sérialisation les données Ordinateur Ordinateur RS Ethernet Réseaux numériques

3 Transmission de l information Chapitre 6 Notions d électronique numérique Modem : modulation Triode Triode ddp V - + Filament de chauffage Poids : g Consommation : W Volume : cm Cathode Grille Anode Silicium Silicium pur - Isolant IVA He B C N O F Ne Si Ge Sn Pb

4 Silicium dopé n Silicium dopé n VA He B C N O F Ne Si P As Sb Bi Silicium dopé p Silicium dopé p III A He B C N O F Ne Al Si Ga In Jonction pn Transistor MOS Al SiO N N P Métal Oxyde - Silicium

5 Transistor MOS Canal N Transistor MOS Canal N N N N e - N P P Transistor MOS bloqué (flat band) Transistor MOS saturé Transistor MOS Transistor MOS Intégration Transistor Transistor Circuit intégré 5

6 Transistor MOS Intégration Transistor MOS Intégration Fabrication du silicium pur Fabrication du silicium pur SiO + C -> Si + CO Si + Cl -> Si Cl Si Cl + H -> Si pur + HCL Transistor MOS Intégration Transistor MOS Intégration 6

7 Transistor MOS Fabrication Transistor MOS Fabrication Source lumineuse Résine photo-polymérisable Masque Silicium Etape n Etape n Transistor MOS Fabrication Transistor MOS Fabrication Elimination de la résine non polymérisée Diffusion du phosphore P Etape n Etape n Transistor MOS Fabrication Transistor MOS Fabrication Résine Elimination de la résine polymérisée 6 Masquage pour le dépôt de Si Si Etape n 5 7 Dépôt de Si 7

8 Transistor MOS Fabrication Transistor MOS Fabrication Al 8 Elimination de la résine polymérisée Résine Dépôt d aluminium 9 Masquage pour le dépôt d aluminium Elimination de la résine polymérisée Transistor MOS Fabrication Circuits intégrés Fabrication Fils d or Soudure des fils d interconnexion Circuits intégrés Fabrication Circuits intégrés Fabrication 8

9 Circuits intégrés Fabrication Circuits intégrés Fabrication Circuit intégré Transistor MOS Utilisation en électronique numérique = Interrupteur Transistor MOS Boole + Shannon fl Faire des calculs avec des interrupteurs Circuit logique NON Entrée V Sortie NON (NOT) Entrée Sortie +5 V 9

10 A Circuit logique ET Circuit logique ET +5 V Sortie B ET (AND) A B Sortie Circuits logiques Circuits logiques A +5 V Sortie A B Sortie B OU (OR) NON OU (NOR) A B Sortie A B Sortie Circuits combinatoires Circuit combinatoire NON, ET, OU, OU Exclusif, E S Sortie(V,W,X,..) = f(a,b,c, ) N entrées E S M sorties Pas de dépendance de l état antérieur = Pas de dépendance du temps E n S m Tout système combinatoire binaire peut être décomposé en fonctions ET, OU, NON

11 Circuit combinatoire Circuits séquentiels Tout système combinatoire binaire peut être décomposé en fonctions ET, OU, NON fl Réalisé avec des transistor MOS R S Bascule RS Bascule RS Ecriture Bascule RS Ecriture R R S S S = => = R = S = => = R = Bascule RS Mémorisation Bascule RS Effacement R R S S Changement d état ne modifie pas la sortie = Mémorisation du passage à S = => = R =

12 Circuits séquentiels Circuits logiques Sortie(V,W,X,..) = f(a,b,c,, états antérieurs) A S S S Dépendance des états antérieurs = Dépendance du temps B S Circuits logiques Circuits logiques Instructions lues dans la mémoire programme. Lecture clavier Ecriture en mémoire Diviseur Additionneur E A E E B E Encodeur Circuits logiques Circuits logiques E S A B Nombres binaires + A + B Nombre binaire Horloge Nombre binaire Additionneur

13 n de la case mémoire = Adresse 5 Contenu Lecture Ecriture Contenu de «l adresse 5» : 8 - Fonctionnement Bus d adresses 6 fils n = choix de la case 6 bits = 6556 n de case Taille = 6K Commande fils Ecriture Lecture Bus de données 8 fils Contenu = nombre binaire de à - Lecture Ecriture Lecture - Ecriture Ecriture Lecture 5 = Sur le bus de Adresse = choix de la case données : le contenu de la case mémoire = Adresse = choix de la case Sur le bus de données : valeur à écrire dans la case Systèmes programmables Chapitre 7 Système programmable et microprocesseur Manivelle Accord Accord Accord Accord n Orgue de Barbarie

14 Systèmes programmables Systèmes programmables Manivelle Clock ( GHz ) Action Accord Accord Accord Accord n Orgue de Barbarie programme Système programmable simple Systèmes programmables Machine von Neumann Clock ( GHz ) Modification de l adresse suivante Saut Système programmable avec saut Calcul répétitif Machine von Neumann Machine von Neumann programme + données programme + données = ADD Additionneur activé Additionneur er opérande (mémorisé)

15 Machine von Neumann Machine von Neumann programme + données programme + données Additionneur + Résultat Additionneur Résultat Prise de contrôle du bus d adresse Machine von Neumann Machine von Neumann programme + données Stockage du résultat Additionneur Résultat programme + données = SAUT Reprise en séquence Machine von Neumann Machine von Neumann programme + données programme + données Adresse de saut = ADD Additionneur activé Modification du compteur programme Boucle 5

16 Architecture von Neumann Programme et données Chapitre 8 Du clavier à l écran Contrôle Entrées-sorties Unité arithmétique et logique Du clavier à l écran Du clavier à l écran colonnes = fils lignes = fils A Z E R T Y U I O P S F G H J K L M % W X C V B N? ; :! A Z E R T Y U I O P S F G H J K L M % W X C V B N? ; :! Clavier simplifié Du clavier à l écran Du clavier à l écran Clavier Lecture clavier Lecture Si, on boucle Sinon Conversion nombre clavier en ASCII Stockage en mémoire de travail Conversion en caractère affichable Stockage dans la mémoire video Boucle 6

17 Avantages du transistor MOS TAILLE Etching, µm => longueur =, µm largeur =, µm surface =, µm densité = 5 millions par mm transistor x, µm Avantages du transistor MOS COMPLEXITE CPU : x mm Jusqu à,5 milliards par puce ( 5 millions en pratique ) FABRICATION PLAN => facile par masques ou epitaxie Avantages du transistor MOS Avantages du transistor MOS, µm EVOLUTION Etching / Densité x, µm, µm, µm, µm, µm Evolution des processeurs Intel 886,5 µm 886 µm Pentium,7 µm Pentium Pro,5 µm Pentium II,5 µm Pentium III,5 µm Avantages du transistor MOS Avantages du transistor MOS Evolution des processeurs Intel Pentium IV G,8 µm Pentium IV G, µm Pentium IV G, µm Itanium,7 µm 7

18 Comparaison avec la triode CONSOMMATION Consommation = -9 Watt Rapport = -9 / = 5 - / Milliards Comparaison avec la triode MASSE Masse = - cm x g =,6 - g Rapport =,6 - / =,6 - / 6 Milliards Comparaison avec la triode ENIAC pesait tonnes. VOLUME Volume =, µm X mm = - cm Rapport = - / = - / Milliards Disposé en une sorte de U de 6 mètres de largeur par mètres de longueur Elle consommait kilowatts quand elle était en marche 8

19 85 grammes 9