1 - Qu est ce qu un circuit programmable?? 2 - Les circuits analogiques. 3 - Les circuits numériques. 4 -Un exemple de circuit numérique. 4.1 - L écriture du code de programmation. 4.2 - La simulation fonctionnelle. 4.3 - La synthèse. 4.4 - Le placement-routage. 4.5 - La simulation réelle. 4.6 - Le test électrique. 4 - Le présent. 5 - Et bientôt le futur?? 6 - Qui utilise quoi et pourquoi...??
«Un circuit programmable est configuré par l utilisateur pour réaliser une fonction précise.» Avantages - La réalisation de fonctions diverses. - Leur souplesse d utilisation : reprogrammabilité. - La diminution du nombre de composants sur une carte. Familles - Les circuits analogiques. - Les circuits numériques.
Introduction - Ils traitent des signaux électriques continus ( ). Utilisation - Ils sont surtout utilisés pour le calcul. - Ils peuvent réaliser - des additions. - des log. - des amplis.
Introduction -Ils traitent des signaux électriques discrets ( 0 V, Vcc); Utilisation - Ils réalisent - des registres. - des compteurs. - des machines d états. - des mémoires (RAM, ROM, FIFO).
Cahier des charges ( facile.pour débutant confirmé) : - Réalisation d un compteur de 0 à 7 en boucle. - Incrémentation sur le front montant d une horloge. - Mise à zéro par un signal externe. Besoins : Les Signaux d entrée : - RAZ. - Horloge. Les Signaux de sortie : - Compteur défini sur 3 bits.
La première étape est la description de la fonction avec un langage évolué. Code écrit en VHDL Entity Compteur is port ( Horloge : in std_logic; RAZ : in std_logic; Compteur : out integer range 0 to 7); End compteur; Begin Process (RAZ,Horloge) Variable Compteur_Tampon: integer range 0 to 7; Begin if (rising_edge(horloge)) then if (RAZ= 1 or Compteur_Tampon=7) then Compteur_Tampon:=0; else Compteur_Tampon:=Compteur_Tampon+1; end if; end if; Compteur<=Compteur_Tampon; End process; End comportemental;
La deuxième étape est la compilation puis la simulation de ce programme. Résultat de la simulation Ici la simulation est faite par Leapfrog.
La troisième étape est la synthèse de ce code c est à dire sa description en portes logiques élémentaires. Résultat de la SYNTHESE. Ici la synthèse est faite par Synplify.
La quatrième étape est le placement de ces portes logiques à l intérieur du composant programmable. Résultat du placement-routage ALTERA MAX 7032S Ici le placement-routage est fait par MAXPLUS2 sur un ALTERA 7032S.
La cinquième étape est la simulation des portes synthétisées et implantées dans le composant. Résultat de la simulation Retard Le retard est du, en partie, au temps de traversée des portes logiques.
La dernière étape est le test électrique du composant soudé sur une carte prototype. BON MAUVAIS Validation du composant. Analyse du problème. Retour à l écriture du code.
Les circuits numériques - Les parts de marché (1997) sont: Altera (29%), Xilinx (29%),Lattice (21%),Actel(7%). - La technologie atteint un minimum de 0.16mm ( ORCA2/3B de Lucent Technologies). - On peut utiliser jusqu à - 73 000 bascules et 832Kbits de mémoire (Virtex de Xilinx). - 858 entrées/sorties (APEX20KE d Altera) pour 3x3cm de surface. Les circuits analogiques - Le TRAC020 de Zetex: - 20 cellules configurables pour 8 fonctions. - Calculs : addition, log, antilog, inversion. - Fonctions : ampli, intégration, dérivation (composants externes). - Bande passante de 10Mhz.
Les circuits numériques Dans un même composant la tendance est d intégrer : - des microcontrôleurs. - des mémoires. - de la logique programmable. Ces diverses fonctions sont implantées soit : - physiquement : processeur 8bits + 36Ko mémoire +40 000 portes logiques (ATMEL). - par programmation : utilisation de blocs IP (cœur de processeur, interface PCI ).
Circuits numériques au LAPP On a utilisé ou on utilise les composants: - AMD (Lattice) pour une structure à base de PAL (Virgo,CMS). - Altera ou Xilinx pour la configuration de mémoires (ATLAS). - Actel pour des tests aux radiations (ATLAS). - NB : Pour le code de programmation on utilise VHDL ou Verilog. Circuits analogiques - Pas d utilisation au LAPP.