Présentation
RÉSUMÉ
Cet article traite des principes généraux mis en oeuvre dans la réalisation des opérateurs logiques matériels utilisés dans les systèmes électroniques et informatiques. Les caractéristiques de la technologie et des types de circuiterie CMOS sont présentées pour mettre en évidence les compromis vitesse/ surface/ consommation énergétique qui interviennent dans la conception des différents types de circuits : ASIC, circuits logiques programmables, processeurs et mémoires. Les fondements de la réalisation de ces différents types de circuits sont présentés.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleAuteur(s)
-
Daniel ETIEMBLE : Ingénieur INSA Lyon - Professeur à l'université Paris Sud (Orsay, France)
INTRODUCTION
L'objectif de cet article est de présenter les grands principes de réalisation des opérateurs logiques matériels, combinatoires et séquentiels, utilisés pour la réalisation des systèmes électroniques et informatiques. Les caractéristiques essentielles de la technologie CMOS et des circuiteries statiques et dynamiques sont présentées pour mettre en évidence les compromis entre vitesse, surface et consommation énergétique qui interviennent dans la conception des différents types de circuits : circuits ASIC (spécialisés pour une application), circuits logiques programmables, notamment FPGA et microprocesseurs et mémoires.
Si la densité d'intégration continue de croître de manière exponentielle selon la loi de Moore, les problèmes énergétiques (puissance dissipée et consommation pour les systèmes sur batterie) deviennent maintenant incontournables.
Les fondements des mémoires statiques (SRAM) et dynamiques (DRAM) sont présentés. Les grandes caractéristiques des circuits logiques programmables et leurs évolutions sont présentées en montrant comment les plus populaires, les FPGA, permettent maintenant de réaliser des systèmes sur puce complets intégrant des processeurs, des mémoires et des circuits d'interface spécialisés. Pour les circuits ASIC, des exemples montrent comment les problèmes d'optimisation liés à la nécessité de réduire la puissance dissipée et la consommation énergétique interviennent à différents niveaux pour prendre en compte les caractéristiques des dernières générations de technologie CMOS.
VERSIONS
- Version archivée 1 de nov. 2004 par Daniel ETIEMBLE
- Version courante de mai 2017 par Daniel ETIEMBLE
DOI (Digital Object Identifier)
Cet article fait partie de l’offre
Électronique
(228 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
6. Conclusion
Les conséquences de la loi de Moore permettent d'intégrer maintenant plusieurs milliards de transistors dans une puce. L'évolution des technologies CMOS met l'accent sur les problèmes énergétiques et la conception d'opérateurs matériels, et plus généralement de systèmes électroniques ou informatiques complets, doit prendre en compte le compromis vitesse – surface – consommation – coût.
Des gammes variées de processeurs, des contrôleurs bas de gamme aux multicœurs haut de gamme sont disponibles pour la haute performance et pour les systèmes embarqués. Des FPGA permettant de réaliser des systèmes complets sur puce, y compris multiprocesseurs, sont d'ores et déjà disponibles. De nombreux opérateurs disponibles sous forme logicielle (IP) sont utilisables.
Ces FPGA sont à la portée des ingénieurs désirant concevoir rapidement des systèmes matériels complexes. Le problème s'est déplacé de la conception des opérateurs matériels élémentaires à la conception de systèmes comprenant un grand nombre de fonctions et combinant la réalisation du matériel et du logiciel. Les logiciels de CAO associés sont devenus les éléments clés, à améliorer pour les concepteurs de ces logiciels, et à maîtriser pour leurs utilisateurs.
Cet article fait partie de l’offre
Électronique
(228 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BORKAR (S.) - Design challenges of technology scaling, - IEEE Micro, July-August 1999.
-
(2) - POLLACK (F. J.) - New microarchitecture challenges in the coming generations of CMOS process technologies, - MICRO 1999, disponible à l'URL http://research.ac.upc.edu/HPCseminar/SEM9900/Pollack1.pdf.
-
(3) - BOHR (M.), MISTRY (K.) - Intel revolutionary 22 nm transitor technology, - http://newsroom.intel.com/docs/DOC-2032.
-
(4) - * - ITRS, (International Technology Roadmap for Semiconductors), http://www.itrs.net/
-
(5) - ANCEAU (F.), BONNASSIEUX (Y.) - Conception des circuits VLSI du composant au système, - Dunod (2007).
-
(6) - CURRAN (B.) et al. - Power-constrained high-frequency circuits for the IBM POWER6 microprocessor, - IBM. J. Res&Dev, vol 51, no 6, November...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Conception des systèmes VLSI,
-
Évolution de l'architecture des ordinateurs
-
Hiérarchies mémoire : les caches,
-
Mémoires à semi-conducteurs – Composants et organisation,...
ANNEXES
Cet article fait partie de l’offre
Électronique
(228 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive