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Bases des systèmes numériques

Bases des systèmes numériques

En pratique :

Volume horaire de cours : 10
Volume horaire global de TD : 10
Volume horaire global de TP : 4
Langue principale : français
Nombre de crédits européens : 2

Compétences à acquérir

Ce module a pour but de donner les bases de l'électronique numérique, utiles à l'analyse ou la conception de tout système numérique.
Il aborde les bases théoriques de la logique combinatoire et séquentielle, étudie les composants et leurs paramètres.
Le lien est fait avec la logique programmable par la programmation de toutes les fonctions de base dans un langage de description matérielle VHDL.


Modalités d’organisation et de suivi

A la fin du module, l'étudiant doit être capable de:

  • comprendre un schéma utilisant des fonctions logiques de base (et, ou , non, ou exclusif, multiplexeur, décodeur, bascules, registres, compteurs, mémoires)
  • analyser les paramètres électriques et temporels des technologies (consommation, temps de propagation, temps de setup, temps de hold, fréquence maximale)
  • connaitre les différentes sortes de mémoire
  • coder des nombres entiers, entiers signés en complément à 2, nombres décimaux non entiers en virgule fixe.
  • analyser une norme de codage des nombres en virgule flottante et en connaitre sa complexité
  • faire le lien entre des calculs arithmétiques simples (addition, soustraction) et leur réalisation
  • comprendre la circulation des données dans une unité de calcul simple

Plan du cours:
>Algèbre de Boole : fonctions de base, équations booléennes, méthodes de simplification, logigramme

  • Codage : codage des nombres et calcul algébrique
  • codage des entiers, non signés, signés
  • codage des réels, en virgule fixe, en virgule flottante
  • addition, notion sur la multiplication

> Fonctions combinatoires classiques et composants associés

  • Technologies des composants, paramètres électriques et temporels
  • multiplexeur, démultiplexeur, décodeur, encodeur, additionneur à retenue cascadée, à retenue anticipée

> Fonctions séquentielles de base et composants

  • Bascule D
  • Nouveaux paramètres temporels: temps de setup et de hold, fréquence maximale
  • Utilisation classique des bascules D: synchronisation, mémorisation

> Registres et mémoires

  • Registre statique, registres à décalage
  • Utilisation classique des registres
  • Technologies des mémoires

> Compteurs
TD: les éléments étudiés en TD permettent de construire une unité de calcul simple pour faire le lien avec l'architecture des processeurs
Travaux pratiques :
Etude, câblage et test de montages mettant en œuvre des registres, programmation en VHDL sous Quartus des mêmes fonctionnalités