Architecture matérielle

Compétences visées

Comprendre les principes du fonctionnement des ordinateurs et de leur environnement
Comprendre comment l’organisation interne affecte les performances
Comprendre les interactions de base entre logiciel et matériel sur des architectures modernes
Bases d’électronique analogique
Bases d’électronique numérique
Connaissance du fonctionnement interne d’un processeur pédagogique Von Neumann, Harvard
Evolution des processeurs modernes (Pipeline, FPU, Registres, multi-core, SMT ...).
Processeurs spécifiques (sensibilisation) : MCU, DSP, FPU, SofCOre, SoC …
MCU (micro-contrôleur) plus en détail avec exemple

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Understand the basics of how computers work and understand how this internal organization affects performances.
Understand the interactions between software and hardware on modern architectures.
Knowledge of the internal functioning of a computer
Representation of integer and floating point numbers in radices 2, 8 and 16
Logic circuits functioning
ARM assembly programming
Usage of an embedded platform (Raspberry Pi, Arduino)
Interacting with devices on an embedded platform (Arduino)

Syllabus

Notions d’électronique analogique
Rappels d’électrocinétique
Systèmes bouclés
Amplificateur opérationnels
Signal/puissance
Notions d’électronique numérique
Logique booléenne
Composants
Registres/Compteurs
Technologie
Alimentations
Capteurs
Bus, réseaux
Technologies : PCB, boîtiers, sockets ...
Architecture des ordinateurs
Système minimum : Von Neumann : Micro-codage, langage machine, assembleur
Evolutions : Harvard, RISC vs CISC
Architecture et technologie mémoires
Améliorations architecturales modernes
Architectures spécialisés, Microcontrôleurs
Système d’exploitation, interactions Appli/OS (vue matérielle)
Préparation du module microcontrôleur
Découpage en modules

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Introduction, integers representation
Representation in various radices (mainly 2, 8 and 16)
Conversion between radices
Representation of integers, two’s complement
Representation of real numbers, characters, bitwise arithmetic
Floating point representation using IEEE 754
ASCII and Unicode
Bitwise operations in C (and, or, shift...), concept of mask
Boolean algebra, combinatory circuits
Boolean functions
Karnaugh map
Logic gates
Combinatory circuits (adder, multiplexer...)
Sequential circuits
Flip-flops
Memory registers, shifting registers
Link between C program and executable, concept of stack, ARM assembly introduction
ARM assembly, system calls
ARM processor modes
Instruction set
Addressing modes
Function call
System calls
Memory
Operating principle
Direct cache
Associative cache
Device management
Memory mapped registers access
Polling access
Interrupts
Interrupt concept
Access to a device using interrupts

Autres contacts

Enseignant : Yannick HERVÉ