Introduction

• Mise en contexte du cours dans le programme
• Processeurs et ses applications, principaux termes

0,5

Langage de description de haut niveau (VHDL)

• Rappel sur les notions de base : entité et architecture, processus, signaux, variables, simulation par événements, librairies, paquetages std_logic et numeric_std, attributs, modèles de délai
• Bancs d’essai et vérification fonctionnelle : générateurs déterministes et pseudo-aléatoires, moniteurs, modèles de référence, structures de banc d’essai, messages usager, lecture et écriture de fichiers textes et procédures surchargées, études de cas
• VHDL pour la description de circuits numériques : circuits combinatoires (astuces, multiplexeurs, décodeurs, UAL) et circuits séquentiels (processus synchrones, registres, registres à décalage, compteurs, fichiers de registres)

5,5

Unité arithmétique et logique des processeurs

• Représentation des nombres, conversion, précision (troncature et arrondi) et complément
• Rappel sur les additionneurs et soustracteurs
• Fonctionnement d’une unité arithmétique et logique

3

Introduction aux processeurs

• Historique et évolution des technologies et des processeurs
• Architecture et organisation des processeurs
• Fonctionnement : interface logiciel – matériel, niveau des langages, jeu d’instructions, RISC vs CISC
• Microcontrôleur vs microprocesseur
• Systèmes embarqués

0,5

Jeu d’instructions - encodage

• Types d’opérandes et d’instructions : bascule, registre et mémoire
• Modes d’adressage
• Formats d’instructions du processeur MIPS
• Exemples de code : décisions, boucles itératives, tableaux
• Caractéristiques du jeux d’instructions de principaux processeurs

3,5

Structure et fonctionnement du processeur MIPS monocycle (1 cycle par instruction)

• Organisation interne : chemin de données, banc de registres, mémoires d’instructions et de données, chemin du compteur de programme, unité de contrôle
• Structures d’unité de contrôle : signaux de contrôle, décodeur d’instructions

4

Évaluation mi-trimestre - Intra

3

Mesure des performances

• Définition
• Comparaison quantitative
• Notions sur le CPI
• Méthodes de mesure des performances

1

Processeurs multi-cycles

• Introduction au pipeline : principe, performances (débit, latence), étages de traitement, diagramme du pipeline
• Processeurs multi-cycles avec et sans pipeline
• Unité de contrôle de processeurs multi-cycles avec pipeline
• Unité de contrôle de processeurs multi-cycles sans pipeline : machine à états finis (circuits cablés, ROM, PLA, microprogramme, séquenceur)

7

Pipeline et parallélisme

• Aléas de données : principe, unités de détection et d’envoi
• Aléas de contrôle : types, pénalités, suspension, prédictions statique et dynamique
• Parallélisme d’instructions et processeurs superscalaire : réordonnancement, renommage des registres, exécution par prédicat, spéculation
• Retour sur les performances

4

Hiérarchie mémoire

• Principes de la localité
• Niveaux de cache
• Évolution des hiérarchies mémoires
• Types de mémoires

3

Retour sur l'unité arithmétique et logique des processeurs

• Multiplication des nombres : architecture parallèle, et algorithmes séquentiels de multiplication de nombres signées et non signées
• Décaleurs
• Arithmétique à virgule flottante (norme IEEE 754)

3

Procédures, piles et passage de paramètres

• Appel d’une procédure
• Retour d’une procédure
• Passage de paramètres : registre et pointeur de pile
• Récursivité
• Exemple d’application

1

Total

39