You signed in with another tab or window. Reload to refresh your session.You signed out in another tab or window. Reload to refresh your session.You switched accounts on another tab or window. Reload to refresh your session.Dismiss alert
Copy file name to clipboardExpand all lines: content/post/Electronique/La Logique numérique/Cours_Les portes_logiques.md
+6-4Lines changed: 6 additions & 4 deletions
Display the source diff
Display the rich diff
Original file line number
Diff line number
Diff line change
@@ -26,6 +26,7 @@ Les portes logiques marquent une étape cruciale dans la compréhension de l'él
26
26
Le transistor, par sa capacité à servir d'interrupteur électriquement contrôlé, brille dans le monde de l'électronique numérique. Nous allons voir ici comment l'utiliser afin de créer le fondement de la logique numérique, les portes logiques.
27
27
28
28
Le programme d'aujourd'hui :
29
+
29
30
1.[Qu'est-ce qu'une porte logique](#quest-ce-quune-porte-logique)
@@ -210,7 +211,7 @@ Ce théorème est facilement démontrable, vous pouvez le faire chez vous. Je ne
210
211
211
212
### Les portes universelles
212
213
213
-
Que se passerait-il si l'on branche une seule entrée à un NOR ou un NAND ?
214
+
Que se passerait-il si l'on branche une seule entrée à un NOR ou un NAND ?
214
215
215
216
[](/res/images/Electronique/Cours/LesPortesLogiques/UniversalGates.png)
216
217
@@ -243,7 +244,8 @@ Voici la table de vérité de la porte XOR :
243
244
| 1 | 1 | 0 |
244
245
245
246
Il y a trois méthodes principales pour créer la formule qu'il nous faudrait avec une table de vérité :
246
-
- Prendre chaque ligne donannt une par une et simplement la retranscrire. ici ça donnerait :
247
+
248
+
- Prendre chaque ligne donannt une par une et simplement la retranscrire. ici ça donnerait :
247
249
248
250
$$A \oplus B = (\overline{A} . B) + (A . \overline{B})$$
249
251
@@ -298,7 +300,7 @@ La porte XNOR est l'inverse de la porte XOR, voici sa table de vérité :
298
300
| 1 | 0 | 0 |
299
301
| 1 | 1 | 1 |
300
302
301
-
Ainsi que sa représentation symbolique :
303
+
Ainsi que sa représentation symbolique :
302
304
303
305
[](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d6/XNOR_ANSI.svg)
304
306
@@ -308,4 +310,4 @@ Après avoir lu cet article, vous devriez être en capacité d'ajouter une porte
308
310
309
311
En conclusion, après cet article plutôt long, les portes logiques constituent un des fondements essentiels de l'électronique numérique. Leur capacité à traiter des informations binaires en se basant sur les principes de commutation des transistors ouvre la voie à un vaste éventail d'applications, de l'informatique aux télécommunications en passant par l'électronique embarquée. À la prochaine fois !
310
312
311
-
313
+
Collapse file: content/post/Electronique/Les bases de l'électronique/Composant_CircuitIntégré.md
Copy file name to clipboardExpand all lines: content/post/Electronique/Les bases de l'électronique/Composant_CircuitIntégré.md
+19-14Lines changed: 19 additions & 14 deletions
Display the source diff
Display the rich diff
Original file line number
Diff line number
Diff line change
@@ -22,6 +22,7 @@ draft: false
22
22
Ça ne viendrait plus à l'idée de personne aujourd'hui de concevoir un circuit uniquement avec les composants de base. Nous allons voir aujourd'hui une révolution dans le monde de l'électronique, le moyen de miniaturiser plusieurs composants en une seule puce, un seul **circuit intégré** !
23
23
24
24
Au programme :
25
+
25
26
1.[Introduction aux circuits intégrés](#introduction-aux-circuits-intégrés)
26
27
2.[Quelques exemples](#quelques-exemples)
27
28
3.[Le futur des circuits intégrés](#le-futur-des-circuits-intégrés)
@@ -52,6 +53,7 @@ Ce petit composant peut débiter jusqu'à 1.5A sans broncher, ce qui le rend id
52
53
##### Petite parenthèse sur les noms de CI
53
54
54
55
Dans beaucoup de cas, le nom des CI peut être bien cryptique et sans trop d'explications, mais ici il y a une certaine logique !
56
+
55
57
- Le LM vient de "linear monolithic" -> CI analogique (linéaire) en un seul composant (monolithique)
56
58
- Dans cette catégorie, "78" signifie "régulateur de tension fixe positive" (oui ça fait beaucoup), un autre cas que l'on peut retrouver est le "79", qui est une tension fixe négative.
57
59
- Le nombre qui vient après, ici "05" est la tension de sortie, donc 5V.
@@ -79,22 +81,23 @@ Ce CI fait parti d'une famille bien connue de circuit intégrés. La famille des
79
81
Encore un temps d'explication pour décortiquer les noms de circuits logiques !
80
82
81
83
Les noms des circuits de cette famille sont divisés en 3 parties :
84
+
82
85
- Le 74 vient de Texas Instrument. Les composants dits TTL (nous y reviendrons dans quelques lignes) chez TI sont séparés en 3 gammes de températures
83
-
- 54 supportant des températures comprises entre -55°C et 125°C (militaire)
84
-
- 64 supportant des températures comprises entre -40°C et 85°C (industriel)
85
-
- 74 supportant des températures comprises entre 0°C et 70°C (commercial) -> Ce que nous avons ici
86
+
- 54 supportant des températures comprises entre -55°C et 125°C (militaire)
87
+
- 64 supportant des températures comprises entre -40°C et 85°C (industriel)
88
+
- 74 supportant des températures comprises entre 0°C et 70°C (commercial) -> Ce que nous avons ici
86
89
- Un indicatif de la technologie employée
87
-
- Rien : TTL standard (Transistor–transistor logic) -> Utilisation de transistors bipolaires saturés. La première technologie, vitesse de commutation faible et haute consommation électrique.
88
-
- L -> Réduit la consommation électrique en augmentant la valeur des résistances, mais au prix de la vitesse de commutation.
89
-
- S -> Met une diode Schottky entre la base et le collecteur pour augmenter la vitesse de commutation, toujours une grosse consommation électrique.
90
-
- LS -> Un mélange entre L et S, on réduit la vitesse et la consommation électrique tout en augmentant la vitesse avec la diode Schottky. On a donc une version améliorée du TTL standard !
90
+
- Rien : TTL standard (Transistor–transistor logic) -> Utilisation de transistors bipolaires saturés. La première technologie, vitesse de commutation faible et haute consommation électrique.
91
+
- L -> Réduit la consommation électrique en augmentant la valeur des résistances, mais au prix de la vitesse de commutation.
92
+
- S -> Met une diode Schottky entre la base et le collecteur pour augmenter la vitesse de commutation, toujours une grosse consommation électrique.
93
+
- LS -> Un mélange entre L et S, on réduit la vitesse et la consommation électrique tout en augmentant la vitesse avec la diode Schottky. On a donc une version améliorée du TTL standard !
91
94
- Et quelques autres dont on ne parlera pas ici.
92
95
- Enfin, nous avons la fonction du circuit, voici quelques exemples :
93
-
- 00 -> Quatre portes NAND à 2 entrées chacune
94
-
- 04 -> Six portes NOT
95
-
- 08 -> Quatre portes AND à 2 entrées chacune (cf. l'image juste au-dessus)
96
-
- 30 -> Une porte NAND à huit entrées
97
-
- 4075 -> Trois portes OU à trois entrées chacune (et pourquoi pas ?)
96
+
- 00 -> Quatre portes NAND à 2 entrées chacune
97
+
- 04 -> Six portes NOT
98
+
- 08 -> Quatre portes AND à 2 entrées chacune (cf. l'image juste au-dessus)
99
+
- 30 -> Une porte NAND à huit entrées
100
+
- 4075 -> Trois portes OU à trois entrées chacune (et pourquoi pas ?)
98
101
99
102
Ça nous fait un sacré pavé, mais au moins ça vous permettra de comprendre pourquoi le datasheet du 7408 parle également de 74S08, de 74LS08 et de ses équivalents en 54 (Le SN devant est un préfixe spécifique à Texas Instruments, il ne fait pas partie du nom).
100
103
@@ -111,9 +114,10 @@ De tous les CPU qui existent, du légendaire Zilog Z80 (ZX Spectrum pour les plu
111
114
##### Mais qu'est-ce qu'un CPU au juste ?
112
115
113
116
Nous reparlerons d'architecture processeur ici, mais pour garder la chose simple, nous pouvons dire qu'un CPU est une boîte noire exécutant des instructions et interagissant via ses pins d'entrées/sorties. Nous pouvons quand même dépoussiérer un peu quelques une de ses parties :
117
+
114
118
- La mémoire (stockant le programme et ses valeurs intermédiaires) est souvent externe (une **RAM** si volatile, **ROM** si persistante) mais elle peut aussi être interne dans le cas d'un microcontrôleur. Dans certains cas, lorsque l'accès à la mémoire est complexe, on peut utiliser un composant appelé **MMU** (Memory Management Unit) permettant de servir d'intermédiaire avec le CPU, lui permettant de déléguer la complexité d'accès.
115
119
- La partie en charge des calculs est appelée l'**ALU** (Arithmetic Logic Unit). Si les calculs peuvent être faits sur des nombres à virgules, il y aura également la présence d'un **FPU** (Floating-Point Unit). Ils prennent deux valeurs en entrées et produisent un résultat.
116
-
- L'unité de contrôle permet de décoder les instructions et de faire communiquer les bons modules ensemble. Par exemple, si l'instruction est une addition entière, alors il enverra les données à l'ALU et fera stocker le résultat à l'emplacement mémoire demandé.
120
+
- L'unité de contrôle permet de décoder les instructions et de faire communiquer les bons modules ensemble. Par exemple, si l'instruction est une addition entière, alors il enverra les données à l'ALU et fera stocker le résultat à l'emplacement mémoire demandé.
117
121
- L'horloge est là pour donner le pas, c'est le composant dont on parle quand on parle de la fréquence d'un processeur (3GHz par exemple). Il doit générer un signal régulier que devront suivre toutes les parties du CPU.
118
122
- Les registres servent de mémoire interne au CPU, ils sont souvent très petits et en faible nombre, ce qui ne leur permet pas de stocker des gros volumes de données. En revanche, ils permettent de garder en mémoire des informations très importantes pour le bon fonctionnement des programmes qu'ils exécutent, nous les reverrons bien assez tôt !
119
123
@@ -124,6 +128,7 @@ Avant l'invention du processeur (et encore aujourd'hui sur les circuits n'en uti
124
128
### Le futur des circuits intégrés
125
129
126
130
Nous n'avons pourtant à l'heure actuelle pas tout découvert des circuits intégrés, il y a beaucoup de champs de recherches disponibles pour ces petits composants :
131
+
127
132
- Plus de miniaturisation, nous avons encore un peu de marge pour réduire la taille des transistors et ainsi en mettre toujours plus dans un même espace
128
133
- Utiliser la 3ème dimension. Même si la miniaturisation en 2D est encore pensable, il va être difficile de tenir la loi de Moore tant la finesse de gravure est faible (environ 10nm), il est cependant imaginable d'empiler des puces de silicium verticalement, permettant de se jeter une nouvelle fois dans une course à la miniaturisation !
129
134
- Une meilleure utilisation de l'énergie, l'amélioration des IC est aujourd'hui surtout concentrée sur la performance brute, avec un intérêt tout relatif pour l'économie d'énergie. Un PC gaming peut consommer autant qu'un chauffage de salon, simplement pour faire tourner des jeux vidéo en haute résolution.
@@ -133,4 +138,4 @@ Nous n'avons pourtant à l'heure actuelle pas tout découvert des circuits inté
133
138
134
139
Les circuits intégrés, sont au cœur de presque tous les circuits électroniques modernes. Ils offrent des solutions compactes tout en restant efficaces pour répondre au besoin croissant de miniaturisation et de complexité. Cette évolution a permis la création de dispositifs électroniques de plus en plus sophistiqués, simplifiant la conception tout en réduisant la complexité des montages électroniques. Dans les prochains articles, nous explorerons plus en détail certaines applications spécifiques des circuits intégrés, mettant en lumière leur utilisation pratique. À bientôt !
0 commit comments