Le domaine des architectures reconfigurables est un domaine en extension il est nécessaire de faire des travaux de recherches sur :Architectures basse consommation de puissance (Low- Power)Architectures hétérogène (HARD + SOFT)Co-conception (Co-Design)Outils d’estimation de performances haut niveauOutils d’exploration de l’espace de conception

1. FPGA, µC, µP quelle est la solution? REALISE PAR: BIBARI WAEL HARD&SOFT DEVELOPER INDUSTRIAL DEVISION 1

3. µP-Exemples

4. Microcontrôleur

5. µC-Exemples

6. FPGA

7. Outils de CAO

8. FPGA,µC,µP quelle est la solution?

9. Système Embarqué

10. µC VS µP

11. Usage des µC et µP

12. Usage des FPGAs

13. Evolutions-CODESIGN

14. Les nouvelles utilisations des FPGAs

15. Le CODESIGN

16. Flot de CODESIGN

17. Conclusion2

18. Microprocesseur Un microprocesseur est un processeur dont les composants ont été suffisamment miniaturisés pour être regroupés dans un unique circuit intégré. Fonctionnellement, le processeur est la partie d’un ordinateur qui exécute les instructions et traite les données des programmes. 3

19. Microprocesseur Il y a un compteur d'adresse, de pile, un accumulateur, une ALU, des registres. Et il faut rajouter des tas de périphériques externes : RAM ROM I/O UART etc.

20. Microprocesseur-Exemples 5 Processeur INTEL Processeur NVIDIA de la carte graphique Processeur PowerPC de IBM et Motorola

21. Microcontrôleur 6 Un microcontrôleur est un circuit intégré qui rassemble les éléments essentiels d'un ordinateur : processeur, mémoire (mémoire morte pour le programme, mémoire vive pour les données), unités périphériques et interfaces d’entrées-sorties. Les microcontrôleurs se caractérisent par un plus haut degré d'intégration, une plus faible consommation électrique (quelques milliwatts en fonctionnement, quelques nanowatts en veille), une vitesse de fonctionnement plus faible (quelques mégahertz à quelques centaines de mégahertz) et un coût réduit par rapport aux microprocesseurs polyvalents utilisés dans les ordinateurs personnels.

22. Microcontrôleur 7

23. Microcontrôleur-Exemples 8 Microcontrôleurs de MICROCHIP appelés PIC Microcontrôleur de PHILIPS

24. FPGA 9 FPGA : Field Programmable Gate Array Composant, constitué d’un ensemble de ressources logiques élémentaires configurables pouvant être mises en relation par un réseau d’interconnexions aussi configurable

25. 10 LA FAMILLEALTERA

26. 11 FAMILLE XILINX

28. pour Xilinx c’est ISE - Foundation

29. pour Altera c’est Quartus ou MAX + II

30. Avec ces outils on peut réaliser tout le flot de conception de la synthèse à la configuration. Pour certaines phases du flot ces outils font en fait appel à d’autres outils12

31. 13 Autres outils de CAO Flot FPGA Synthèse Simulation 13

33. Time-to-Market faible

34. adaptabilité aux futurs évolutions grâce à la reconfiguration

36. performances

38. Système Embarqué 16 L’Architecture sera faite avec les Ingénieurs Informaticiens « Embarqués » et Ingénieurs Electroniques.Ensuite, les électroniciens vont sélectionner le cœur du système : FPGA et/ou CPU (µC, µP).Avec les données client : Production Annuelle, Prix de Revient produit, aide des technico-commerciaux (coût, disponibilité…), la référence du cœur sera arrêtée.

40. type APEX 20K1000

41. un cœur de processeur :

42. ARM9 (32 Bits) à 200MHz

43. 8 K octets de cache Instructions

45. µC VS µP 19 Anciennement, un microcontrôleur était moins puissant qu'un microprocesseur ... ce n'est plus vrai. il y a des µC 32 bits plus puissant qu'un µP 8 bits Quand je parle de 32 ou 8 bits, ce n'est pas le nombre de bit I/0, mais la largeur du bus data de la mémoire RAM. Plus il est large, plus on peut traiter, d'un seul coup, des entiers grands. Pour déterminer la puissance réelle, il faut considérer l'architecture, la fréquence d'horloge et l‘âge du capitaine.

46. Usage des µP et des µC 20 Classement grossier de l'usage des µP et des µC: Un µP est utilisé dans un ordinateur (ou très connexe ex. un routeur). Un µC est utilisé dans un appareil qui n'est pas de l'informatique à la base mais qui a besoin d'automatismes. En fait la différence n'est pas si tranchée et surtout est une question de coût. Dans certain cas il est plus rentable de construire une carte avec un µC car les volumes produits sont grands (ex. les calculettes, les lecteurs mp3, etc.). L'usage d'un µC est plus remarquable dans le domaine de l'industrie ou l'on souhaite actionner des périphériques (ex. la résistance chauffante, le moteur, l'affichage, etc. d'une machine à laver).

47. 21 Dans d'autres il est plus intéressant de mettre des ordinateurs style PC en rajoutant un périphérique spécifique pour faire fonctionner l'appareil (ex. certains Distributeurs Automatiques de Billets). L'augmentation de puissance profite autant aux µP qu'aux µC. Il est probable aussi que l'intégration de plus en plus importante fera que les parties externes des ordinateurs (mémoire, gestion des interruptions, etc.) vont se retrouver dans le boitier du µP . On a déjà commencé avec la mémoire cache et les chip set. On peut "prédire" que dans quelques années la distinction entre µP et µC ne se fera plus.

48. 22 Usage FPGA Les FPGAs servent principalement au prototypage : Avant de graver un circuit en silicium et le mettre sous forme d'IC on peut le tester entièrement (HW et SW) sur une carte FPGA avant de lancer ça production. Pour revenir à ce qui a été dit avant, un exemple typique d'utilisation combiné µP ou µC avec FPGA consiste en l'ajouts d'instructions non implémentées sur le capitaine d'origine.

49. 23 EVOLUTIONS CODESIGN Architecture, Conception et Utilisation des FPGA 23 23

51. les SORC: System-On-a-Reconfigurable-Chip24

53. Comparer les différents choix de partitionnement

54. Définir les interfaces entre le SW et le HW

55. Valider le système complet (co-vérification et co-simulation)25

56. 26 Flot de CoDesign SPECIFICATION HAUT NIVEAU DE L’APPLICATION ordonnancement de l’application proposition de candidats HW et SW ESTIMATION SYSTEME ESTIMATION LOGICIELLE ESTIMATION MATERIELLE Choix des réalisation HW ou SW PARTITIONNEMENT SYNTHESE LOGICIELLE SYNTHESE MATERIELLE SYNTHESE INTERFACE COSIMULATION Retourd’expérience IMPLEMENTATION HW et SW TESTS 26

58. Architectures hétérogène (HARD + SOFT)

59. Co-conception (Co-Design)

60. Outils d’estimation de performances haut niveau

61. Outils d’exploration de l’espace de conception27

62. 28 MERCI ... Architecture, Conception et Utilisation des FPGA 28

63. 29