1. Repères historiques

Il serait injuste de ne pas commencer par citer Charles Babbage (1791-1871) et sa machine analytique dont l'architecture est d'une modernité étonnante ...

... et d'oublier la première programmeuse : Ada Lovelace (1815-1852).

Revenons en des temps plus récents. L'architecture de presque tous les processeurs actuels est directement issue de celle imaginée par John Von Neumann pour l'ordinateur EDVAC.

Cette architecture est décrite dans un très célèbre document : First Draft on a Report of the EDVAC publié le 30 juin 1945. Cette architecture est connue sous le nom de Architecture de Von Neumann.

Il serait cependant injuste d'ignorer les travaux de J. Presper Eckert et de John William Mauchly qui, à peu près à la même époque, ont conçu l'ordinateur ENIAC.

2. Lectures

Ce cours a beaucoup évolué au cours des années jusqu'à ce que je découvre le cours 6.004 du MIT publié dans le cadre de l'opération OpenCourseWare (MIT OCW) qui consiste à mettre en ligne tous les cours de cette prestigieuse institution. Le cours 6.004 présenté par le Prof. Steve Ward et par le Prof. Chris Terman, est exactement le cours auquel je souhaitais aboutir. A partir de là, il n'est pas étonnant qu'il devienne le support de ce cours.

Les méthodes d'enseignements utilisées au MIT (dont la population est très particulière) sont très différentes de celles pratiquées chez nous (EPU de Nice), aussi, quelques aménagements de présentation sont nécessaires.

Tous les documents mis en ligne ne seront pas utilisés lors du cours. Cependant, leur lecture ne peut être que fructueuse et certains seront proposés (:cell PQA(PSS(imposés):) sous forme de lectures personnelles. Tous ces documents sont en anglais et ... il n'est pas question de les traduire. N'hésitez pas à consulter votre professeur d'anglais préféré.

Présentation du cours (Jean Demartini)

* Le poéme servant à illustrer le codage de l'information est The Paul Revere's Ride de H.W.Longfellow. Un peu d'histoire ...

3. Exercices

Les exercices traités en séance et consacrés à la modélisation du micro-contrôleur RISC pipeline PIC10F20x de Microchip Technology utilisent le HDL Verilog. Le choix de Verilog repose sur les arguments suivants :

• Verilog est utilisé (au moins) aussi largement que VHDL et System C. Il est donc important d'en avoir des notions. Les composants dont le design à utilisé Verilog génèrent plus de chiffre d'affaire que ceux développés en utilisant les autres HDL.
• Son apprentissage est assez facile.
• Il se prête bien à la synthèse.
• De nombreux outils libres sont disponibles.

Parmi ceux-ci j'ai sélectionné :

• Icarus Verilog : un compilateur-simulateur Verilog pour Windows et *NIX totalement compatible IEEE 1364-2001. Il ne possède pas d'IDE intégrée et doit être assicié à un éditeur de programmes.
• WaveVCD : visionneuse libre de fichiers VCD distribuée par ISS-US.
• PSPad Editor : un IDE libre remarquablement efficace tout en restant très simple à utiliser et à personnaliser. Son forum est très actif.

Trois documents classiques en aide l'apprentissage :

• Tutorial de D.C.Hyde de l'Université Bucknell.
• Support de cours du Prof. Don Thomas de l'Université Carnegie Mellon.
• Manuel de référence en ligne de Stuart Sutherland de la société Sutherland HDL, inc.

L'utilisation des langages HDL n'est pas nouvelle. On peut attribuer l'invention du premier langage HDL à Ken Iverson.

3.1. Exercices associés au cours

Les séries d'exercices en gras sont particulièrement conseillées.

3.2. Exercices d'application

Ces exercices sont consacrés à une description assez complète d'un micro-contrôleur classique : PIC10F20x. Cette description est réalisée pas à pas en Verilog ... suite.

3.3. Contrôles

Voici les 3 derniers devoirs de contrôle qui ont été posés :

• juin 2006 — les documents fournis en annexe étaient soit des copies de certaines diapositives du cours soit des documents concernant le PIC10F20x qui n'a pas été traité cette année.
• septembre 2006 — ou comment appliquer ce qu'on a appris à une architecture tout à fait différente.
• juin 2007 — quelques questions concernant les FSM, une architecture pipeline et des variations autour de la machine Beta. Ce contrôle a été ,malheureusement, l'occasion de rappeler qu'une réponse non justifiée n'a aucune valeur.

4. Outils

Les outils Java fournis supposent l'installation du Java Run-time Environment.

• Robot-Fourmi (C4-2) : Code Java, deux exemples : FSM-1 et FSM-2, son script de lancement sous Windows et une notice explicative.
• Machine de Turing (C6) : Code Java, son script de lancement sous Windows et une notice explicative.