v1.18.3 (1714)

Cours scientifique - ES102 : Electronique Numérique : Composants et Systèmes

Domaine > Sciences et technologies de l'information et de la communication.

Descriptif

L'électronique numérique est à la base de la révolution de l'information qui touche l'humanité depuis un demi-siècle. D'abord ressource de calcul, elle est aussi couplée à des moyens de communication et de stockage de l'information, ou encore à des moyens de mesure ou d'action physique. Sans cesse plus intégrée et plus performante, elle s'est insinuée dans presque toutes les réalisations humaines, et finalement au plus près de l'être humain lui-même, dont elle augmente ou supplée désormais l'intelligence.
 
L'objectif principal du cours est de présenter les principes fondamentaux sur lesquels repose l'électronique numérique actuelle. Ainsi le cours chemine de la Physique jusqu'à l'Informatique, plus précisément de l'exploitation de matériaux semi-conducteurs pour réaliser des opérateurs binaires jusqu'au développement de structures séquentielles programmables qui sont l'essence des microprocesseurs et du concept logiciel.
 
Les réalisations électroniques actuelles mobilisent des milliards de transistors. Pour maîtriser une telle complexité, il faut recourir à toute une hiérarchie de niveaux d'abstraction de la réalité physique, et naviguer entre eux. C'est justement la démarche suivie dans le cheminement ci-dessus. Confronter l'étudiant, dans un cadre exemplaire, à cette démarche système, inhabituelle pour lui mais néanmoins primordiale pour le futur ingénieur, constitue un second objectif du cours.

Objectifs pédagogiques

Maîtriser les concepts de base permettant la mise en œuvre de calculs numériques sur circuit intégré, des outils mathématiques aux connaissances technologiques. En particulier, être capable :
- de représenter les fonctions booléennes sous différentes formes et de les décomposer en fonctions plus simples ;
- de décrire ainsi leur implantation au moyen de différentes ressources matérielles, jusqu'à la plus élémentaire, le transistor MOS ;
- de décrire ainsi l'implantation d'opérateurs de calcul arithmétiques ;
- de séquentialiser de petits algorithmes numériques pour les implanter sur un jeu limité de ressources de calcul judicieusement associées à des bascules D ou registres ;
- de spécifier de petits systèmes dynamiques discrets sous forme d'automates et les implanter sous forme de systèmes séquentiels, avec factorisation éventuelle ;
- de proposer différentes implantations, plus ou moins parallèles ou séquentielles, d'un même opérateur de calcul numérique ou algorithme simple ;
- de décrire grossièrement l'organisation interne d'un microprocesseur élémentaire et son fonctionnement lors de l'exécution d'instructions assembleur ;
- de naviguer entre les niveaux d'abstraction utilisés, de la réalité matérielle aux exigences fonctionnelles et inversement ;
- entre autres de maintenir une vision physique et temporelle pertinente lors de la montée en abstraction.

nombre d'heure en présentiel

30

nombre de blocs

10

Volume horaire par type d'activité pédagogique : types d'activité

  • Cours magistral : 10
  • Petite classe : 18
  • Contrôle : 2

effectifs minimal / maximal

145/155

Diplôme(s) concerné(s)

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole nationale supérieure de techniques avancées

Aucun pré-requis pour suivre ce cours en 1ère année.

 

Format des notes

Numérique sur 20

Littérale/grade européen

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole nationale supérieure de techniques avancées

Vos modalités d'acquisition :

1 contrôle écrit de 2h00 sans documents, sauf en fin d'épreuve (où sont autorisés tous les documents reçus durant le cours ES102, ainsi que les notes personnelles).

La notation est réalisée en 2 étapes. Tout d'abord, au niveau de la copie, chaque question est notée de 0 (réponse absente ou absurde) à 4 (réponse nominale). Ensuite, la note globale est calculée par somme pondérée et normalisée des notes obtenues à chaque question, avec des poids reflétant la difficulté de chaque question. Ces poids vont généralement de 0,5 à 2 et valent 1 le plus souvent.

L'épreuve de rattrapage est un écrit de 1h sans documents.

Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes écrêté à une note seuil)
  • le rattrapage est obligatoire si :
    Note initiale < 6
  • le rattrapage peut être demandé par l'étudiant si :
    6 ≤ note initiale < 10
L'UE est acquise si Note finale >= 10
  • Crédits ECTS acquis : 2.5 ECTS
  • Scientifique acquis : 2.5

Le coefficient de l'UE est : 2.5

La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.

L'UE est évaluée par les étudiants.

Programme détaillé

1-4 : logique combinatoire et CMOS

5-9 : logique séquentielle et programmée

Mots clés

transistor MOS, technologie microélectronique, logique combinatoire, logique séquentielle, arithmétique et architecture des ordinateurs, CAO

Méthodes pédagogiques

Copies des transparents de cours. Enoncés de petites classes avec corrigés détaillés. Notes complémentaires.

Support pédagogique multimédia

Oui

Veuillez patienter