1. A propos du cours

1. Auteur : Michel CRUCIAN
2. Type : Support de cours universitaire - CNAM
3. Langue : Français
4. Licence : Document académique du CNAM

2. Courte description du cours

Cours complet sur les circuits logiques programmables et les FPGA. Couvre l'architecture, la conception et la programmation des systèmes numériques reconfigurables pour étudiants en électronique.

3. Longue description du cours

Ce cours approfondi sur les circuits logiques programmables présente une vision complète des technologies modernes de conception numérique reconfigurable. Le document débute par une introduction historique retraçant l'évolution depuis les circuits câblés traditionnels vers les solutions programmables modernes, en soulignant les avantages en termes de flexibilité et de temps de développement.

L'enseignement couvre systématiquement les différentes familles de composants programmables : les PLD (Programmable Logic Devices) simples, les CPLD (Complex Programmable Logic Devices) et les FPGA (Field Programmable Gate Arrays). L'architecture interne des FPGA est analysée en détail, incluant les cellules logiques configurables (CLB), les matrices d'interconnexion programmables, les blocs mémoire dédiés et les ressources de routage.

Le cours explore les différentes technologies de programmation : les cellules ANTIFUSE à programmation irréversible, les technologies basées sur mémoires EPROM/EEPROM et les solutions SRAM reconfigurables. Une section importante est consacrée aux méthodologies de conception avec les outils CAO (Conception Assistée par Ordinateur) et les langages de description matérielle comme le VHDL et le Verilog.

Les aspects pratiques incluent l'étude des outils de synthèse logique, les techniques de simulation fonctionnelle et temporelle, ainsi que la gestion des contraintes de timing. Le cours aborde également les architectures avancées avec les systèmes sur puce programmables et les FPGA hétérogènes intégrant des processeurs, des DSP et des fonctions spécialisées.

Des études de cas concretes illustrent l'implémentation de fonctions logiques complexes et l'optimisation des ressources. Le document présente également les tendances actuelles du marché, les principaux fabricants (Xilinx, Intel (ex-Altera), Lattice) et les critères de sélection des composants selon les applications cibles.

Ce support pédagogique constitue une référence essentielle pour les ingénieurs et étudiants en électronique numérique, systèmes embarqués, conception VLSI et architecture des ordinateurs. La progression pédagogique est conçue pour permettre une assimilation progressive des concepts, depuis les bases jusqu'aux techniques avancées de conception.

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