Brevet FR2596872A1 — publié le 19871009

Procédé et dispositif de visualisation des états des sorties d'un circuit électronique dynamique, notamment d'un microprocesseur" La présente invention concerne un procédé et un dispositif de visualisation des états des sorties d'un circuit électronique dynamique, notamment d'un microprocesseur. L'étude des circuits électroniques, en particulier les circuits dynamiques, est relativement délicate puisqu'elle se limite à l'étude des chronogrammes sans que l'élève ne puisse directement lier les différents points ou changements d'état des chronogrammes à des parties du circuit pour en observer le fonctionnement avec des moyens simples et compatibles avec l'enseignement. Cela est dû de façon évidente à la vitesse de fonctionnement extrêmement rapide de circuits dynamiques, tels que des microprocesseurs qui fonctionnent à des fréquences élevées par exemple de l'ordre de 100 KHz. La présente invention a pour but de créer un moyen simple destiné à des fins pédagogiques permettant de visualiser les états logiques des moyens de connexion (pattes) d'un circuit électronique dynamique pour que l'élève puisse observer la modification de ces états et lier ces états et changements d'état aux chronogrammes représentant le fonctionnement du circuit. A cet effet, l'invention concerne un un procédé de visualisation, caractérisé en ce que - on refroidit à basse température le circuit électronique dynamique dont on veut visualiser les états des sorties, - on alimente ce circuit et on lui fournit des signaux de fonctionnement ou de contrôle, - On visualise les états des sorties du circuit à contrôler. L'invention concerne également un dispositif de visualisation pour la mise en oeuvre du procédé, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il se compose d'un moyen de refroidissement en contact avec le circuit ou partie de circuit électronique à refroidir. L'invention permet de faire fonctionner le circuit dynamique à des fréquences très faibles, par exemple de 0,5 Hz. Cela permet de suivre sur les diodes qui représentent l'état logique des pattes du circuit, l'état de chaque patte, pendant que des informations apparaissent sur le moyen d'affichage soit en clair et de façon explicite, soit de façon schématique par des codes. Le dispositif comportant un élément PELTIER pour en assurer le refroidissement est un dispositif particulièrement simple permettant une mise en oeuvre rapide sans beaucoup d'inertie. Il en est de même lorsque le dispositif de refroidissement est coupé ; le circuit prend très rapidement la température ambiante et sa vitesse de fonctionnement normale. La présente invention sera décrite de façon plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue d'ensemble du dispositif de visualisation d'état logique, - La figure 2 est un schéma en coupe montrant l'emplacement destiné à un circuit à analyser. Selon les figures 1 t;?, le dispositif 1 se compose d'un pupitre comportant les différents éléments nécessaires à l'expérimentation, de circuits électroniques 2 et de la micro-informatique, comme par exemple des PIA, des mémoires, des tampons, des décodeurs, etc... par exemple un microprocesseur 68 09 E, une mémoire EPROM à 2 K octets, une mémoire RAM à 2 K octets, deux PIA 6821, une horloge 6840. Sur son dessus, le pupitre comporte également un clavier 3 alphanumérique à nombre de touches limitées ainsi que des touches fonctionnelles. Sur sa face avant, le pupitre comporte un moyen d'affichage à segments 4 et un moyen d'affichage à diodes permettant de visualiser l'état logique des différentes parties du circuit et notamment les 16 pattes du bus d'adresses, les 8 pattes du bus de données et les 8 signaux de contrôle du microprocesseur. L'emplacement du microprocesseur 6 est muni d'un module à effet PELTIER 7 qui se met en oeuvre par un bouton marche/arrêt 8 de façon à abaisser la température du microprocesseur 6 (plus exactement son radiateur), très en dessous de la température ambiante par exemple quelques degrés et notamment 50C de façon à pouvoir ralentir son fonctionnement et le faire passer d'une fréquence de fonctionnement d'environ 100 KHz à une fréquence de fonctionnement de l'ordre de 0,5 Hz pour que l'état des pattes donne un affichage perceptible sur les diodes d'affichage d'état 5. Bien qu'un modèle PELTIER constitue un moyen de réalisation particulièrement intéressant et pratique, d'autres moyens de refroidissement du circuit analysé peuvent être envisagés, tels que par exemple un gaz liquéfié à basse température qui est projeté sur le radiateur du circuit électronique analyse. Le dispositif tel que décrit ci-dessus permet d'effectuer un certain nombre d'expérimentations, d'abord sans le microprocesseur, puis avec le microprocesseur et enfin après avoir refroidi le microprocesseur. Le dispositif permet également d'écrire les programmes. De façon plus précise, le dispositif permet, notamment lorsque le microprocesseur est ôté, de contrôler le fonctionnement du quartz, de lire une position de mémoire dans la mémoire morte ROM, d'écrire dans une position mémoire de la mémoire vive RAM, de programmer un PIA. Lorsque le microprocesseur est monté, le dispositif permet de mettre en évidence des signaux de contrôle du microprocesseur à une vitesse faible, notamment de 0,5 Hz, permettant de visualiser ces signaux, le multiplexage des afficheurs, la visualisation de la commande RESET, la visualisation de la commande HALT, l'étude des fonctions du MONITEUR, l'étude des instructions du microprocesseur et le contrôle de l'effet des instructions, le transfert des données, les instructions pour les opérations arithmétiques et logiques, les instructions pour les rotations et les décalages, les instructions de rotation et les boucles de programme, les utilisations des piles U et S, les utilisations des index X et Y, etc... Le dispositif permet également des écritures de programme pour simuler un automatisme, concevoir un dispositif de verrouillage, mesurer un temps de réponse, concevoir une pendule, multiplier deux nombreux, etc... De façon plus détaillée, dans le cas du fonctionnement au ralenti, pour une période d'horloge T = 25 (fréquence 0,5 Hz), le dispositif permet de visualiser les 16pattes du bus d'adresses, les 8 pattes du bus de données et les 8 signaux de contrôle du microprocesseur. Le dispositif comporte également, de prférence, une mémoire permanente qui conserve le programme écrit dans la mémoire RAM pour éviter d'avoir à transférer ce programme sur une bande magnétique pour le sauvegarder. Enfin, le dispositif comporte une sortie pour imprimante. Cela permet d'éditer le programme en code machine. Bien que le procédé et le dispositif selon l'invention s'applique principalement à la visualisation des états logiques sur les pattes d'un microprocesseur pour contrôler le fonctionnement du système par rapport au chronogramme prévu et de faire ainsi la relation entre le matériel (circuit électronique) et le logiciel, l'invention peut également s'appliquer de façon générale comme un analyseur d'état logique. REVENDICATIONS 10) Procédé de visualisation des états des sorties d'un circuit électronique dynamique, notamment d'un micro-processeur, procédé caractérisé en ce que - on refroidit à basse température le circuit électronique dynamique dont on veut visualiser les états des sortes, - on alimente ce circuit et on lui fournit des signaux de fonctionnement ou de contrôle, - On visualise les états des sorties du circuit à contrôler. 20) Dispositif de visualisation des chronogrammes d'un circuit électronique notamment d'un micro-processeur, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, dispositif caractérisé en ce qu'il se compose d'un moyen de refroidissement (7) en contact avec le circuit ou partie de circuit électronique à refroidir. 30) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un pupitre d'expérimentation (1), un moyen d'affichage à segments (4), un moyen d'affichage d'états logiques à diodes (5), un clavier (3) et un moyen de refroidissement (7) au contact ou au voisinage avec le circuit (6) à analyser. 40) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen de refroidissement est un moyen à effet PELTIER.