Brevet FR2600793A1 — publié le 19871231

La présente invention concerne un procédé d'étude de microcalculateurs intégrés ainsi qu'un microcalculateur intégré à structure modulaire obtenuspar Le procédé précité. Actuellement, chaque microcalculateur se distingue des autres par le type et le nombre des fonctions prévues. Ceci signifie que, chaque fois que l'on veut ajouter ou soustraire une fonction, il est nécessaire, non seulement de remplacer le microcalculateur, mais même de le réétudier partiellement ou totalement. Ceci se traduit par de longs temps de développement des nouvelles versions O10 et par un risque d'introduction d'erreurs dans La remanipulation de parties qui ont déjà été mises au point dans les versions précédentes. En pratique, ceci a pour effet d'augmenter le coût du dispositif et de limiter le nombre des versions qui sont réalisables en pratique. En variante, il est prévu de réaliser le plus grand 15 nombre possible de fonctions sur une seule et même version de microcalcuLateur, de manière à satisfaire dans toute la mesure possible les besoins des diverses classes d'applications. Ceci comporte naturellement dans de nombreux cas une redondance de fonctions relativement aux besoins d'une classe donnée d'appli20 cations, ce qui rend la solution peu économique et restreint en pratique les possibilités d'emploi du microcalculateur. En outre, Le dispositif n'est pas ouvert aux extensions ultérieures, sinon au prix d'une refonte partielle ou totale de l'étude. Dans une autre variante, il est prévu de réaliser une 25 bibliothèque de modules indépendants dont chacun est construit de manière à réduire à un minimum l'occupation des surfaces de silicium du module unique. Les divers modules ont donc des formes et des dimensions dépourvues de toute corrélation et Les bornes électriques qui transportent les signaux nécessaires aux interconnexions entre 30 Les modules sont positionnées de différentes façon du point de vue topologique. Ceci entraîne un notable gaspillage de la surface de silicium, en raison des interconnexions entre les modules et de la nécessité technologique d'obtenir une forme rectangulaire régulière pour la plaquette qui contient tous les. modules nécessaires. En général, la surface totale résultante est plus que doublée, comparativement à la surface active effectivement utilisée par les modules de départ. Ceci entraîne une augmentation considérable du coût de production du microcalculateur et limite en même temps le nombre maximum de fonctions qui peuvent être réalisées technologiquement sur un même composant.' Compte tenu de cet état de la technique, le but de la présente invention est de réaliser un microcalculateur intégré qui, tout eh surmontant les inconvénients précités, soit particulièrement étudié pour permettre d'augmenter ou de réduire le nombre des fonctions prévues. A cet effet, le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il consiste à composer le microcalculateur sous la forme d'une pluralité variable de modules fonctionnels de forme rectangulaire possédant une première dimension fixe et une deuxième dimension variable et dont chacun réalise une fonction différente 15 qui peut être combinée à celle des autres modules. Les différents modules peuvent être construits sur des supports indépendants et interchangeables aussi bien que sur un support commun, sans dépense additionnelle de surface de silicium pour les interconnexions entre les modules. Dans chaque cas, on n'a pas besoin d'un temps supplémentaire d'étude, puisqu'il suffit de réunir un nombre variable de modules déjà étudiés. On obtient de cette façon un microcalculateur intégré à structure modulaire qui, selon l'invention, est constitué par une pluralité variable de modules rectangulaires ayant une première 25 dimension fixe et une deuxième dimension variable, lesdits modules étant interconnectés par des canaux de signaux (bus) et étant réunis mécaniquement à l'intérieur d'un cadre périphérique rectangulaire qui possède une première dimension correspondant à ladite première dimension des modules et une deuxième dimension qui correspond à 30 la somme desdites deuxièmes dimensions des modules, ledit cadre contenant les bornes d'interconnexion du microcalculateur avec l'extérieur et le circuit d'interface correspondant. En outre, les différents modules peuvent constituer un tout unique et ils peuvent tout aussi bien être physiquement 35 séparés, indépendants et interchangeables. Dans ce deuxième cas, la structure des modules est de nature à permettre une juxtaposition topologique simple des modules, toutes les interconnexions électriques nécessaires pour le fonctionnement intégré des divers modules étant automatiquement réalisées à travers les canaux de signaux. Il ressort clairement que le procédé d'étude et le microcalculateur selon l'invention permettent de créer avec faciLité, à partir d'un nombre limité de modules de base, une grande variété de configurations de microcalculateurs intégrés dont chacun répond aux nécessités d'une classe d'applications particulière. 10 Il convient en particulier de remarquer que: a) On n'a pas à prévoir de dépense additionnelle de surface de silicium (ni, par conséquent, de coût de fabrication) pour pouvoir réaliser les interconnexions entre les modules. b) Il n'a a lieu de prévoir aucun coût d'étude addi15 tionnel pour les différentes configurations de modules, ces modules étant étudiés une fois pour toutes, puis utilisés tels quels sans aucune modification, puisqu'ils contiennent déjà en soit les interconnexions nécessaires pour les échanges de signaux entre eux. c) Le temps de réalisation d'une nouvelle configuration 20 (c'est-à-dire d'un nouveau microcalculateur intégré contenant toutes les fonctions spécifiquement exigées par une classe d'applications déterminée) est considérablement réduit, en ce qui concerne la phase d'étude de cet appareil. d) Le risque d'erreur d'étude dans la production d'une 25 nouvelle configuration est pratiquement réduit à zéro. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente sous la forme d'un schéma bloc un microcalculateur intégré à structure modulaire selon la présente invention, supposé constitué par une pluralité de modules optionnels; - la figure 2 représente ledit microcalculateur sous son aspect essentiellement mécanique, toujours avec les mêmes modules 35 optionnels que sur la figure 1; - les figures 3 à 5 montrent des représentations schématiques de variantes de configurations du microcalculateur selon l'invention. Sur la figure 1, on prend pour hypothèse la réalisation d'un microcalculateur qui est formé, à titre d'exemple de neuf modules ainsi constitués. I = unité de traitement centrale (CPU) 2 = mémoire ROM 3 = mémoire EPROM 4 = mémoire EEPROM = mémoire RAM 6 = unité de communication en série (SIO) 7 = unité de communication en parallèle (PIO) 8 = unité de temporisation 9 = unité de conversion analogique-numérique. Chacun de ces modules peut être absent, de même qu'il peut y en être ajouté d'autres possédant des fonctions différentes. En outre, certains modules peuvent être incorporés en nombre supérieur à un, selon les besoins de chaque application particulière. 20 Avec un nombre limité de modules, il est possible en principe de construire plusieurs milliers de configurations significatives différentes les unes des autres, parmi lesquelles il est possible de choisir la plus adaptée. Certaines de ces configurations sont représentéesschématiquement sur les figures 3 à 5. Du point de vue de la construction, ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 2, tous Les modules 1 à 9 sont de forme rectangulaire et ont une première dimension H fixe et une deuxième dimension L variable en fonction de la complexité du circuit des différents modules. Dans le cas représenté, ces modules sont cons30 truits sur des supports séparés et indépendants; en variante, ils peuvent être construits sur un support commun après l'étude. Les interconnexions fonctionnelles entre les différents modules sont réalisées à L'aide de canaux de signaux communs (bus) 10 et 11 (figure 1) qui sont disposés topologiquement dans des positions 35 préétablies, identiques pour tous les modules, perpendiculairement au côté de dimension fixe H des modules (figure 2). De cette façon, deux modules juxtaposés l'un à l'autre sont automatiquement connectés électriquement. Il en est de même pour les Lignes d'alimentation et de masse qui sont communes à tous les modules. Ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 2, L'ensemble de modules 1 à 9, qui forme la "puce" du microcalculateur, est enfermé dans un cadre rectangulaire 12, lequel possède une première dimension fixe H' correspondant à la dimension fixe H des différents modules et une deuxième dimension variable L' qui correspond à la somme des dimensions variabLesLdes modules. C'est dans ce cadre 12 10 qu'est réalisé le circuit d'interface et, sur ce circuit sont réalisées différentes bornes 13 qui assurent la connexion de la puce avec l'extérieur, plus précisément, avec l'habituel conteneur mécanique de la puce. Les bornes 13 sont elles aussi réalisées de façon à avoir une forme rectangulaire possédant une dimension commune 15 identique pour toutes, même si cette dimension est différente (en général beaucoup plus petite) que la dimension fixée pour les modules fonctionnels 1 à 9. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au procédé et au dispositif qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortie du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé d'étude de microcalculateurs intégrés, caractérisé en ce qu'on compose le microcalculateur sous la forme d'une pluralité variable de modules fonctionnels (1 à 9) de forme rectangulaire, possédant une première dimension fixe (H) et une deuxième dimension variable (L), et dont chacun (1 à 9) assure une fonction différente qui peut être combinée à celle des autres modules (1 à 9). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce 10 qu'on réalise l'interconnexion électrique des différents modules (1 à 9) à l'aide de canaux de signaux communs (10, 11) qui s'étendent dans une position préétablie, identique pour tous les modules, perpendiculairement au côté de dimension fixe (H) des modules. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce 15 que lesdits modules (1 à 9) sont construits sur des supports idépendants et interchangeables. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits modules (1 à 9) sont construits sur un support commun. 5. Microcalculateur intégré à structure modulaire, réalisé conformément au procédé de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est cofmposé d'une pluralité variable de modules rectangulaires (1 à 9) qui possèdent une première dimension fixe (H) et une deuxième dimension variable (L). 6. Microcalculateur selon la revendication 5, caractérisé 25 en ce que lesdits modules (1 à 9) sont interconnectés à l'aide de canaux de signaux communs (10, 11) qui s'étendent dans une position préétablie, identique pour tous les modules, perpendiculairement au côté de dimension fixe (H) des modules. 7. Microcalculateur selon la revendication 5, caractérisé 30 en ce que lesdits modules (1 à 9) sont structurellement réunis à l'intérieur d'un cadre périphérique rectangulaire (12), lequel présente une première dimension (H') qui correspond à ladite première dimension (H) des modules (1 à 9) et une deuxième dimension (L') qui correspond à la somme desdites deuxièmes dimensions (L) des modules, 35 ledit cadre contenant des bornes (13) pour l'interconnexion avec l'extérieur du microcalculateur, et le circuit d'interface correspondant. 8. MicrocaLculateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites bornes (13) sont réalisées de façon à avoir une forme rectangulaire présentant une dimension commune identique pour toutes. 9. Microcalculateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits modules (1 à 9) sont munis de supports indépendants et interchangeables. 10. Microcalculateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits modules (i a 9) sont construits sur un support 10 commun.