ETUDE ET CONCEPTION D’UN MICROCONTROLEUR IP SUR FPGA

Abstract

Le but de ce travail est la conception d’un microcontrôleur sous forme d’un IP logiciel « MCIP » en exploitant VHDL sur une plateforme de développement de Xilinx ISE9.1 et un simulateur ModelSim de Mentor Graphics. La méthode suivie repose essentiellement sur la subdivision du microcontrôleur en modules génériques facilement reconfigurables. L’architecture RISC employée permet d’optimiser les ressources et d’atteindre des fréquences de travail élevées. Notre contrôleur doté d’un jeu de 72 instructions, réparties en 5 catégories, offre une souplesse de programmation et un traitement rapide des opérations courantes des microcontrôleurs du marché. L’implantation du MCIP sur FPGA de la famille Spartan3E de Xilinx a permis d’atteindre des fréquences de travail dépassant 50 MHz. La validation fonctionnelle du MCIP est passée par une phase très exhaustive de vérification et par une technique d’injection de fautes au niveau comportemental. Afin d’assurer l’exactitude et les séquencements adéquats suivis lors de l’exécution des différentes instructions du répertoire du MCIP, nous avons développé plusieurs routines et programmes dont les données produites sont facilement vérifiables. Comme la gestion du temps est primordiale et fait intervenir les ressources internes, nous avons développé une application de gestion des horaires de prière qui a elle-même contribué d’une manière significative à la maitrise des outils de développement et à la valorisation du MCIP conçu. Le développement du MCIP sous forme IP représente la première pierre de l’édifice de construction d’un système électronique moderne.