RAPPORT DE STAGE

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CANIVET Gaëtan Juillet 2004 RAPPORT DE STAGE REALISATION D'UNE CARTE GENERATRICE DE SIGNAUX IUP3 GEII GRENOBLE

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Informations

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Extrait

CANIVET Gaëtan Juillet 2004





RAPPORT DE STAGE
REALISATION D’UNE CARTE GENERATRICE
DE SIGNAUX






















IUP3 GEII GRENOBLE Remerciements


Je tiens à remercier Johann Collot de m'avoir accueilli dans son laboratoire. Mais également
Joël BOUVIER, mon maître de stage et toute l’équipe du service Acquisition de Données du LPSC à
savoir Georges Barbier, Fabrice Pancher, Olivier Bourrion et Bernard Boyer pour leur encadrement
durant ces 16 semaines de stage. Et les membres du service CAO tels que Jean-Luc Bouly et
Mafhoud Yamouni qui m’ont permis de réaliser toute la partie saisie de schéma et routage de la carte.
Enfin, je ne voudrais pas oublier toutes les personnes travaillant au laboratoire qui ont fait,
par leur bonne humeur et leur sympathie, que ce stage reste pour moi une excellente expérience. 1. LE LABORATOIRE DE PHYSIQUE SUBATOMIQUE ET DE COSMOLOGIE. ........................ 1
1.1. PRESENTATION DU LPSC. ............................................................................................................................1
1.2. DOMAINES D’ACTIVITES...............................1
1.3. VOCATION DU LPSC.....................................2
1.4. CONSTITUTION DU LABORATOIRE...............................................................................3
2. LE BUS VME........................................................................................ 4
2.1. ORIGINE...........................................................................................4
2.2. OBJECTIFS.......................4
2.3. SPECIFICATIONS.............................................................................................................................................5
2.3.1. Les spécifications mécaniques......... 5
2.3.2. Les spécifications électriques........... 5
2.3.3. Les spécifications fonctionnelles. .................................................................................................... 5
2.4. CYCLES D’ECRITURE ET DE LECTURE..........................................6
2.4.1. La lecture............................................. 6
2.4.2. L’écriture................................................................. 7
3. LA CARTE GENERATRICE D’HORLOGES........................................................... 8
3.1. POURQUOI UNE CARTE GENERATRICE D’HORLOGES ?..............8
3.2. CAHIER DES CHARGES...................................................................................................8
3.3. CONCEPTION ...................................................................................................................................................9
3.3.1. Les solutions apportées..................... 9
3.3.2. Le synoptique de la carte................10
3.3.3. Le choix des composants.................12
3.3.4. La saisie de schéma..........................................................................................................................12
3.3.5. Le placement routage......................14
3.3.6. Le module de programmation ISP Flash.....................14
3.4. PROGRAMMATION VHDL..........................15
3.4.1. Le synoptique du programme.........................................................................................................15
3.4.2. Les différentes fonctions..................17
3.4.2.1.La fonction “générateur de fréquence”..........17
3.4.2.2.La fonction “générateur aléatoire”.................................................................................18
3.4.2.3.La fonction “générateur arbitraire”...............19
3.4.2.4.La fonction fréquence.........................................19
3.4.2.5.La fonction ADC.................20
3.4.2.6.La fonction configuration..................................................................21
3.4.2.7.La fonction VME. ................................................21
3.4.3. L’adressage mémoire.......................................................22
3.5. TESTS.............................................................................................24
3.5.1. Les tests Hardware...........................................................24
3.5.2. Les tests Software.................................24
4. CARACTERISTIQUES...................................................................27
5. CONCLUSION...................................................................................................................................................28
6. ANNEXES............................29
6.1. NORMES DE PLACEMENT – ROUTAGE........................................................................................................29
6.2. COUT ..............................................................................................30
6.3. EVOLUTION SPARTAN_II VERS SPARTAN_II-E.......................................................................................31
6.4. MODIFICATEURS D’ADRESSES....................32
6.5. COEFFICIENTS POUR LE SYNTHETISEUR....................................33
6.6. CCHOIX DE LA FREQUENCE..................35
6.7. SAISIE DE SCHEMA.......................................................................................................36
6.8. PLACEMENT MANUEL DES COMPOSANTS..42

6.9. PLACEMENT – ROUTAGE.............................................................................................................................43
6.9.1. Le placement des composants........................................43
6.9.2. La couche TOP.44
6.9.3. La couche BOTTOM........................45
6.10. REPRESENTATION DE LA FACE AVANT .....................................................................46
6.11. PROGRAMME VHDL. ..................................................................47
6.12. DOCUMENTATIONS CONSTRUCTEURS.......66
6.12.1. L’ADC. ...............................................................................................................................................66
6.12.2. Le synthétiseur..69
6.13. SIMULATIONS...............74
6.13.1. La machine d’état de l’ADC...........................................................................................................74
6.13.2. La machine d’état du synthétiseur.74
6.13.3. Le train d’impulsions.......................74
6.14. RELEVES D’OSCILLOSCOPE.........................................................................................................................75
6.14.1. ..........................................................................................................75
6.14.2. 75
6.14.3. Le train d’impulsions.......................76
7. BIBILOGRAPHIE. ...........................................................................................................................................77

1. Le Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie.
1.1. Présentation du LPSC.
En 1963, la faculté des Sciences de Grenoble décide d’acquérir un cyclotron à énergie
variable, et de créer un laboratoire de Physique Nucléaire. En 1966, l’Institut des Sciences Nucléaires
(ISN) voit le jour. Afin de regrouper ses activités dans le secteur nucléaire, l’université crée un
laboratoire mixte entre l’université Joseph FOURIER et l’Institut National de Physique Nucléaire et
de Physique des Particules (IN2P3). En 1968, le cyclotron entre en service. En 1982, un deuxième
accélérateur est mis en service, lequel fut entièrement conçu et construit par l’ISN. C’est alors la
naissance de SARA (Système Accélérateur de Rhône-Alpes) et de plusieurs grands instruments qu’il a
fallut installer autours.
Jusqu’à l’ouverture de l’ISN, les enseignants étaient dispersés au CEA (Centre à l’Energie Atomique)
de Grenoble et à l’INPG (Institut National de Polytechnique de Grenoble).

En Avril 2003, l’Institut des Sciences Nucléaires changea de nom pour devenir le Laboratoire
de Physique Subatomique et de Cosmologie. Cette procédure fut entamée pour rendre compte de la
diversification des activités au cours de ces dix dernières années.

1.2. Domaines d’activités.
Les domaines de recherche du LPSC se subdivisent en trois grands axes expérimentaux et
théoriques, correspondant à des échelles de plus en plus fines de la matière et des énergies de plus en
plus grandes des " accélérateurs-microscopes ".
Ces axes sont la matière nucléaire et hadronique, la physique des particules et l’astroparticules. Alors
que les axes " Physique des particules et astroparticules " sont essentiellement des activités de
recherche fondamentale, souvent liées à la cosmologie, l’axe " Matière Nucléaire " participe à l’effort
de réflexion sur les énergies du futur, en particulier dans la recherche de solutions innovantes pour
l’électronucléaire. La maîtrise des techniques " Accél&