Fonctionnement d'une simple calculette numérique (Toshiba)

[Anonyme007]

Bonjour à tous,

Comment fonctionne une calculette numérique basée sur les fondements de la logique combinatoire et de la logique séquentielle ?
Comment la fabrique-t-on avec les outils issus du domaine de l’électronique ?
A-t-on besoin de transistors, et Thyristors, de diodes de Zener, d'amplificateur opérationnels, de circuits intégrés pour fabriquer une calculette ?
Si oui, comment assemble-t-on ces composantes électroniques l'une à coté de l'autre, et en minuscules dimensions ?
A-t-on besoin de soudure par arc électrique pour les assembler et les juxtaposer ?

Merci d'avance.
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[jiherve]

Bonsoir,
Une calculette c'est un microprocesseur masqué, donc un circuit intégré spécialisé. Cela se monte sur un circuit imprimé avec de la brasure et un fer à souder.
Ce circuit intégré comporte des dizaines de milliers voir millions de transistors et est fabriqué par les fondeurs de silicium.
On peut faire une calculette avec un petit µcontroleur du commerce, c'est essentiellement du logiciel, les opérations mathématiques un peu complexes(mul,div,sin,cos, atan, log,exp) peuvent être réalisées au moyen des algorithmes de type CORDIC.
Bien sur il faut rajouter un clavier , un afficheur et une alimentation pile ou batterie.
JR

[Anonyme007]

Merci pour ta réponse Jiherve.
Tu affirmes qu'un circuit intégré comporte des millions de transistors assemblés un à coté de l'autre, mais comment arrive-t-on à assembler un million de transistors dans un espace très minuscules en une durée la moins possible. Sii on compte une journée pour transplanter 10 transistors au maximum, y compris leurs soudure et entretien ... etc, il faut à peut près 100.000 journées pour transplanter un paquet de 1.000.000 de transistors dans un circuit intégré. Ce qui est irréalisable. Non ?
Est ce qu'un microprocesseur d'une calculette numérique est un type particulier de circuit intégré ?
Merci d'avance.

[Pascal071]

bonjour Anonyme007

c'est plutôt une question de technologie et production.
l'électronicien n'est intéressé que par le résultat final, les caractéristiques, les fonctionnalités et le brochage du circuit fini.
au sujet de la fabrication:
https://www.youtube.com/watch?v=skKGxPZQmlw&t=40s
https://www.universalis.fr/encyclope...uits-integres/

[A voir en vidéo sur Futura]

[gienas]

Bonsoir Anonyme007 et tout le groupe

... Est ce qu'un microprocesseur d'une calculette numérique est un type particulier de circuit intégré? ...

Oui. La ”puce" d’une calculette s’achète toute faite et programmée pour cet usage (qui ne peut pas être modifié), avec une datasheet qui permet de l’interfacer avec le clavier et l’afficheur. Tous ne sont pas à disposition du public. Les grands constructeurs de calculettes se sont développés leurs propres puces. On achète la calculette toute faite qui coûte bien moins cher que si on doit étudier son propre design.

Maintenant, ces calculettes comportent une grande quantité de mémoire RAM sauvegardée par la pile d’alimentation, qui permet de réaliser des programmes de calculs complexes auxquels il ”suffit" d’entrer tous les paramètres, demandés clairement au cours du déroulement du programme, pour obtenir les résultats qui peuvent aussi être présentés sous formes de graphiques.

Ce ne sont plus de ”simples” calculettes mais de véritables ”ordinateurs” très très spécialisés.


Je confirme que la question en 2026 n’est plus du ressort de l’électronique et plus proche de la technologie où elle va être déplacée.

[jiherve]

bonsoir
les circuits intégrés sont fabriqués par photogravure il faut qqs semaines pour fabriquer un waffer comportant centaines de puces incluant des milliards de transistors.
Les plus grosses Nand flash comportent une bonne centaine de milliard de transistors!
Par contre la conception du dit circuit peut demander des années, ce fut, en partie, mon métier.

Maintenant, ces calculettes comportent une grande quantité de mémoire RAM sauvegardée par la pile d’alimentation,

Les HP 25/29 avaient déjà ça fin 70's.
JR

[f6exb]

Ah les HP... J'en ai une brouettée.

[bibifikotin]

Bjr Anonyme 007,

Tu dis :
"....Tu affirmes qu'un circuit intégré comporte des millions de transistors assemblés un à coté de l'autre, mais comment arrive-t-on à assembler un million de transistors dans un espace très minuscules en une durée la moins possible. Sii on compte une journée pour transplanter 10 transistors au maximum, y compris leurs soudure et entretien ... etc, il faut à peut près 100.000 journées pour transplanter un paquet de 1.000.000 de transistors dans un circuit intégré. Ce qui est irréalisable. Non ?..."

Hum faut pas croire que celà se fait avec des
petites mains ( ouvriers)....si tel était le cas...on n'aurait pas phone portables, ordinateurs etc....)
Et si c'était assemblé à la main le volume nécessaire de la réalisation prendrait des ...m3 !
Il ya belle lurette que ce stade est dépassé.

Le premier ordinateur ( à lampes) fonctionner de cette façon...ce qui faisait dire à certains ...qu'il n'y avait pas d'avenir
dans cette voie. Bonne journée

[racard]

Merci pour ta réponse Jiherve.
Tu affirmes qu'un circuit intégré comporte des millions de transistors assemblés un à coté de l'autre, mais comment arrive-t-on à assembler un million de transistors dans un espace très minuscules en une durée la moins possible. Sii on compte une journée pour transplanter 10 transistors au maximum, y compris leurs soudure et entretien ... etc, il faut à peut près 100.000 journées pour transplanter un paquet de 1.000.000 de transistors dans un circuit intégré. Ce qui est irréalisable. Non ?
Est ce qu'un microprocesseur d'une calculette numérique est un type particulier de circuit intégré ?
Merci d'avance.

bonjour
une vidéo initiatique sur les CI.
https://youtu.be/ee-LhNZPZ1U?si=icmIn-s_5v6ntobt
pour les calculettes ce sont des processeurs dédiés au calcul pour une performance maximale.
en effet le simple test avec une calculette de grande surface bas de gamme si on utilise la calculette de l'ordinateur le plus puissant du marché on aura le résultat en 1er sur la calculette

[jiherve]

bonjour,
non les unités de calcul des calculettes sont de vraies brouettes car comme ce sont des circuits CMOS leur consommation croit linéairement avec la fréquence or pour une calculette la consommation c'est l’ennemi, donc cela tourne pas très vite voire lentement.
Pour pouvoir comparer les deux il faudrait faire des boucles ce que ni la calculette d'un PC ni celles premier prix ne permettent.
JR

[Ikhar84]

Tu peux chercher les procédés de "photolithographie"...

On ne pose pas des composants discrets un à un sur un substrat !

[HS]
La géopolitique autour de ces procédés "de pointe" en particulier autour de Taiwan, par exemple, ou de la société ASML montre à quel point ce sont des technologies stratégiques aujourd'hui...
[/HS]

Edit: pas vu la réponse de bibifikotin...

[Anonyme007]

Bonjour,

Merci beaucoup à vous tous de m'avoir expliqué un peu ce sujet fascinant qui me tient énormément à cœur.
Alors, si je saisis bien toute l'histoire, une calculette est l'assemblage de 3 éléments essentiels :
- Un clavier.
- Un afficheur.
- Un microcontrôleur.
N'est ce pas ?
Et un microcontrôleur est constitué à lui seul de :
- Un microprocesseur ( Un type particulier de circuit intégré ).
- Des registres.
- Une mémoire RAM.
- Une mémoire ROM.
Est ce que c'est ça ? Est ce que j'ai manqué un autre élément que j'ai oublié de mentionner ?

Merci d'avance.

[jiherve]

bonsoir,
en gros c'est çà.
JR

[Anonyme007]

Merci Jiherve.
Est ce que quelqu'un peut m'expliquer comment arrive-t-on à afficher le résultat de l'opération 1+1 = 2 sur l'afficheur ?
Autrement dit, est ce que le microprocesseur transforme un signal analogique en un signal numérique, et ce signal ( Une fonction numérique ) se dessine d'une manière ou d'une autre sur l'écran de la calculette ?
C'est la manière de faire apparaitre un chiffre en corps et en chair que je cherche à comprendre, et non, comment s'est déroulé l'opération de calcul qui se base sur un jeu de partage et de combinaison de résultats dans les registres de la mémoire ?
Merci d'avance.

[jiherve]

re
ce n'est pas de l'analogique d'un bout a l'autre c'est du numérique.
Une calculette de base ne sait afficher que des chiffres ceux ci sont constitués par des segments (7 en général) que l'on active ou non en fonction du chiffre désiré.
voir là :https://fr.wikipedia.org/wiki/Affich..._sept_segments
JR

[antek]

Et pour afficher des éléments plus subtils que des chiffres et quelques symboles -> https://fr.wikipedia.org/wiki/Affichage_matriciel

[umfred]

ce peut aussi être des masques de la forme que l'on souhaite (les MR, M+, M-, ... par exemple) sur un segment (que l'on décide d'allumer ou pas, comme les autres)

[Anonyme007]

Bonjour à tous,

Merci à tout les participants à ce fil pour leur éclairage, et pour la pertinence de leurs réponses.

Dans mon cours sur la logique combinatoire et la logique séquentielle, on définit,
- Un encodeur comme étant un système combinatoire ayant pour fonction de retourner l'index d'activation d'une parmi entrées, et l'index d'activation est donné sur lignes d'adresse.
- Un décodeur est un système combinatoire ayant pour fonction d'activer une des sorties.

Est ce que vous pouvez m'expliquer ce qu'on entends par index d'activation, ainsi que la signification de l'expression : Retourner l'index d'activation d'une entrée ?

Merci infiniment.

[jiherve]

bonsoir,
la valeur binaire.
ex pour un encodeur 1 parmi 8 :
entrée : 00100000
sortie : 110 = 6
Nota les encodeurs sont souvent à priorité i.e:
entrée : 001xxxxx
sortie : 110
JR

[Anonyme007]

Bonsoir,
Merci pour ta réponse jiherve.
Quelle est la signification de l'expression : Retourner l'index d'activation d'une entrée ?
Merci d'avance.

[jiherve]

bonjour
je t'ai répondu c'est le numéro de l'entrée activée, c'est renvoyé sous forme binaire.
Pour un clavier matriciel on récupère une paire X,Y.
JR

[Anonyme007]

Bonjour jiherve,
Alors, si je saisis bien l'idée, retourner l'activation de l'index d'une entrée, signifie, rendre une écriture semi-binaire comme 001xxxxx qui contient des cases vides ( xxxxx ) en une écriture entièrement binaire ( i.e, toutes les cases vides dans la série xxxxx deviennent toutes remplies en chiffres binaires 00000 ). C'est ça l'idée ?
Merci d'avance.

[f6exb]

Bonjour,
Jette un glance ici : https://www.technologuepro.com/cours...binatoires.pdf

[jiherve]

Re
non xxxx signifie que ces entrées sont indifféremment à 0 ou 1.
Voir par exemple ici :https://www.google.com/url?sa=t&sour...J_lt3EmFF8inh7
JR

[Anonyme007]

Bonjour,

Merci f6exb et jiherve pour vos documents.

Juste une petite question sans grande importance,
Est ce qu'on peut ajouter les bascules, et les bistables, à la catégorie des circuits logiques figurant dans le document au dessus, mis en ligne, par, f6exb, et qui sont,
- Encodeur.
- Décodeur.
- Transcodeur.
- Multiplexeur.
- Démultiplexeur.
- Comparateur.
- Compteur.
- Additionneur.
- Soustracteur.
?
Si la réponse est négative, qu'est ce qui différencie, une bascule, et un bistable, des éléments figurant sur la liste ci dessus ?

Merci d'avance.

[antek]

Tu veux absolument catégoriser ? Pourquoi ?

Rien si on parle de circuits logiques ou numériques, ils entrent dans la même catégorie.
On peut également dire qu'ils ne font pas la même chose, donc ce qui les différencie est leur fonction.
Mais on doit pouvoir chipoter un moment encore . . .

[Anonyme007]

Merci antek.
On m'a dit que les bascules sont des exemples de circuits bistables, qui représentent les briques de bases des, registres, et compteurs. Est ce que c'est vrai ?
Donc, ces deux briques ne peuvent pas être classées parmi la liste des circuits logique précédents.
A la liste précédente, il faut ajouter donc, les composants,
- Registre.
- Compteur.
La liste intégrale devient comme suit,
- Encodeur.
- Décodeur.
- Transcodeur.
- Multiplexeur.
- Démultiplexeur.
- Comparateur.
- Compteur.
- Additionneur.
- Soustracteur.
- Registre.

[antek]

Est ce que c'est vrai ?

Donc, ces deux briques ne peuvent pas être classées parmi la liste des circuits logique précédents.

Oui.

Je ne comprends pas la relation de cause effet impliquée par le "Donc".
Les bascules sont aussi utiles en tant que telle.

Pour circuits logiques il faut aussi catégoriser en combinatoire et séquentielle, et ajouter les circuits numériques qui peuvent inclure les circuits logiques et d'autres encore !

Pourquoi ?
Et j'arrête là.

[jiherve]

bonjour,
une bascule est un compteur par 2.
JR

[titijoy3]

je me demande si anonyme 007 est humain