6. Mémorisation et traitement de l'information en microélectronique
• Quelques rappels sur la numérisation
La numérisation de l'information, des signaux et des images est le fondement de l'exploitation des utilisations de la microélectronique.
Pour numériser l'information, les chiffres et les lettres sont représentés par des ensembles d'impulsions de tension, les « bits » d'information. Un bit correspond à « 0 » si l'impulsion est de 0 volt (en fait inférieure à une certaine tension), et a « 1 » si elle vaut un certaine tension nominale – 3,3 volts par exemple – (en fait si elle est supérieure à une certaine tension seuil). On représente les chiffres en comptant en binaire : 0 = « 00000000 » ; 1 = « 00000001 » ; 2 = « 00000010 » ; 3 = « 00000011 » ; 4 = « 00000100 »... Les lettres sont elles aussi codées : a = « 01100001 » ; A = « 01000001 » ; b = « 01100010 ». L'ensemble des chiffres et des lettres, ainsi que les ponctuations, sont ainsi traduites par des ensembles de huit bits, les octets (bytes). Grâce aux opérations logiques sur des bits, l'information peut être manipulée. Pour cela, on utilise des opérateurs portant sur un bit [le « non », ou (inverseur)] et des opérateurs portant sur deux bits à la fois (porte « et » : il faut que les deux bits « A » et « B » aient la valeur « 1 » pour que la sortie « A » et « B » vaille « 1 », sinon elle vaut « 0 », etc., cf. fig. 7b).
La numérisation d'un son, qui est un signal d'amplitude et de fréquence variables, s'effectue en « échantillonnant » le signal, c'est-à-dire en prenant son amplitude à des instants successifs. Bien entendu, plus les variations du signal sont rapides, plus il faut échantillonner à intervalles de temps courts. Le théorème d'échantillonnage indique qu'il faut prendre des mesures avec une fréquence double de la fréquence la plus élevée du spectre du signal (c'est-à-dire de la fréquence de Fourier la plus élevée) pour avoir une information complète sur le signal.
Numériser les images consiste à découper celles-ci en éléments ou pixels (picture elements
… pour nos abonnés, l'article se prolonge sur 22 pages…
