Technologies et conception des systemes embarques

Définition des systèmes embarqués

Un système embarqué est un système inclus dans un autre système, il est défini comme un système électronique et informatique autonome souvent temps réel, spécialisé dans une tache bien précise.

Ses ressources sont généralement limitées, le système comprend une partie matérielle et une autre logicielle qui sont conçues spécifiquement pour réaliser une fonction dédiée.

Il contient généralement un ou plusieurs microprocesseurs destinés à exécuter un ensemble de programmes définis lors de la conception et stockés dans des mémoires.

embedded system

Caractéristiques des systèmes embarqués

Les systèmes embarqués ont pour but de permettre aux objets usuels de réagir à l’environnement, ils peuvent aussi apporter une interface avec l’utilisateur. Généralement ils sont caractérisés par :

 Coût réduit, maximisation rapport performance/prix.

 Capacité mémoire adaptée.

 Volume restreint (compact, pas modulaire).

 Exécution temps réel (souvent).

 Fiabilité et sécurité de fonctionnement.

 Consommation d’énergie maîtrisée (très faible en cas d’utilisation sur batterie)

 Capacité de calcul approprié é à l’application

Spécificités d’un système embarqué Caractéristiques générales:

▪ Dédié à une application spécifique

▪ Coût réduit, maximisation rapport performance/prix

▪ Volume restreint (compact, pas modulaire)

▪ Capacité mémoire adaptée

▪ Capacité de calcul appropriée à l'application

▪ Exécution temps réel (souvent)

▪ Fiabilité et sécurité de fonctionnement

▪ Consommation d’énergie maitrisée

• voir très faible en cas d’utilisation sur batterie Différences avec un ordinateur de bureau :

▪ L'interface IHM (Interface Homme machine) est adaptée selon l’application. Cela peut-être de simples leds et boutons jusqu’à un écran tactile.

Le système embarqué dispose de périphériques et capteurs spécifiques pour son application:

• Carte SD, mémoire flash, …

• Wifi, Bluetooth, module GSM-GPS, …

• Température, pression, actuateurs (moteurs, …), …

Architecture d’un système embarqué :

▪ Réalisé autour d’un micro-contrôleur (uC)

• uC est un système à processeur dans un seul chip (SoC)

• comprend: processeur, mémoire, GPIO (entrées/sorties simples configurables), contrôleur de bus, contrôleur d’interruption, contrôleur d’écran, USB, Ethernet, …

• très bon rapport performance/prix et performance/consom.

▪ Ensemble compact (volume optimisé)

▪ Démarrage autonome du système (boot)

• pas de disque dur, utilisation de mémoire flash, …

▪ Généralement pas d’extension possible

• construction non modulaire.

Principaux Domaine d’application des systèmes embarques

• Transport : Automobile, Aéronautique (avionique), etc.

• Astronautique : fusée, satellite artificiel, sonde spatiale, etc.

• Militaire : missile

• Télécommunication : Set-top box, téléphonie, routeur, pare-feu, serveur de temps, téléphone portable, etc. • Électroménager : télévision, four à micro-ondes

• Impression : imprimante multifonctions, photocopieur, etc.

• Informatique : disque dur, Lecteur de disquette, etc.

• Multimédia : console de jeux vidéo, assistant personnel

• Guichet automatique bancaire (GAB)

• Équipement médical

• Automate programmable industriel

• Métrologie

Domaines d’application des systèmes embarqués

 Domaine grand public

▪ smart phone, console de jeux, appareil photos, lecteur audio, ...

 Moyens de transport

▪ gestion moteur/entrainement, ordinateur de bord, ABS, GPS, système navigation, système d’aide (EPS, ..), .. => automobiles, avions, trains, bateau, véhicule électrique, …

 Equipement médicaux (diagnostic, thérapeutique, vital)

▪ imagerie (rayon X, ultra-sons, IRM), endoscopie, caméra, monitoring, perfusion, lasers, chirurgie, stimulateur cardiaque, …

 Equipements de télécommunication

▪ station mobile, routeur, Gateway, satellite, …

 Equipement industriels

▪ commande, contrôle répartit, capteurs intelligents,

En fin, Les systèmes embarqués utilisent généralement des microprocesseurs à basse consommation d'énergie ou des microcontrôleurs, dont la partie logicielle est en partie ou entièrement programmée dans le matériel, généralement en mémoire dans une mémoire morte (ROM), EPROM, EEPROM, FLASH, (on parle alors de firmware)

Merci!!