Systèmes embarqués introduction-COURS TD TP EXAMENS

Systèmes embarqués introduction

Un système embarqué est défini comme un système électronique et informatique autonome, souvent temps réel, spécialisé dans une tâche bien précise. Ses ressources sont généralement limitées. (Wikipedia)

Le système comprend une partie matériel et une partie logicielle

Caractéristiques générales des Systèmes embarqués :

▪ 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

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. Il doit être robuste (étanche, choc, ..).

▪ Généralement : pas de clavier, écran réduit.

▪ 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 des Systèmes embarqués :

▪ Réalisé autour d’un microcontrôleur (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

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, …
Systèmes Temps Réel

Un système temps réel est un système numérique qui doit répondre à un ensemble de stimuli provenant de l’environnement dans un intervalle de temps dicté par ce même environnement (i.e. des contraintes temporelles).

Système sur Puce

Un SoC constitue un circuit complexe qui intègre tous les éléments fonctionnels d’un produit sur une même puce. Par exemple, des modules logiciels (DSP), des mémoires, des périphériques, des coprocesseurs matériels (FPGA ou ASIC) et même des modules analogiques ou optoélectroniques peuvent tous être mis sur un même dé.

• L’objectif est diminuer au minimum le nombre de composants sur une carte pour mettre tout sur une seule puce.

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