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NOTE DE L'ÉDITEUR
L'article H8000 a été complété par :
- H1090, Processeurs multithreads et multicœurs de Daniel Etiemble
- H1014, Processeurs à grand nombre de cœurs (manycores) de Daniel Etiemble
RÉSUMÉ
Cet article fait le point sur les systèmes enfouis, embarqués et mobiles, c'est-à-dire les ordinateurs invisibles qui sont intégrés dans de nombreux objets utilisés pour communiquer, dans les systèmes de transports ou dans les petites et grandes infrastructures. Il présente les spécificités de ces systèmes en termes de coût, taille, contraintes énergétiques et performances, en incluant les contraintes de fonctionnement temps réel qui existent pour plusieurs de ces systèmes. Il introduit les grandes caractéristiques des composantes matérielles, logicielles et systèmes d’exploitation de ces systèmes, ainsi que les problèmes essentiels de leur conception. Chacun des thèmes abordés dans cette introduction fait ou fera l’objet d’un ou plusieurs articles de la collection «Systèmes embarqués».
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-
Daniel ETIEMBLE : Ingénieur de l’INSA de Lyon - Professeur émérite à l’université Paris Sud
INTRODUCTION
Cet article est une introduction aux systèmes enfouis, embarqués et mobiles, c’est-à-dire aux ordinateurs invisibles qui sont intégrés dans un grand nombre d’objets utilisés pour communiquer (téléphones portables, PDA, télévision numérique, etc.), dans les systèmes de transports que nous utilisons (automobile, train, avion), dans les infrastructures grandes ou petites (contrôle des centrales nucléaires, automatismes industriels, etc.).
Il présente les spécificités de ces systèmes en termes de coût, de taille, de contraintes énergétiques, de performances, avec notamment les contraintes de fonctionnement temps réel qui existent pour un certain nombre de ces systèmes.
Il donne les grandes lignes des caractéristiques matérielles de ces systèmes : technologies d’intégration utilisées, types de processeurs utilisés, des microcontrôleurs aux multiprocesseurs sur puce. Il introduit les grandes caractéristiques des composantes logicielles et des systèmes d’exploitation de ces systèmes, ainsi que les problèmes essentiels de conception, en termes de modélisation, simulation et vérification.
Enfin, nous montrons que ces systèmes ne concernent pas uniquement des composants individuels ou des infrastructures localisées, mais également des composants ou systèmes distribués et communicants. Avec les réseaux de capteurs, ils sont partie prenante des nombreuses applications de l’informatique ubiquitaire. Chacun des grands thèmes abordés dans cette introduction fait ou fera l’objet de plusieurs articles de la collection « Systèmes embarqués ».
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- Version archivée 1 de août 2010 par Daniel ETIEMBLE
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4. Matériel des systèmes embarqués
Comme nous l’avons vu avec les exemples simples des figures 4 et 5, un ordinateur invisible comprend un processeur, sa mémoire, ses interfaces d’entrées-sorties, interconnectés par des bus. Cette partie correspond à l’architecture matérielle classique d’un ordinateur et est plus ou moins sophistiquée en fonction des besoins de performance du système. Dans les versions les plus simples, on retrouve des architectures matérielles proches de celles des systèmes à microprocesseur des années 1980, auxquelles s’ajoutent des fonctionnalités analogiques pour l’implémentation des capteurs et des actionneurs. Pour les versions les plus élaborées, des processeurs spécifiques et des accélérateurs matériels sont utilisés pour accélérer des fonctions spécifiques comme le graphique ou permettre la compatibilité avec de nombreuses normes, comme pour le codage et décodage vidéo, ou les différentes normes de communication avec le monde extérieur, tant du point de vue télécommunications qu’informatiques.
4.1 Supports
Les supports matériels vont dépendre de la nature du système, de sa taille et de ses fonctionnalités. La figure 12 présente des exemples des différents niveaux de support des ordinateurs invisibles. La partie gauche correspond à un châssis destiné à l’avionique. Les formes de châssis dépendent de l’application. On peut bien évidemment considérer une tablette ou un smartphone comme étant son propre châssis. La partie centrale de la figure est un exemple de carte, intégrée dans un châssis ou dans l’appareil qui l’utilise. Ces cartes sont souvent appelées ordinateur dans une carte et il existe des types de cartes normalisées. PC/104 ...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - WOLFE (W.) - Computers as components, principles of embedded system design. - Morgan Kaufmann (2001).
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(2) - * - PC/104 Consortium http://pc104.org/
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(3) - * - Intel NUC http://www.intel.fr/content/www/fr/fr/nuc/overview.html
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(4) - * - SIMULINKhttp://fr.mathworks.com/products/simulink/ ?requestedDomain=fr.mathworks.com
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(5) - CHRISTEN (E.), BAKALAR (K.) - VHDL-AMS-a hardware description language for analog and mixed-signal applications. - IEEE Transactions on Circuits and Systems II : Analog and Digital Signal Processing, vol. 46, issue 10, p. 1263-1272, oct. 1999,.
-
(6) - HAREL (D.) - Statecharts, a visual formalism for complex systems. - Science of Computer Programming 8, North Holland, p. 231-274 http://www.inf.ed.ac.uk/teaching/courses/seoc/2005_2006/resources/...
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