Pourquoi un langage de modélisation pour les systèmes temps-réel ou embarqués ?
Modélisation et analyse de systèmes embarqués ou temps-réel avec le profil UML MARTE

Avec l'accroissement de la densité d'intégration sur une puce et les attentes de toujours plus de fonctionnalités du grand public vis-à-vis des systèmes électroniques, la complexité des systèmes embarqués a fortement augmenté. L'ITRS (International Roadmap on Semiconductors) met en évidence le défi de l'amélioration permanente de la productivité des concepteurs.

On ne conçoit pas un système basé sur des architectures matérielles hétérogènes et distribuées sur puce de plusieurs milliards de transistors et plusieurs millions de lignes de code avec les méthodes du siècle dernier.

Du côté du logiciel, nous sommes passés progressivement du langage machine à l'assembleur, aux langages structurés, aux langages orientés objets et enfin actuellement à l'approche par composants et à l'ingénierie dirigée par les modèles.

Parallèlement, la conception du matériel est aussi montée dans les niveaux d'abstraction, du niveau transistor, aux portes logiques, aux transferts de registres (RTL) et enfin aux transactions mémoire (TLM) en permettant la réutilisation de blocs de plus en plus gros ; on réutilise maintenant couramment des processeurs complets (niveau appelé système électronique).

Cette montée dans les niveaux d'abstraction est une réponse directe à la célèbre loi de Moore qui, bien qu'elle ralentisse nettement, continue de doubler la densité de transistors sur une puce d'un facteur 2 tous les 3 ans.

Un autre phénomène est apparu avec l'arrêt de la course à la fréquence de fonctionnement des circuits, dû à des problèmes insurmontables de dissipation thermique, la fréquence apparaissant élevée au carré dans le calcul de la consommation dynamique d'énergie : la multiplication des unités de traitements sur une même puce. Puisque l'on ne peut plus complexifier le cœur de calcul, mettons-en plusieurs ! On intègre sur une même puce :

• des unités de traitement (processeurs généralistes CPU, processeurs de traitement du signal DSP) ;

• des processeurs graphiques (GPU, accélérateurs matériels) ;

• des mémoires (statiques, dynamiques, flash, etc.) ;

• des capteurs et actionneurs (numériques ou analogiques, mécaniques, optiques, chimiques, biologiques, etc.) ;

• des morceaux de circuits configurables tels que les FPGA (Field Programmable...