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1/3 Cours 02 : Composants et caractéristiques des Systèmes Embarqués I. Définit

1/3 Cours 02 : Composants et caractéristiques des Systèmes Embarqués I. Définition du système embarqué Système Un système est un arrangement dans lequel toutes ses unités assemblées fonctionnent ensemble selon une série règles. Il peut également être défini comme une manière de travailler, d’organiser ou de réaliser une ou plusieurs tâches selon un plan déterminé. Par exemple, une montre est un système d'affichage de l'heure. Ses composants suivent un ensemble de règles pour afficher l'heure. Si l'une de ses pièces tombe en panne, la montre cessera de fonctionner. On peut donc dire que dans un système, tous ses sous-composants dépendent les uns des autres. Système embarqué (Embedded System) Embarqué signifie quelque chose qui est attaché à autre chose. ➢ Un système embarqué est un système dont le matériel informatique est doté de logiciels intégrés. ➢ Un système embarqué peut être un système indépendant ou faire partie d’un grand système. ➢ Un système embarqué est un système basé sur un microcontrôleur ou un microprocesseur conçu pour effectuer une tâche spécifique. Par exemple, une alarme incendie est un système intégré. Il ne détecte que de la fumée. Avantages Inconvénients Facilement personnalisable Effort de développement élevé Basse consommation énergétique Plus de temps pour commercialiser À bas prix Performance améliorée Faculté de technologie Département Ingénierie des systèmes électriques Master – Automatique et Informatique industrielle S2 Dr. KAOUANE Mohamed Module : Systèmes Embarqués et systèmes temps réels 2019/2020 2/3 II. Composants d’un système embarqué ➢ Il contient du matériel : processeur, temporisateurs, contrôleur d’interruption, périphériques d’E / S, mémoires, ports, etc. ➢ Il contient un logiciel d’application principal pouvant effectuer simultanément la série de tâches ou plusieurs tâches. ➢ Il a un système d’exploitation en temps réel (RTOS) : Le RTOS définit le fonctionnement du système. Qui supervise le logiciel d'application. Il définit les règles lors de l'exécution du programme d'application. Un système intégré à petite échelle peut ne pas nécessiter de RTOS. Ainsi, nous pouvons définir un système embarqué en tant que système de contrôle basé sur un microcontrôleur, piloté par logiciel, fiable et en temps réel. III. Caractéristiques d’un système embarqué 1. Fonctionnement simple - Un système embarqué effectue généralement une opération spécialisée et effectue la même opération de manière répétée. 2. Très contraint - Tous les systèmes informatiques ont des contraintes sur les métriques de conception, mais celles sur un système embarqué peuvent être particulièrement strictes. Les métriques de conception sont une mesure des fonctionnalités d'une implémentation telles que son coût, sa taille, sa puissance et ses performances. Il doit être d'une taille suffisante pour tenir sur une seule puce, doit être suffisamment rapide pour traiter les données en temps réel et consommer un minimum d'énergie pour prolonger la durée de vie de la batterie. 3. Réactif et temps réel - De nombreux systèmes embarqués doivent continuellement réagir aux changements de l'environnement du système et doivent calculer certains résultats en temps réel sans délai. Prenons un exemple de contrôleur de croisière en voiture. Il surveille et réagit en permanence aux capteurs de vitesse et de freinage. Il doit calculer les accélérations ou les décélérations de manière répétée dans un temps limité. Un calcul retardé peut entraîner un échec du contrôle de la voiture. 4. Basé sur les microprocesseurs - Il doit être basé sur un microprocesseur ou un microcontrôleur. 5. Mémoire - Il doit avoir une mémoire, car son logiciel est généralement intégré à la ROM. Il n’a pas besoin de mémoire secondaire dans l’ordinateur. 6. Connecté- Il doit avoir des périphériques connectés pour connecter des unités d'entrée et de sortie. 7. Systèmes H/W-S/W - Le logiciel est utilisé pour davantage de fonctionnalités et de flexibilité. Le matériel est utilisé pour la performance et la sécurité. 3/3 IV. Structure de base d'un système embarqué ➢ Capteur (sensor)- Il mesure la quantité physique et la convertit en signal électrique pouvant être lu par un circuit électronique tel qu'un convertisseur A-D. ➢ Mémoire (memory)- Un capteur enregistre la quantité mesurée dans la mémoire. ➢ Convertisseur A-D – Il convertit le signal analogique envoyé par le capteur en un signal numérique. ➢ Processeur et ASIC - Les processeurs traitent les données pour mesurer la sortie et les stockent dans la mémoire. ➢ Convertisseur D-A – Il convertit les données numériques fournies par le processeur en données analogiques. ➢ Actionneur (actuator)- Un actionneur compare la sortie donnée par le convertisseur D- A à la sortie réelle (attendue) qui y est stockée et stocke la sortie approuvée. V. Classifications des systèmes embarqués ➢ Système embarqué à petite échelle (Small Scale Embedded System) • Microcontrôleur simple 8 bits ou 16 bits. • Peu de complexité matérielle et logicielle. • La nécessité de limiter la dissipation de puissance lorsque le système fonctionne en permanence (Ils peuvent même fonctionner à piles.). • Outils de programmation : éditeur, assembleur et assembleur croisé. ➢ Système embarqué à moyenne échelle (Medium Scale Embedded System) • Un ou plusieurs microcontrôleurs 16 ou 32 bits ou processeurs de signal numérique (DSP) ou ordinateurs à jeu d'instructions réduit (RISC). • Complexité matérielle et logicielle. • Outils de programmation : RTOS, outil d’ingénierie de code source, simulateur, débogueur et environnement de développement intégré (IDE). ➢ Système embarqué sophistiqué (Sophisticated Embedded System) • Complexité matérielle et logicielle énorme • Nécessite un processeur évolutif ou un processeur configurable et des matrices de logique. • Grande vitesse de traitement disponible dans leurs unités matérielles. • Outils de programmation : Pour ces systèmes peuvent ne pas être facilement disponibles à un coût raisonnable ou peuvent ne pas être disponibles du tout. Un compilateur ou un compilateur spécial pourrait devoir être développé pour cela. uploads/Management/ cours-02-composants-et-caracteristiques-des-systemes-embarques.pdf