Introduction aux systèmes embarqués

Un système qui doit réagir en temps opportun aux événements du monde réel, comme un capteur de température qui affiche la température sur un écran LCD.

Un système temps réel qui doit respecter des délais précis, sinon une défaillance survient. Par exemple, les systèmes de freinage antiblocage (ABS) dans une voiture.

Un système temps réel qui a des délais plus flexibles. La précision de la réponse n'est pas aussi critique que le temps réel dur.

Un système d'exploitation conçu pour les systèmes temps réel qui gère les tâches et les ressources en temps réel.

Une architecture de système embarqué qui combine la mémoire (RAM, ROM) et les E/S sur une seule puce.

La limite de la puissance de calcul disponible dans un système embarqué. Limitant les performances et les fonctionnalités.

La quantité limitée de mémoire disponible dans un système embarqué, qui influence la taille des programmes et des données qui peuvent être stockées.

Le stockage limité disponible dans un système embarqué, impactant la quantité de données qui peuvent être enregistrées.

Les systèmes embarqués sont des systèmes informatiques basés sur des microprocesseurs, conçus pour une tâche spécifique et intégrés à un produit.

Les systèmes embarqués sont omniprésents dans notre quotidien, des appareils ménagers intelligents aux avions.

Contrairement aux ordinateurs de bureau, les systèmes embarqués sont intégrés dans les produits et incluent des composants matériels et logiciels.

Les systèmes embarqués doivent répondre à des contraintes spécifiques en fonction du produit dans lequel ils sont intégrés.

L'architecture des systèmes embarqués implique une combinaison étroite de matériel et de logiciels.

Les systèmes embarqués sont souvent utilisés pour détecter des informations physiques dans l'environnement et agir en conséquence.

Les systèmes embarqués sont complexes car ils doivent gérer la détection d'informations physiques et le contrôle de réactions.

Un exemple simple de système embarqué est un thermostat qui détecte la température et ajuste le chauffage ou la climatisation.

Le choix du matériel pour les systèmes embarqués est influencé par des facteurs tels que le coût, la complexité, la taille, le poids et la consommation d'énergie.

Un matériel plus simple est moins cher à l'achat et offre des marges bénéficiaires plus élevées, mais il peut être rapidement dépassé par la complexité croissante des logiciels.

Le passage à des processeurs plus performants implique des coûts de composants plus élevés et des défis logiciels importants.

La taille et le poids des systèmes embarqués sont souvent limités, ce qui peut influencer le choix du matériel.

La consommation d'énergie est un facteur crucial pour les systèmes embarqués, en particulier ceux fonctionnant sur batterie.

La plupart des efforts d'ingénierie se concentrent sur les logiciels des systèmes embarqués, qui sont devenus un domaine clé de différenciation et d'innovation.

Il existe trois catégories principales de logiciels embarqués: petite échelle, moyenne échelle et grande échelle.

Les logiciels embarqués à petite échelle, également appelés "bare metal", fonctionnent sur des microcontrôleurs sans système d'exploitation formel.

Ces systèmes fonctionnent de manière autonome, sans connexion à un réseau. Ils sont généralement contrôlés à distance par un système SCADA.

Ces systèmes utilisent des logiciels en temps réel, souvent des RTOS, pour gérer les tâches complexes. Des exemples d'applications incluent l'avionique, les routeurs et les systèmes CVC.

Ces systèmes sont très complexes et fonctionnent sur du matériel de type serveur. Ils utilisent des logiciels en temps réel pour gérer des tâches critiques, tels que le contrôle du trafic aérien.

Un système de contrôle de supervision et d'acquisition de données (SCADA) permet de gérer et de surveiller un système embarqué à distance. Il peut s'agir d'un système informatique complexe qui collecte des données et fournit des commandes.

Un système d'exploitation dédié aux systèmes embarqués, souvent optimisé pour une consommation d'énergie réduite et des performances élevées.

Un système sur puce (SoC) est un circuit intégré qui combine tous les composants essentiels d'un système informatique, y compris le processeur, la mémoire et les périphériques d'entrée/sortie. Ils sont souvent utilisés dans les systèmes embarqués à échelle moyenne.