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Questions and Answers
Quels sont les attributs influents lors de la conception d'un système embarqué ?
Quel type de système embarqué est destiné au contrôle de systèmes en temps réel ?
Quelle méthode de conception est notamment appelée cycle en V ?
Quelle fonctionnalité n'est pas généralement associée aux systèmes embarqués ?
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Quel est l'objectif principal de la branche descendante du cycle en V ?
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Quel type de traitement est effectué par un système embarqué dédié au traitement du signal ?
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Quel est un exemple de système embarqué dans la catégorie des communications et réseaux ?
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Quel est le domaine où l'on peut trouver des systèmes embarqués ?
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À quel moment la technologie de réalisation est-elle généralement choisie dans le cycle en V ?
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Quelle caractéristique est essentielle pour un système embarqué ?
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Quel est l'impact d'une réponse tardive d'un système embarqué ?
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Comment un système embarqué est-il généralement décrit ?
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Quelle affirmation décrit le mieux un système embarqué temps-réel ?
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Quel est un exemple de capteur qui pourrait être inclus dans un système embarqué ?
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Pourquoi un système embarqué peut-il être considéré comme un système intelligent ?
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Quelle est l'une des contraintes principales que rencontrent les systèmes embarqués ?
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Quel est l'objectif principal des tests système?
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Quelle activité est incluse dans la phase de validation du système?
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Dans quel contexte la méthode de conception classique est-elle généralement employée?
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Quelle activité est typique de la phase de déploiement?
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Quel est un des inconvénients de la méthode de conception classique?
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Quel langage de description de matériel est spécifiquement mentionné comme adapté pour les circuits à haute vitesse ?
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Parmi les niveaux décrits, lequel correspond à l'expression de relations d'entrée-sortie dans le temps ?
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Quel est le document qui illustre les domaines et niveaux de description dans la spécification des systèmes ?
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Quel est le rôle de la description algorithmique dans les niveaux de spécification ?
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Pourquoi le choix d'un langage de description de matériel est-il crucial lors de la spécification ?
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Quel élément constitue le niveau structurel le plus bas dans la description des circuits ?
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Dans le contexte des niveaux de spécification, qu'exprime le niveau RTL ?
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Quel type de description est utilisé pour exprimer le comportement d'un élément ou d'une entité face à des entrées ?
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Quel est l'objectif principal de la phase de spécification des exigences ?
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Quelles activités sont liées à la conception de l'architecture système ?
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Quelle est l'utilité des tests unitaires dans le cycle de développement en V ?
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Quel aspect n'est pas généralement inclus dans la phase de conception détaillée ?
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Lors de l'intégration système, quelle activité est essentielle ?
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Quelle activité est généralement effectuée lors de l'implémentation ?
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Quel élément n'est pas considéré comme une contrainte non fonctionnelle ?
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Quelle activité est incluse dans la collecte des exigences ?
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Study Notes
Introduction aux Systèmes Embarqués
- Les systèmes embarqués (SE) sont omniprésents dans divers secteurs, notamment les télécoms, l'aéronautique, l'automobile, la construction électrique, le transport ferroviaire et les cartes à puce.
- Le nombre d'objets intelligents et la complexité des systèmes embarqués doublent tous les 2/3 ans, ce qui témoigne de la croissance exponentielle des besoins dans ce domaine.
- Chaque industrie est confrontée à des contraintes spécifiques.
Définitions des SE
- Un SE peut être défini comme un système électronique et informatique autonome qui n'a pas d'entrées/sorties standards comme un clavier ou un écran d'ordinateur (PC).
- Un SE est également un système de traitement de l'information qui répond aux stimuli externes dans un délai défini. L'exactitude de la réponse dépend non seulement du résultat logique, mais aussi du temps de réponse.
- Un SE est un système mixte qui combine le matériel (Hw) et le logiciel (Sw) pour accomplir une fonction particulière.
- De manière générique, un SE est un (sous)système intelligent capable d'exécuter des tâches prédéfinies. Il peut comprendre des capteurs, des actionneurs, des interfaces et des liens de communication avec d'autres SE.
- Un système embarqué temps-réel est un système mixte contenant du logiciel exécuté par une architecture matérielle sous-jacente.
Contraintes et Types de SE
- La consommation énergétique, le coût et la fiabilité sont des aspects importants lors de la conception d'un SE.
- Un SE est un système numérique et autonome à hautes performances avec de fortes contraintes temporelles.
- Il utilise généralement un processeur et exécute un logiciel dédié pour réaliser une fonctionnalité précise.
- Il n'a pas de clavier standard, un affichage limité ou aucun affichage, et n'est pas un PC.
- Les types de SE incluent les calculs généraux, les systèmes de contrôle (automatisme), le traitement du signal et la communication & réseaux.
Méthode de Conception des SE
- La méthode de conception classique des systèmes embarqués, également appelée cycle en V ou cycle en cascade, est un processus séquentiel et structuré.
- Ce modèle suit une série d'étapes organisées de manière linéaire, chaque étape devant être complétée avant de passer à la suivante.
- Le "cycle en V" est composé de deux branches : la branche descendante (conception) et la branche ascendante (intégration et validation).
- La méthode de conception classique permet de retarder le choix de la technologie de réalisation et met l'accent sur la spécification et la conception.
Étapes du cycle en V
-
Spécification des exigences:
- Collecte des exigences auprès des parties prenantes.
- Définition des spécifications fonctionnelles et non fonctionnelles.
- Documentation des exigences sous forme de cahier des charges.
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Conception de l'architecture système:
- Décomposition du système en sous-systèmes ou modules.
- Définition de l'architecture matérielle et logicielle.
- Définition des interfaces entre les modules.
-
Conception détaillée:
- Conception des schémas électroniques.
- Définition des algorithmes et des structures de données.
- Spécification des interfaces matérielles et logicielles.
- Création de diagrammes détaillés.
-
Implémentation:
- Développement du code logiciel.
- Conception et fabrication des circuits imprimés (PCB).
- Intégration des composants matériels et logiciels.
- Développement des drivers.
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Tests unitaires:
- Création et exécution de tests unitaires pour chaque module.
- Tests fonctionnels des circuits imprimés et des composants matériels.
- Vérification de la conformité aux spécifications.
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Intégration système:
- Intégration des modules matériels et logiciels.
- Test des interfaces entre les modules.
- Identification et résolution des problèmes d'intégration.
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Tests système:
- Exécution de tests fonctionnels complets.
- Tests de performance.
- Tests en conditions réelles.
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Validation:
- Revue finale avec les parties prenantes.
- Vérification de la conformité aux normes et aux réglementations.
- Acceptation formelle du système.
-
Déploiement:
- Installation du système sur site ou livraison aux clients.
- Formation des utilisateurs et du personnel de maintenance.
- Documentation du système.
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Maintenance:
- Surveillance du système en opération.
- Réalisation des mises à jour.
- Gestion des retours clients et support technique.
Étapes de Spécification et Modélisation
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Description fonctionnelle:
- Modélisation de l'environnement.
- Extraction des services demandées par l'extérieur.
- Définition du comportement global dicté par ces services.
-
Décomposition fonctionnelle:
- Répartition de la description sous forme de blocs fonctionnels.
- Modularité, hiérarchie, abstraction.
-
Partitionnement architectural (Raffinement):
- Transformation hiérarchique des descriptions comportementales.
Environnements de spécifications: "HDL"
-
Les langages de description de matériel (HDL) permettent de décrire tous les types de circuits, y compris les instructions séquentielles et concurrentes.
-
Deux types de descriptions HDL:
- VHDL (Very high speed integrated circuit HDL):
- Deux types de descriptions : multi-niveaux et RTL.
- Outils de synthèse VHDL : V-Synth, HIS, Amical, Gaut, Monet.
- Verilog:
- Idem que VHDL.
- Outil de synthèse Verilog : Architect's Workbench.
- VHDL (Very high speed integrated circuit HDL):
-
Le choix d'un langage dépend de sa compatibilité avec les outils de simulation et de synthèse ainsi que de sa capacité d'abstraction du comportement souhaité.
Environnements de synthèse et de simulation: Niveaux et domaines de description
- Le Diagramme de Gajski décrit trois domaines (vues) et cinq niveaux (complexités) de description :
Domaine comportemental
- Le niveau électrique exprime dans le temps les relations d'entrée-sortie : timing, délai, fréquence d'utilisation, etc.
- Le niveau logique est décrit par les équations booléennes.
- Le niveau architectural (RTL) utilise le langage de transfert de registres (RTL) pour exprimer les opérations effectuées avec les registres et les opérateurs à l'aide d'un diagramme à états finis.
- La description algorithmique convient pour le niveau fonctionnel.
- Le niveau spécification considère le circuit de l'extérieur avec l'énoncé des contraintes.
Domaine Structurel
- Le niveau structurel le plus bas est le transistor.
- Au niveau logique, l'élément de base est généralement la porte complexe.
- Au niveau architectural (RTL), ce sont des modules comme l'ALU, la RAM, les contrôleurs qui peuvent être constitués par un ou plusieurs séquenceurs.
- Le niveau fonctionnel décrit l'interconnexion de fonctions définies par un comportement ou une structure.
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Description
Ce quiz aborde les systèmes embarqués, leur définition et leur importance croissante dans divers secteurs tels que l'automobile et les télécoms. Vous découvrirez comment ces systèmes électroniques et informatiques autonomes fonctionnent et leur impact sur les technologies modernes.
