LISI3 Chapitre 1: Systèmes Embarqués
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Questions and Answers

Quels sont les deux types d'architectures de systèmes embarqués ?

  • Systèmes embarqués analogiques et systèmes embarqués numériques
  • Systèmes embarqués ouverts et systèmes embarqués fermés
  • Systèmes embarqués à base de microcontrôleurs et systèmes embarqués à base de microprocesseurs
  • Systèmes embarqués à usage général et systèmes embarqués spécifiques (correct)

    • Les systèmes embarqués spécifiques sont conçus pour effectuer une tâche particulière ou un ensemble restreint de tâches.

    True

    Donnez trois exemples de systèmes embarqués à usage général.

    Smartphones, ordinateurs de bord dans les voitures, routeurs

    Quel type d'architecture est le plus répandu aujourd'hui ?

    <p>Architecture Harvard modifiée</p> Signup and view all the answers

    Expliquez le principe de l'architecture RISC.

    <p>L'architecture RISC repose sur une simplification maximale des instructions processeur pour optimiser la vitesse d'exécution.</p> Signup and view all the answers

    Quels sont les avantages de l'architecture RISC ?

    <p>Vitesse d'exécution élevée et faible consommation d'énergie</p> Signup and view all the answers

    L'architecture CISC est conçue pour simplifier la programmation en utilisant un jeu d'instructions complexe.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Faites correspondre les caractéristiques aux architectures RISC et CISC.

    <p>Jeu d'instructions = Complexe, large Pipeline = Moins efficace Décodage = Complexe Performance = Excellente pour les tâches complexes Consommation d'énergie = Élevée Taille du code = Petite</p> Signup and view all the answers

    Donnez deux exemples de processeurs CISC.

    <p>Intel x86, Motorola 68000</p> Signup and view all the answers

    Les systèmes embarqués à usage général sont souvent plus flexibles que les systèmes embarqués spécifiques.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Les architectures IoT sont souvent utilisées dans les ______ pour traiter les données collectées par les appareils connectés.

    <p>centres de données</p> Signup and view all the answers

    L'architecture des systèmes embarqués est optimisée pour la consommation d'énergie.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Les systèmes embarqués sont souvent utilisés dans des environnements critiques où les pannes sont tolérées.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Expliquez le concept de "System on Chip" (SoC).

    <p>Un SoC intègre un processeur, de la mémoire, des interfaces de communication et parfois des périphériques spécifiques sur une seule puce.</p> Signup and view all the answers

    L'Internet des objets (IoT) est un réseau d'objets physiques connectés à Internet et capables de collecter, échanger et traiter des données.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Quels sont les trois principaux défis liés aux architectures IoT ?

    <p>Sécurité, gestion de l'énergie, évolutivité</p> Signup and view all the answers

    L'edge computing est une approche où le traitement des données est centralisé au plus près des capteurs.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Qu'est-ce que le cloud computing dans le contexte de l'IoT ?

    <p>Une approche de traitement des données IoT à grande échelle</p> Signup and view all the answers

    Expliquez en quelques mots les architectures hybrides dans l'IoT.

    <p>Les architectures hybrides combinent Edge computing et Cloud computing pour optimiser la réactivité et les analyses.</p> Signup and view all the answers

    Les systèmes embarqués sont généralement plus adaptés aux applications nécessitant une connectivité massive que les systèmes IoT.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Quelles sont les deux principales différences entre les systèmes embarqués et les systèmes IoT ?

    <p>Tâche vs. Connectivité, Centralisé vs. Distribué</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage principal des architectures des systèmes embarqués et des IoT ?

    <p>Ils permettent de répondre aux exigences spécifiques de leurs domaines respectifs.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Chapitre 1: Introduction aux architectures à usage général et spécifiques

    • Ce chapitre introduit les architectures à usage général et spécifiques.
    • LISI3 est le nom du cours.

    SE - Définitions

    • Un système embarqué (SE) est un système électronique et informatique autonome.
    • Il ne possède pas d'entrées/sorties standards comme un clavier ou un écran d'ordinateur.
    • Le matériel et l'application sont intimement liés et difficiles à distinguer.
    • Un SE traite l'information en répondant à des stimuli externes dans un délai précis.
    • L'exactitude d'une réponse dépend du résultat logique et du temps de réponse, un retard étant aussi mauvais qu'une réponse erronée.

    Un SE est un système mixte

    • Il combine matériel (Hw) et logiciel (Sw) pour une fonction spécifique.
    • Il fonctionne dans un environnement réactif et sous contrainte temporelle.
    • Le Sw assure la flexibilité, tandis que le Hw améliore les performances et la sécurité.
    • Un SE est un (sous) système intelligent capable d'exécuter des tâches prédéfinies.
    • Il contient des capteurs pour acquérir l'information de son environnement.
    • Il peut contenir des actionneurs ou des interfaces liées aux capteurs.
    • Des liens de communication avec d'autres SE peuvent aussi exister.

    Domaines d'application des systèmes embarqués

    • Les domaines "traditionnels": avionique, robotique, automobile, et militaire.
    • Les domaines "nouveaux": jeux et loisirs, téléphonie, Internet mobile, implants médicaux, immeubles et villes intelligentes, et vêtements.

    Modèle générique de système embarqué et relation avec l'environnement

    • Le système embarqué est connecté à l'environnement via des capteurs et des actionneurs.

    Architecture en couches d'un système embarqué

    • Différents composants d'un système embarqué sont présentés dans l'architecture en couches.
    • Des composants matériels et logiciels comme: FPGA/ASIC, Logiciel d'application, Capteurs, Convertisseur A/D, CPU, Convertisseur D/A, Actionneurs, Logiciel d'exploitation temps réel et le Matériel, Interface utilisateur, Port de diagnostic, Backup/Alimentation et Environnement Extérieur.

    Composants matériels d'un système embarqué

    • Traitement de données: processeur.
    • Stockage de données: volatile (registres, cache, mémoire vive) et non-volatile (mémoire morte, ROM, flash).
    • Interaction avec le monde extérieur: périphériques de communication (I2C, SPI, CAN, Ethernet, WiFi, ZigBee, LoRaWAN).
    • Acquisition et sortie de données.
    • Interconnexion: bus.
    • Alimentation.

    Vue matérielle (très) schématique

    • Schéma de différents composants: processeur, RAM, Ctrl CAN, Transceiver CAN, Bus CAN, GPIO, LED, Switch, CAN, Capteur, et Bus.

    Vocabulaire et périphériques courants

    • GPIO: entrées/sorties générales, configurables dynamiquement.
    • UART: communication série asynchrone.

    Interface processeur/monde extérieur

    • Le processeur communique avec les mémoires et les périphériques.
    • Type d'opération (lecture ou écriture).
    • Adresse mémoire.
    • Transmission de données (processeur vers mémoire ou mémoire vers processeur).

    Mémoires

    • RAM (Mémoire vive): rapide, volatile, stocke données en cours d'exécution.
    • ROM (Mémoire morte): non-volatile, stocke données en permanence (initialisations).
    • Flash memory: forme de mémoire non-volatile et réinscriptible.

    Architectures Von Neumann et Harvard

    • Architecture Von Neumann: un seul espace mémoire pour le code et les données. Les instructions et les données sont dans le même emplacement de mémoire.
    • Architecture Harvard: des espaces mémoire distincts pour le code et les données. Cela permet souvent une exécution plus rapide, car l'accès aux instructions et aux données peut s'effectuer simultanément.
    • Architecture Harvard modifiée: plus répandue que Harvard mais avec un acheminement commun.

    Types d'architectures à usage général (RISC et CISC)

    • Architecture RISC (Reduced Instruction Set Computer): jeu d'instructions réduit, instructions simples, pipeline efficace et décodage simplifié, donc vitesse d'exécution élevée et consommation d'énergie réduite.
    • Architecture CISC (Complex Instruction Set Computer): jeu d'instructions complexe, instructions plus larges, décodage plus complexe, réduction de la taille du code grâce à des instructions multiples.

    Systèmes embarqués à usage général

    • Flexibilité: reprogrammables pour différentes tâches.
    • Puissance de calcul: suffisante pour gérer divers logiciels, y compris des systèmes d'exploitation comme Linux.
    • Exemples: smartphones, ordinateurs de bord, routeurs.

    Systèmes embarqués spécifiques

    • Optimisation pour une tâche particulière.
    • Faible consommation d'énergie.
    • Exemples: régulateurs de vitesse, pacemakers, capteurs industriels.

    Architecture des Systèmes IoT (Internet des Objets)

    • Connectivité: souvent sans fil (Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, LoRa).
    • Traitement distribué: certains calculs sont effectués sur le dispositif IoT, d'autres sur un serveur central.
    • Sécurité: essentielle, en raison de la nature connectée des dispositifs.
    • Gestion de l'énergie: optimisations pour une faible consommation d'énergie.
    • Évolutivité: capacité d'adaptation pour un nombre croissant de dispositifs.

    Comparaison entre Systèmes Embarqués et IoT

    • Les systèmes embarqués sont optimisés pour des tâches spécifiques, temps réel et économie d'énergie tandis que les systèmes IoT permettent connectivité massive, distributions de données, évolutivité et sécurité.

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