Diagramme Bloc (PDF)

DIAGRAMME BLOC Des blocs qui représentent les différents composants, unités ou sous-systèmes composant le système embarqué, selon le niveau d'abstraction désiré. SCHÉMA DE MONTAGE Permet d’entrer dans les détails des connexions entre les composants. ALIMENTATION Type d'alimen...

DIAGRAMME BLOC Des blocs qui représentent les différents composants, unités ou sous-systèmes composant le système embarqué, selon le niveau d'abstraction désiré. SCHÉMA DE MONTAGE Permet d’entrer dans les détails des connexions entre les composants. ALIMENTATION Type d'alimentation Avantages Inconvénients Batterie Autonome, Durée de vie flexible, recharge limitée, gestion de possible charge nécessaire Secteur (AC-DC) Stabilité, fiabilité, Dépendance à une pas de limitation prise secteur d'autonomie Solaire Énergie Dépendance aux renouvelable, conditions idéale pour climatiques l'extérieur Induction sans fil Pratique pour des Moins efficace, applications sans portée limitée connexion filaire  Énergie cinétique Source Quantité d'énergie renouvelable limitée, dépend du basée sur le mouvement mouvement Supercondensateurs Décharge rapide, Capacité longue durée de énergétique faible, vie nécessite une gestion o Il doit fournir une tension stable et lisse. o Il doit fournir suffisamment de courant pour le bon fonctionnement système. o L'alimentation doit être efficace, étant donnés les variations de température et le fait que la circulation d'air est parfois nulle. o Un découplage doit être mis en place entre certains composants qui doivent être alimentés séparément. HORLOGE DS1287  o Elle est utilisée pour cadencer le fonctionnement du processeur. o C'est à son rythme que le processeur répète inlassablement le cycle, récupérant les instructions depuis la mémoire, les décodant et les exécutant. MÉMOIRE (ROM) est une mémoire permanente et en lecture seule. Exemple: code de démarrage et d'initialisation du système (RAM) est une mémoire volatile utilisée comme mémoire de travail. Exemple: mémoire tampon d'entrée/sortie pour le traitement de son ou d'images. (EEPROM) est une mémoire permanente, mais dont le contenu peut être modifié en flashant la mémoire à l'aide d'un procédé électrique. Exemple: mémoire cache, pour stocker une copie des instructions et données chargées à l'avance. ENTRÉE / SORTIE (GPIO) permet de connecter directement le processeur avec le monde extérieur et d'autres dispositifs. Chaque pin GPIO peut aussi bien servir comme entrée, que comme sortie. QU’EST-CE UNE TRANSMISSION PAR BUS SÉRIE? Une transmission par bus série est un système de communication dans lequel les données sont envoyées bit par bit, l'un après l'autre, sur une seule ligne ou un groupe limité de lignes. Contrairement à un bus parallèle, où plusieurs bits sont envoyés simultanément sur plusieurs lignes, la transmission série réduit le nombre de connexions physiques nécessaires, ce qui permet une communication plus simple et souvent plus fiable sur de longues distances. QU’EST-CE UNE TRANSMISSION PAR BUS PARALLÈLE ? La transmission par bus parallèle est un système de communication où plusieurs bits de données sont envoyés simultanément sur plusieurs lignes de transmission, permettant ainsi de transférer des données plus rapidement qu'avec un bus série, où les bits sont envoyés un par un. Dans un bus parallèle, chaque bit de données est transmis sur une ligne distincte, ce qui permet de traiter plusieurs bits à la fois. QU’EST-CE UNE TRANSMISSION SYNCHRONE? Une transmission synchrone est un type de transmission de données où l'envoi et la réception des informations se font en suivant un même rythme ou une même horloge partagée entre l'émetteur et le récepteur. Cela signifie que les deux parties communiquent en utilisant un signal d'horloge commun pour synchroniser le début et la fin de chaque unité de données. QU’EST-CE UNE TRANSMISSION ASYNCHRONE? Une transmission asynchrone est un mode de communication dans lequel les données sont envoyées sans utiliser un signal d'horloge partagé entre l'émetteur et le récepteur. Chaque unité de données est encapsulée avec des informations de synchronisation, ce qui permet au récepteur de savoir quand une transmission commence et se termine. Critère Transmission Synchrone Transmission Asynchrone Synchronisation Horloge commune utilisée Synchronisation réalisée au pour synchroniser les début de chaque trame données. grâce à un bit de start et des bits de stop. Structure des Flux continu de données, pas Chaque unité de données données de bits de start ou stop. contient des bits de start et stop, ce qui augmente la taille totale. Efficacité Plus efficace pour les Moins efficace à cause des grandes quantités de bits supplémentaires (start, données (pas de surcharge). stop, parité). Complexité Nécessite une gestion Plus simple à mettre en précise de l'horloge. œuvre (pas besoin de signal d'horloge partagé). Exemples Transmission rapide de Transmission intermittente données vidéo ou audio entre de données entre un des composants. microcontrôleur et un périphérique. Débit Généralement plus élevé Limité par la surcharge due grâce à l'absence de bits de aux bits de synchronisation. synchronisation dans les données. Applications Utilisé dans des systèmes Idéal pour des nécessitant un débit élevé ou communications simples et une faible latence (temps peu fréquentes. réel). Exemples Transfert de données entre Communication UART entre d’utilisation microcontrôleurs via SPI ou un microcontrôleur et un I²C. module Bluetooth. Communication audio via I²S. Connexion RS-232 pour capteurs Réseaux industriels (Ethernet, FlexRay). Protocoles I²C : Interface pour capteurs UART : Communication courants et mémoires. série. SPI : Connexion avec des RS-232 : Connexion série périphériques rapides. classique. I²S : Transmission audio RS-485 : Réseaux numérique. industriels. Ethernet : Réseaux Modbus RTU : Protocoles embarqués. industriels. CAN : Controller Area Network Avantages Haut débit. -Facile à implémenter. Idéal pour les flux continus Moins coûteux pour des (audio, vidéo, données) communications ponctuelles Inconvénients Complexité accrue. Moins efficace pour les grandes quantités de Nécessite un signal d’horloge données. commun. Débit limité. I2C (Inter-Integrated Circuit): Synchrone Conçu pour les applications de domotique et d’électronique domestique, il permet de relier facilement un microprocesseur différents circuits (exemple: récepteur de la télécommande, horloge, etc.) SPI (Serial Peripheral Interface): Synchrone Un bus de données et synchrone baptisé ainsi par Motorola, au milieu des années 1980 qui opère en mode full-duplex. Les circuits communiquent selon un schéma maître-esclave, où le maître contrôle la communication. CAN (Controller Area Network) : Asynchrone Met en application une approche connue sous le nom de multiplexage et qui consiste à raccorder à un même bus un grand nombre de calculateurs qui communiqueront donc à tour de rôle. USB (Universal Serial Bus) : Asynchrone Permet de connecter des périphériques quand l'ordinateur est en marche tout en bénéficiant du PCI "plug and play" qui reconnaît automatiquement le périphérique. Il peut alimenter les périphériques peu gourmands en énergie PCI (Peripheral Component Interconnect): Synchrone Est un standard de bus local permettant de connecter des cartes d’extension sur la carte mère. L'un des intérêts du bus PCI est que deux cartes PCI peuvent dialoguer entre elles sans passer par le processeur. À QUOI SERT LE PWM ? Fonction : Produit un signal numérique (pulsé) qui imite un signal analogique en modulant la durée des impulsions ("duty cycle"). Exemples : Contrôler la vitesse d’un moteur Contrôle la luminosité d’une LED en ajustant le rapport cyclique. Les régulateurs de charge PWM sont un type courant de contrôleurs utilisés pour charger les batteries à partir de panneaux solaires. Le PWM contrôle l’alimentation électrique envoyée aux résistances chauffantes Processus : Alterne entre des états "ON" et "OFF" pour simuler un signal analogique en moyenne. À QUOI SERT LE ADC ? Fonction : Convertit un signal analogique (continu) en un signal numérique (discret) que les microcontrôleurs ou ordinateurs peuvent traiter. Exemples : Mesurer une tension variable (comme celle d’un capteur) et la transformer en une valeur numérique. Traitement du signal audio Électrocardiogrammes (ECG) Oxymètres de pouls Appareils photo numériques Écrans tactiles résistifs Panneaux solaires Contrôleurs de jeu Capteurs infrarouges ou ultrasons Processus : Échantillonne le signal analogique à intervalles réguliers et attribue une valeur numérique correspondant à son amplitude. QUEL EST LE PRINCIPE DU POLLING ? Consiste à régulièrement inspecter la valeur de registres d'état qui indiquent si les données attendues sont disponibles ou non. C’est un peu comme si vous attendiez un colis et que toute les deux minutes vous ouvriez la porte pour voir si le postier est devant. Il est bien plus simple d’utiliser une sonnette pour être prévenu quand celui-ci va arriver. QUEL EST LE PRINCIPE D’INTERRUPTION ? C'est le périphérique qui va prévenir le processeur une fois que les données sont disponibles, en l'interrompant. Un exemple d’interruption peut-être une television qui affiche une chaine une et en appuyant sur le bouton de votre télécommande vous allez interrompre l’affichage pout passer sur une autre chaine par exemple. La télévision va donc arrêter sa fonction principale qui était d’afficher la chaine pour gérer l’interruption et après revenir sur le programme principal qui est d’afficher une chaine (celle que vous avez appuyé du coup). Débogage avec le JTAG et SWD SWD et JTAG sont des interfaces de débogage populaires pour les MCU basés sur Cortex-M. Mais ces deux interfaces sont différentes à la fois dans la structure et les applications. JTAG ¸ o JTAG n’est pas limité aux puces ARM ; il est pris en charge dans les puces au- delà d’ARM, telles que le bien connu MSP430. o JTAG dispose d’un large éventail d’applications pour la programmation, le débogage et les tests de production.  o JTAG est un groupe indépendant qui évolue avec le développement du protocole. SWD o Réduction du nombre de signaux o Fiabilité à grande vitesse o Réduction de la probabilité de défaillances o Compatibilité avec les simulations JTAG o Nécessite moins de goupilles pour le fonctionnement JTAG et SWD sont deux interfaces de débogage de systèmes embarqués importantes, chacune ayant ses propres forces et faiblesses. Le choix de l’interface dépend des exigences du projet, de la prise en charge matérielle et des besoins en matière de performances. Pour les systèmes complexes, JTAG peut être nécessaire pour obtenir plus de contrôle et de fonctionnalités, tandis que SWD peut être mieux adapté aux systèmes à ressources limitées. La prise en compte de ces facteurs dans leur ensemble peut vous aider à prendre des décisions éclairées pour un développement et un débogage de systèmes embarqués plus efficaces. Les OS les plus utilisés dans les systèmes embarqués Ran Systèm ESP Popularité/Import Open Caractéristiq Applications g e 32 ance sour ues ce 1 FreeRT Natif Dominant dans les Oui Faible IoT, appareils OS par microcontrôleurs empreinte médicaux, défa et l'IoT. mémoire domotique ut 2 Linux Puissant et Oui Possibilité Automobile, embarq polyvalent pour les GUI IoT, appareils ué systèmes avancés. multimédias, drones 3 RTEMS Fiabilité pour les Oui Support Aérospatial, systèmes multi- défense, critiques. processeur énergie 4 VxWork Temps réel Non Propriétaire Automobile, s propriétaire leader. (Wind River) médical, aérospatial, industriel 5 Zephyr Oui Alternative Oui Compatible IoT, capteurs moderne pour l'IoT. avec des connectés, microcontrôl wearable eurs variés device 6 ThreadX Performances Non Électronique Intégré dans optimisées pour grand public, des millions de l'embarqué. médical, IoT dispositifs embarqués 7 QNX Fiabilité pour Non Certifiable Automobile l'automobile et pour les (infodivertisse l'industrie. systèmes ment, ADAS), critiques médical, ferroviaire 8 Contiki- Léger pour les Oui Optimisé Réseaux de NG capteurs IoT. pour les capteurs, IoT réseaux à faible puissance 9 TinyOS Faible puissance Oui Conçu pour Capteurs, IoT, pour les réseaux les réseaux dispositifs de capteurs. de capteurs médicaux sans fil portables 10 Mbed Oui Dédié aux Oui Optimisé IoT, wearable OS microcontrôleurs pour le IoT devices, ARM. avec domotique connectivité 11 Micriu Certifications pour Non Propriétaire Médical, m OS des applications (Silicon Labs) industriel, Io critiques.