Présentation
Auteur(s)
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Nicolas DU LAC : Directeur Technique, société INTEMPORA SA
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les applications temps réel embarquées sont des systèmes installés sur des plates-formes mobiles (avions, automobiles, plates-formes robotiques mobiles...) et fournissant ainsi certains services tels que la présentation d’informations sur l’environnement du véhicule (détection d’obstacles, cartographie), le contrôle de tout ou partie de ce véhicule (réactions en cas de danger, pilotes automatiques) ou encore le relais pour l’échange de données (satellites de communications).
Ces applications existent ainsi depuis quelques dizaines d’années (systèmes d’instrumentations dans les avions, les fusées ou les satellites par exemple), mais n’ont toutefois pas encore envahi notre quotidien, restant jusqu’à présent cantonnées à des systèmes de haute technologie. Cela fait relativement peu de temps que le grand public voit apparaître des produits « grand public » ainsi équipés : ordinateurs de bord, contrôle de la vitesse d’une automobile, métros sans conducteur.... Il y a fort à parier que la décennie qui va suivre verra ce type d’applications se multiplier dans notre environnement, notamment dans le domaine de l’assistance à la conduite ou encore au niveau des systèmes de sécurité.
Ces applications seront de plus en plus complexes, faisant intervenir des capteurs variés et exigeants (vidéo, radars, télémètres laser, capteurs infrarouges, centrales inertielles, modules de communications radio...). Elles devront notamment savoir communiquer, d’une part avec des stations fixes de l’infrastructure qui les entoure, et d’autre part entre elles (mise à jour de données, alertes).
Face à la concurrence croissante dans le domaine du développement de telles applications, les industriels recherchent de plus en plus d’efficacité. On vise non seulement la réduction des coûts de développement, mais aussi celle du temps de développement d’un prototype fonctionnel, puis le délai jusqu’à industrialisation et commercialisation du produit final.
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Conclusion et perspectives3. Étapes du prototypage
3.1 Spécification, choix et mise en place du matériel
Une fois les besoins clairement définis et le cahier des charges rédigé et accepté, on sera capable de spécifier le matériel dont on va avoir besoin (capteurs, matériel informatique, alimentations, actionneurs).
On procédera généralement (et idéalement) « de l’extérieur vers l’intérieur » : c’est-à-dire que l’on commencera par déterminer les éléments dont on aura besoin pour interagir avec l’environnement (capteurs et actionneurs), puis par définir les moyens informatiques qui devront être mis en place pour acquérir et traiter les données des capteurs et/ou générer et envoyer les commandes.
Il faudra bien entendu tenir compte d’un certain nombre de contraintes, particulièrement importantes dans le cas d’applications embarquées. Parmi les plus courantes, on trouvera celles-ci :
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encombrement ;
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poids ;
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consommation électrique (fonctionnement sur batteries, ou au mieux sur alternateur) ;
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résistance aux chocs et vibrations.
1. Prenons le cas représentatif d’une application à embarquer dans une automobile :
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le système informatique associé aux convertisseurs de tension éventuels, et aux différents boîtiers de conditionnement des données capteurs devra souvent tenir dans le coffre du véhicule ;
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on pourra embarquer un poids important, le poids n’est pas ici une contrainte ;
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la puissance électrique disponible (prélevée sur l’alternateur) ne dépassera pas 700 ou 800 W dans la plupart des cas (des batteries supplémentaires permettant de faire fonctionner le système moteur éteint sont souvent appréciables, ajoutant ainsi du volume de la même façon) ;
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dans des cas d’utilisations en conditions extrêmes (chemins, conduite sportive, situations d’urgence), des dispositifs d’amortissement de chocs devront être prévus (silent blocks, mousses, résines de fixation des cartes électroniques, connecteurs vissés).
Une configuration basée sur un PC industriel en rack 4U peut être adaptée à ce type de situation. Un PC de bureau peut même parfois faire l’affaire....
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