Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
NOTE DE L'ÉDITEUR
L'article H8000 a été complété par :
- H1090, Processeurs multithreads et multicœurs de Daniel Etiemble
- H1014, Processeurs à grand nombre de cœurs (manycores) de Daniel Etiemble
RÉSUMÉ
Cet article fait le point sur les systèmes enfouis, embarqués et mobiles, c'est-à-dire les ordinateurs invisibles qui sont intégrés dans de nombreux objets utilisés pour communiquer, dans les systèmes de transports ou dans les petites et grandes infrastructures. Il présente les spécificités de ces systèmes en termes de coût, taille, contraintes énergétiques et performances, en incluant les contraintes de fonctionnement temps réel qui existent pour plusieurs de ces systèmes. Il introduit les grandes caractéristiques des composantes matérielles, logicielles et systèmes d’exploitation de ces systèmes, ainsi que les problèmes essentiels de leur conception. Chacun des thèmes abordés dans cette introduction fait ou fera l’objet d’un ou plusieurs articles de la collection «Systèmes embarqués».
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This article is an introduction to embedded mobile systems, i.e. invisible computers that are embedded in a large number of objects used to communicate, in the major transport systems we use, and in small and large industrial infrastructures. It presents the main features of these systems in terms of cost, size, energy constraints, and performance, including the constraints of real-time operation that exist for many of these systems. It introduces the key features of their hardware, software and operating system components, and the key issues in designing such systems. Each of the major themes in this introduction is developed by one or more articles in the "Embedded Systems" collection.
Auteur(s)
-
Daniel ETIEMBLE : Ingénieur de l’INSA de Lyon - Professeur émérite à l’université Paris Sud
INTRODUCTION
Cet article est une introduction aux systèmes enfouis, embarqués et mobiles, c’est-à-dire aux ordinateurs invisibles qui sont intégrés dans un grand nombre d’objets utilisés pour communiquer (téléphones portables, PDA, télévision numérique, etc.), dans les systèmes de transports que nous utilisons (automobile, train, avion), dans les infrastructures grandes ou petites (contrôle des centrales nucléaires, automatismes industriels, etc.).
Il présente les spécificités de ces systèmes en termes de coût, de taille, de contraintes énergétiques, de performances, avec notamment les contraintes de fonctionnement temps réel qui existent pour un certain nombre de ces systèmes.
Il donne les grandes lignes des caractéristiques matérielles de ces systèmes : technologies d’intégration utilisées, types de processeurs utilisés, des microcontrôleurs aux multiprocesseurs sur puce. Il introduit les grandes caractéristiques des composantes logicielles et des systèmes d’exploitation de ces systèmes, ainsi que les problèmes essentiels de conception, en termes de modélisation, simulation et vérification.
Enfin, nous montrons que ces systèmes ne concernent pas uniquement des composants individuels ou des infrastructures localisées, mais également des composants ou systèmes distribués et communicants. Avec les réseaux de capteurs, ils sont partie prenante des nombreuses applications de l’informatique ubiquitaire. Chacun des grands thèmes abordés dans cette introduction fait ou fera l’objet de plusieurs articles de la collection « Systèmes embarqués ».
L'expertise technique et scientifique de référence
KEYWORDS
energy | control system | communication system | cost | size | real time systems
VERSIONS
- Version archivée 1 de août 2010 par Daniel ETIEMBLE
DOI (Digital Object Identifier)
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Logiciels et systèmes d’exploitation pour systèmes embarqués
En anglais
5. Méthodologies et modèles de conception
Dans les paragraphes précédents, nous avons passé en revue les composants matériels et logiciels utilisés. Nous présentons maintenant quelques généralités sur les méthodes de conception utilisées pour passer de la spécification du système à réaliser à son implantation finale incluant composants matériels et logiciels. Bien évidemment, il n’y a pas une méthode générale applicable à tout système embarqué, mais des spécificités liées au caractère plus ou moins complexe du système et aux contraintes qu’il doit respecter, notamment pour les applications critiques (temps réel) et pour la sûreté de fonctionnement.
5.1 Méthodologies et modèles de conception
La figure 23 donne le schéma classique de la conception d’un système, qui s’applique également dans le cas général aux systèmes embarqués. En face de chaque niveau de spécification sont définis les actions à effectuer (en termes de synthèse), le niveau de granularité des composants considérés, et le type de test/vérification effectué. Dans le cas de la conception de systèmes sur puce, ce schéma se réduit à celui de la figure 24 après qu’ait été effectué le partitionnement entre ce qui est implanté par matériel (CPU, DSP dans la figure 24 et opérateurs matériels spécialisés) et ce qui est exécuté par logiciel. Des langages de description et de vérification du matériel comme SystemC ou VerilogSystem sont utilisés : ils permettent la modélisation au niveau comportemental d’un système avec des parties matérielles et des parties logicielles. Ils permettent également de modéliser des systèmes non partitionnés, c’est-à-dire où l’on ne sait pas encore ce qui sera implanté en matériel et ce qui sera réalisé par logiciel. Le modèle peut être simulé, puis après raffinement, aboutir à une représentation implémentable.
Dans la réalité, la conception n’est pas aussi linéaire que le suggèrent les figures 23 et 24 car de nombreuses conceptions sont...
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Méthodologies et modèles de conception
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - WOLFE (W.) - Computers as components, principles of embedded system design. - Morgan Kaufmann (2001).
-
(2) - * - PC/104 Consortium http://pc104.org/
-
(3) - * - Intel NUC http://www.intel.fr/content/www/fr/fr/nuc/overview.html
-
(4) - * - SIMULINK http://fr.mathworks.com/products/simulink/ ?requestedDomain=fr.mathworks.com
-
(5) - CHRISTEN (E.), BAKALAR (K.) - VHDL-AMS-a hardware description language for analog and mixed-signal applications. - IEEE Transactions on Circuits and Systems II : Analog and Digital Signal Processing, vol. 46, issue 10, p. 1263-1272, oct. 1999,.
-
(6) - HAREL (D.) - Statecharts, a visual formalism for complex systems. - Science of Computer Programming 8, North Holland, p. 231-274 http://www.inf.ed.ac.uk/teaching/courses/seoc/2005_2006/resources/...
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