Bibliographie & annexes
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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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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
VERSIONS
- Version archivée 1 de août 2010 par Daniel ETIEMBLE
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Exemple typique de système embarqué : l’appareil photo numérique
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1. Ordinateurs visibles et ordinateurs cachés
Les ordinateurs visibles sont bien connus : ce sont les PC de bureau, les PC portables, les serveurs, les superordinateurs. Pourtant, ils ne constituent que la partie visible de l’iceberg, car l’écrasante majorité des processeurs est utilisée dans des systèmes informatiques invisibles que l’on appelle systèmes embarqués ou systèmes enfouis (embedded systems ) ou systèmes mobiles. La figure 1 présente des exemples courants de tels systèmes.
Les caractéristiques des ordinateurs sont généralement bien connues : ce sont des machines programmables, dotés de systèmes d’exploitation. À l’origine, les programmes étaient développés sur l’ordinateur par les programmeurs qui les exécutaient ensuite. Avec le développement des ordinateurs personnels (PC), cette fonctionnalité a continué. Mais le PC devenant grand public, son rôle principal est devenu l’utilisation d’applications développées par des sociétés informatiques. Les jeux sur PC en sont un exemple typique. Le développement d’Internet a vu le développement du courrier électronique, d’outils d’accès au Web (moteurs de recherche) et d’applications en ligne (réservations, services bancaires, etc.).
La figure 2 montre la répartition du marché des circuits intégrés en milliards de dollars depuis 2008 et les prévisions jusqu’en 2020. À cette date, le marché devrait se décomposer en un tiers pour les applications de calcul, un tiers pour les appareils mobiles et l’Internet des objets, et un tiers pour l’automobile et les applications industrielles. Les valeurs ne doivent pas être confondues avec le nombre de puces, le prix de celles-ci pouvant varier de quelques dizaines de centimes à quelques centaines d’euros comme nous le verrons avec les processeurs des systèmes invisibles au paragraphe 4.
Si l’on décompose plus finement...
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Ordinateurs visibles et ordinateurs cachés
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - WOLFE (W.) - Computers as components, principles of embedded system design. - Morgan Kaufmann (2001).
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(2) - * - PC/104 Consortium http://pc104.org/
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(3) - * - Intel NUC http://www.intel.fr/content/www/fr/fr/nuc/overview.html
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(4) - * - SIMULINKhttp://fr.mathworks.com/products/simulink/ ?requestedDomain=fr.mathworks.com
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(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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