Ch1: Introduction Aux Systemes Embarques [PDF]

Zitiervorschau

SYMBA

CH1 : INTRODUCTION AUX SYSTEMES EMBARQUES

Smail NIAR Master 1 IRCOMS TNSID ISTV, Université de Valenciennes 2009 1

Définition


Qu’est ce qu’un SE?
Un système autonome dédié à une tâche bien précise. Interagie avec l’extérieur
Pas ou peu d’interface utilisateur (systèmes enfouis)
Fait partie d’un produit complet qui répond à des besoins



SOC : System On Chip Système complet capable de réaliser une tache En général SOC = 1 ou + processeur+ROM+ E/S

Main reason for buying is not information processing 2

Les motivations : Systèmes Embarqués
Miniaturisation
Dans

processeurs

tous les objets de la vie courante


Consoles

de jeux vidéos
Photos, Télévision Digitales
Assistants personnels, Set-top-box
Informatique dans les transport : voiture
Outils de communications de l’information : GSM
Santé: implants, aide personnes handicapées,etc.
L’informatique vestimentaire (wearable computer)

• Convergence de # sciences 3

Motivation
Les

domaines d'application:


Ubiquitous
Pervasive

computing,

computing,


Ambient

intelligence,


Post-PC

era.


Tous

ces domaines se basent sur 2 technologies:
Embedded

Systems


Communication

technologies 4

Marché des Systèmes Embarqués (SE)
Nouvelles

Applications = Nouvelles problématiques

CA 17,8 B$ en 2004 :augmentation 30%.
Marché de l’IE 3 fois infor. bureau (PCs,


stations de travail,….).


4 fois + de µP/SE µ que de µP µ pour machines bureaux. prod. µP vers SE
En 2001: 200 M PC+Serveur; 8000M SE
95%




50% des revenus des fabriquants de µP viennent des SE

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Part des processeurs pour SE dans le marché

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SE et Automobile

Trois raisons à cette augmentation • Économique/Politique : Réduire la consommation, le pétrole est en général importé. •Écologique : Réduire au max la pollution •Sociale : Sécurisé les moyens de transports en général et la voiture en particulier 7

L'informatique embarquée et l'automobile


The automotive sector … ensures the employment of more than 4 million people in Europe. Altogether, some 8 million jobs in total depend on the fortunes of the transport industry and related sectors - representing around 7 per cent of the European Union’s Gross National Product (GNP) [OMI bulletin]


Example d'applications: ABS: Anti-lock braking systems
ESP: Electronic stability control
Airbags
Efficient automatic gearboxes
Theft prevention with smart keys
Blind-angle alert systems
... etc ...


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En quoi un SE est il-t différent ?


Exécution de qq. applications fixées à la conception


Les algo exécutés sont très complexes et demandent un savoir faire: on fait autre chose que du « xSORT »
Exemple:
SE dans un système d’injection automobile: Contrôle arrivée carburant, Mélange Air, synchro moteur, …etc
GPS: les opérations sur la manipulation des cartes sont optimisées. Plusieurs années d’expériences.







Le SE est optimisé pour exécuter l’application

« Not end user programmable» 9

Le système ABS sur BMW série 800



Deux systèmes pour contrôler la voiture en cas de freinage brusque Anti-lock brake system (ABS): Control des freins pour éviter le dérapage








Intensité de freinage en fonction de la vitesse de rotation des roues.

Automatic stability control (ASC+T): Contrôle de la puissance du moteur pour une meilleure stabilité. Les deux systèmes ABS et ASC+T communiquent (Embedded Networks) 10

Différence SE / système classique


Basse consommation. exemple : PDA , GSM, Etiquette électro. (tag)






Il faut trouver le bon compromis entre vitesse et consommation d ’énergie Le SE le plus rapide n’est pas obli. = recherché

Système temps réel (Real Time RT):





La plupart des SE sont RT, Le système doit réagir dans un temps déterminé (deadline). RT = prédictibilité Tous les SE # RT et vice-vers-ça Vitesse # RT. Un système RT # haute performance Certaines applications ont des « plusieurs Deadline » exemple : Synchronisation dans les applications Multimedia. Synchroniser l’arrivée image et son. 11

L’aspect financier dans un SE


Prix bas : Approche modulaire, Bloc IP Intelectual Property : protection juridique sur les composants dans SE
Une société n’est pas obligé de tout concevoir
Réutilisation de ce qui existe « Design reuse »


Qq. exemple conception de microP.
« Emotion Engine » processeur Toshiba pour la PS2, 13,5 Mtransistors en 0.25 microns, 200 ingénieur sur 4 ans = 800 hommes ans
IA64-ITANIUM : processeur VLIW intel, 25MTransistors, 0.1 microns, 4500 hommes ans


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Ex: Système de Navigation par GPS (Global Positionning System)





Un système permettant de visualiser sur une carte la position du porteur et les routes (+qq. repères) autour. La position est obtenue par la lecture de données depuis des satellites.

GPS receiver

search engine

renderer

display Carte

database

user interface 13

Système EyeQ

14

EyeQ2: vision processing MPSoC 2 64bitsOn chip MT processo 1MB of SRAM r

On On chip 1MB chipof 1MB SRAM of SRAM CAN & UART ports+I2C interface

11 //opérations pedestrian, lane, vehicle detec. 2nd appli 5 DMA with 16 channels

2 2-Mpixel video and image preprocessing input ports

15 15

Applications : Sécurité Routière Limites des systèmes existants:
Aspects liés à la mobilité faiblement pris en compte.
Inefficaces pour certaines situations de conduite ( virages, échos multiples sur autoroutes, tunnel, etc.) Objectifs :
Conception d’un système coopératif sécurité active.
Puissant: réagir rapidement aux requêtes
Auto-adaptatif : configuration situation

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Algo 1 Tache0

Tache1

Proc0

Proc1

Cache

17 Archi 1 17

Algo 2 Tache0

Proc0

Tache1

Proc1

Archi 2

Cache 0 Cache 1

18

Proc spécialisé

18

Algo 2 Tache0 Tache1 Proc0

Proc1 Archi 2

Cache 0 Cache 1

Proc spécialisé

Algo 1 Tache0

Tache1

Proc0

Proc1 Archi 1

Cache 19

19

Tache0 Tache1 Tache2

Algo 3

Tache n Cache 0

Cache 1

Proc0

Proc1

Cache 0

Cache 1

Proc4

Proc5

bridge

Proc2

Proc3

Proc2

Proc3

Cache 2

Cache 3

Cache 2

Cache 3

20

Archi 320