Système embarqué
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Introduction

Un système embarqué peut être défini comme un système électronique et informatique autonome, qui est dédié à une tâche bien précise. Ses ressources disponibles sont généralement limitées. Cette limitation est généralement d'ordre spatial (taille limitée) et énergétique (consommation restreinte).

Les systèmes embarqués font très souvent appel à l'informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le traitement automatique de...), et notamment aux systèmes temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) réel.

Le terme de système embarqué (Un système embarqué peut être défini comme un système électronique et informatique autonome, qui est dédié à une tâche bien précise. Ses ressources disponibles sont...) désigne aussi bien le matériel que le logiciel (En informatique, un logiciel est un ensemble d'informations relatives à des traitements effectués automatiquement par un appareil informatique. Y sont inclus les instructions de traitement, regroupées...) utilisé.

Un synonyme de système embarqué est système enfoui.

Histoire

Le premier système moderne embarqué reconnaissable a été le Apollo Guidance Computer, le système de guidage de la mission lunaire (Pour les homonymes, voir Pierrot lunaire, une œuvre de musique vocale d'Arnold Schönberg.) Apollo, développé par Charles Stark Draper du Massachusetts Institute of Technology. Chaque mission lunaire était équipée de deux systèmes (AGC), un chargé du système de guidage inertiel et un pour le Module lunaire (Le module lunaire ou Lunar Excursion Module (LEM) ou Lunar Module(LM) ou alunisseur, est un engin utilisé pour se poser sur la Lune lors des missions Apollo 11 à 17 entre 1969 et 1972 qui virent débarquer des hommes sur la...).

Au commencement du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...), l'ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant d'exécuter des programmes enregistrés. C'est un ensemble de circuits électroniques permettant de manipuler des données sous...) AGC (AGC est un sigle qui signifie :) d'Apollo était considéré comme l'élément le moins fiable du projet. Par contre grâce à l'utilisation de nouveaux composants qu'étaient à l'époque les circuits intégrés, des gains substantiels sur la place utile et la charge utile (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice non pécuniaire pour être...) ont été réalisés, avec une diminution supposée des risques déjà nombreux des missions.

Architecture

Les systèmes embarqués utilisent généralement des microprocesseurs à basse consommation d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) ou des microcontrôleurs, dont la partie logicielle est en partie ou entièrement programmée dans le matériel, généralement en mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir d'une information.) dans une mémoire morte (ROM), EPROM, EEPROM, FLASH, etc. (on parle alors de firmware).

Contraintes

Les systèmes embarqués exécutent des tâches prédéfinies et ont un cahier des charges (Un cahier des charges est un document visant à définir exhaustivement les spécifications de base d'un produit ou d'un service à réaliser. Outre les...) contraignant à remplir, qui peut être d'ordre :

  • De coût. Le prix de revient doit être le plus faible possible surtout s'il est produit en grande série.
  • D'espace compté, ayant un espace mémoire limité de l'ordre de quelques Mo maximum. Il convient de concevoir des systèmes embarqués qui répondent au besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois...) au plus juste pour éviter un surcoût.
  • De puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) de calcul. Il convient d'avoir la puissance de calcul juste nécessaire pour répondre aux besoins et au contraintes temporelles de la tâche prédéfinie. Ceci en vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) d'éviter un surcoût de l'appareil et une consommation excédentaire d'énergie (courant électrique).
  • De consommation énergétique la plus faible possible, due à l'utilisation de batteries et/ou, de panneaux solaires voir de pile à combustible (Une pile à combustible est une pile où la fabrication de l'électricité se fait grâce à l'oxydation sur une électrode d'un combustible réducteur (par exemple...) pour certain prototypes.
  • Temporel, dont les temps d'exécution et l'échéance temporelle d’une tâche sont déterminés (les délais sont connus ou bornés a priori). Cette dernière contrainte fait que généralement de tels systèmes ont des propriétés temps réel.
  • De sûreté de fonctionnement. Car s'il arrive que certains de ces systèmes embarqués subissent une défaillance, ils mettent des vies humaines en danger ou mettent en périls des investissements importants. Ils sont alors dits « critiques » et ne doivent jamais faillir. Par « jamais faillir », il faut comprendre toujours donner des résultats juste, pertinents et ce dans les délais attendus par les utilisateurs (machines et/ou humains) des dits résultats.
  • De sécurité. Ces systèmes peuvent se révéler être porteurs d'informations confidentielles pour leur(s) utilisateur(s), qu'il convient de conserver et de protéger. Notamment, en ce qui concerne l'acquisition (En général l'acquisition est l'action qui consiste à obtenir une information ou à acquérir un bien.) et la transmission d'informations médicales,... (par exemple: des systèmes personnels permettant l'acquisition, par le patient (Dans le domaine de la médecine, le terme patient désigne couramment une personne recevant une attention médicale ou à qui est prodigué un soin.) lui-même, et la transmission à distance d'informations à caractère confidentiel, comme des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) médicales, ou relatives à la vie (La vie est le nom donné :) privée du ou des utilisateur(s) en général).
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