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En général, les systèmes embarqués ne sont pas autonomes et font partie d’un système plus grand. La plupart des systèmes embarqués se composent de parties dédiées à des tâches spécifiques. C’est le cas par exemple des systèmes d’ouverture des fenêtres ou de l’ABS dans une voiture. Le fait de faire partie d’un système plus grand oblige les systèmes embarqués à avoir une petite taille et un poids négligeable afin d’éviter un surcoût de production de ces systèmes.
La plupart des systèmes embarqués étant alimentés par des batteries, il est aussi très important d’être en mesure de minimiser leur consommation énergétique afin d’assurer leur fonctionnement le plus longtemps possible.

Une approche des systèmes embarqués
Les systèmes embarqués existent depuis longtemps. L’Apollo Guidance Computer, développé en 1961 au laboratoire d’instrumentation du MIT, est le premier système embarqué. Il était utilisé en temps réel par les astronautes afin de recueillir et de fournir des informations sur le vol, mais aussi pour effectuer des contrôles automatiques de toutes les fonctions de navigation du vaisseau spatial.

 LES SYSTÈMES  EMBARQUÉS  ET LES TENDANCES  TECHNOLOGIQUES 
De nos jours, on retrouve des systèmes embarqués “cachés” dans de nombreux objets de la vie quotidienne : les téléphones portables, les lecteurs MP3, les imprimantes, le GPS, le PDA, les appareils médicaux, les robots, les systèmes de transport, etc. Chacun d’entre nous utilise environ 250 puces par jour. Rien qu’une voiture contient à elle seule au moins 20 systèmes embarqués : les systèmes de freinage, le contrôle du moteur, le contrôle des fenêtres, l’ABS (Anti-lock braking system), etc.
Les systèmes embarqués sont en forte croissance. Plus de 95 % des puces produites aujourd’hui, le sont pour être intégrées au sein de systèmes embarqués. Ces systèmes jouent un rôle de plus en plus important dans de nombreux domaines d’applications. On citera par exemple le domaine de la santé avec la conception des technologies innovantes pour construire des systèmes de soin pour détecter des comportements anormaux, comme les chutes, des comportements inattendus qui peuvent être liés à un problème de santé, l’aide à l’autonomie des personnes dépendantes en raison de maladie ou de handicap, l’aide au diagnostic ou à l’acte chirurgical. Dans le domaine de la domotique, on citera des systèmes embarqués qui sont intégrés à des équipements afin d’apporter une surveillance intelligente d’une maison, économiser l’énergie, contrôler le stock des aliments, etc.
On peut définir les systèmes embarqués comme des composants électroniques issus de la combinaison de matériel, de logiciel qui interagissent avec l’environnement. Ils sont modélisés pour effectuer des tâches spécifiques plutôt que des tâches multiples comme c’est le cas pour les systèmes traditionnels tel que l’ordinateur.
Contrairement aux systèmes traditionnels qui utilisent des fonctions pour transformer des données d’entrée en des données de sortie, les systèmes embarqués doivent prendre en compte, en plus des données en entrée, des contraintes physiques.
En général les systèmes embarqués ne sont pas autonomes et font partie d’un système plus grand. La plupart des systèmes embarqués se composent de parties dédiées à des tâches spécifiques. C’est le cas par exemple des systèmes d’ouverture des fenêtres ou de l’ABS dans une voiture. Le fait de faire partie d’un système plus grand oblige les systèmes embarqués à avoir une petite taille et un poids négligeable afin d’éviter un surcoût de production de ces systèmes.
La plupart des systèmes embarqués étant alimentés par des batteries, il est aussi très important d’être en mesure de minimiser leur consommation énergétique afin d’assurer leur fonctionnement le plus longtemps possible.

Exigences fonctionnelles
Les systèmes embarqués fonctionnent en général en temps réel. Les opérations de ces systèmes sont faites en réponse à un évènement extérieur. Les opérations doivent avoir lieu dans des délais précis et avant une date, appelée échéance, afin de garantir le bon fonctionnement du système. Ces délais sont définis selon l’application et ainsi on distingue deux types de systèmes embarqués. En premier, les systèmes temps réel stricts où le non-respect des échéances peut avoir des conséquences graves sur le fonctionnement du système ou sur son environnement. Par exemple, les systèmes embarqués utilisés dans les moyens de transports ou les systèmes embarqués utilisés pour des opérations de contrôles dans le milieu industriel interagissent en permanence avec leur environnement et à une vitesse imposée par ce dernier. Ensuite, les systèmes temps réel où le non-respect des échéances ralentit le système sans conséquences graves.
Par exemple une défaillance dans un distributeur automatique de billets. Ces systèmes doivent répondre au mieux et le plus rapidement possible.
En même temps, les systèmes embarqués sont utilisés dans des applications de plus en plus critiques dans lesquelles leur dysfonctionnement peut générer des nuisances, des pertes économiques ou des conséquences inacceptables pouvant aller jusqu’à des pertes en vies humaines. Prenons par exemple le cas de l’équipement médical ou du système de freinage d’une voiture, la moindre défaillance de ces systèmes peut avoir de très graves conséquences pour les biens et les personnes.
Ce type de systèmes doit garantir une très haute fiabilité et doit réagir en cas de panne de l’un de ses composants. Enfin, la sécurité des systèmes embarqués est critique et les besoins de sécurité deviennent encore plus intenses avec l’intégration des systèmes embarqués dans “l’informatique en nuage” (Cloud computing).
Le terme sécurité réfère ici à la protection contre les attaques malveillantes soit physiques soit à distance.

Exigences extra-fonctionnelles
Les systèmes embarqués doivent satisfaire à certaines exigences techniques telles que :
➤ Réactivité : réagir dans des délais connus et garantis.
➤ Autonomie : être capables de fournir des services sans intervention humaine.
➤ Robustesse : garantir un minimum de services dans tous les cas en dépit des erreurs éventuelles d’exécution ou des défaillances possibles du matériel.
Les systèmes embarqués doivent aussi satisfaire des exigences de type économiques :
➤ Rapport coût/efficacité : ils doivent garantir fonctionnalité et qualité à un coût de construction acceptable.

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