PICSEL - Systèmes embarqués

Objectifs

Une nouvelle génération de systèmes riches en capteurs et massivement distribués est en train d'émerger, ce qui va avoir un impact économique et environnemental très important. On peut citer de nombreuses applications concernées, notamment des voitures autonomes, des drones aériens et sous-marins, des systèmes d'automatisation dans les usines, des environnements intelligents, des réseaux de capteurs, des sondes spatiales, etc. Dans la plupart de ces applications, on a besoin des systèmes intégrés reconfigurables qui fonctionneront de manière autonome pendant des années dans des environnements difficiles et incertains, atteignant des niveaux de compétences et de robustesse sans précédent. La conception et la réalisation de ces systèmes embarqués intelligents nécessite une révolution logicielle qui rassemble un ensemble varié de méthodes de calcul allant de l'intelligence artificielle, du génie logiciel, de la recherche opérationnelle et du contrôle.

Ce module porte sur les principes des systèmes embarqués et les méthodes de conception, prototypage et réalisation de tels systèmes. Outres les aspects physiques, le module offre aux élèves un ensemble des outils de conception dont la maitrise est indispensable pour le prototypage et la réalisation des systèmes embarqués dans un large éventail d’applications.

Débouchés et perspectives d'emploi

Les progrès considérables et constants de l'électronique en performances, flexibilité, programmabilité et réduction de coût, créent d’importantes opportunités d'innovation dans ce domaine. Dans le même temps, l’industrie a des difficultés à trouver des compétences dans ce domaine et fait face à des défis majeurs en matière de l'intégration des aspects logiciel (software) et matériel (hardware). Les employeurs sont en particulier des entreprises qui développent des composants électroniques et des systèmes embarqués dans différents domaines.

Contenu

Principes des systèmes embarqués intelligents :

  • Contraintes en CPU, énergie, mémoire, I/O et coût
  • Capteurs et acquisition de données
  • Sécurité des systèmes embarqués, stratégies d’attaques ciblant les parties logicielles et matérielles

Conception et réalisation :

  • Conception modulaire et l'abstraction
  • Langage C
  • Systèmes de calcul numérique parallèle (CPU, GPU)
  • Programmation en VHDL et prototypage par FPGA
  • Prototypage avec microcontrôleur, Raspberry, Arduino, …
  • Interfaçage et bus électroniques, standards de transmission
  • Acquisition de données et conception avec Labview / Matlab

TP :

  • TP programmation en C
  • TP programmation en VHDL avec les outils CAO associés (ModelSim, Quartus, etc.); configuration de FPGA avec des design-kits Altera/Xilinx
  • TP Labview

Mini-projets :

  • Exemples concrets d’application et configuration des cartes Arduino, Raspberry, …

Equipe pédagogique :

  • Hassan Akhouayri, Nicolas Bertaux, Ali Khalighi
  • Responsable : Ali Khalighi

Conférenciers / intervenants extérieurs :

  • IFREMER, YELLOWSCAN, OSEAN, OLEDCOMM,…

 

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