Qu'est-ce qu'un système embarqué ?

Lessystèmes embarqués sont de petits systèmes informatiques intégrés dans des dispositifs plus grands afin d'effectuer des tâches spécifiques et comprennent à la fois du matériel et des logiciels, et parfois des périphériques. Ils comprennent des processeurs, de la mémoire et, le cas échéant, des capteurs ou des actionneurs. Contrairement à un PC polyvalent, les systèmes intégrés sont conçus pour accomplir parfaitement une tâche unique. On trouve des systèmes embarqués dans la vie quotidienne, alimentant discrètement des objets dans les coulisses, dans des trackers de fitness, des distributeurs automatiques et des appareils médicaux.

Les types de systèmes embarqués existent depuis des décennies, les progrès technologiques permettant de créer des systèmes plus petits, moins chers et plus efficaces. Ils ont trouvé leur place dans les systèmes automobiles, les équipements industriels et autres, mais continuent d'évoluer avec la croissance de l'IA et de l'informatique de pointe. Les systèmes embarqués en temps réel peuvent être utilisés dans presque tous les secteurs.

Un système embarqué fonctionne en recevant des données de son environnement, généralement par l'intermédiaire d'un capteur, et en les traitant à l'aide d'un logiciel préprogrammé. Il prend les informations, les traite et déclenche ensuite une sortie, comme le déplacement d'un moteur ou l'affichage de données sur une interface ou un écran. De nombreux systèmes intégrés fonctionnent en temps réel, ce qui signifie qu'ils peuvent réagir instantanément aux données collectées. Les systèmes intégrés en temps réel fonctionnent généralement automatiquement une fois programmés et ne nécessitent que très peu d'intervention de la part de l'utilisateur.

L'architecture des systèmes embarqués comprend du matériel et des logiciels qui remplissent une fonction spécifique. Conçus pour être efficaces, fiables et réactifs, ces systèmes comprennent de nombreux composants vitaux qui ont des fonctions opérationnelles clés. Voici quelques-uns des principaux composants et caractéristiques des systèmes embarqués :

Microcontrôleurs ou microprocesseurs

Le processeur est le cerveau du système embarqué. Les microcontrôleurs comprennent souvent le processeur, la mémoire et toutes les fonctions d'entrée/sortie sur une puce compacte et économique. Les microprocesseurs, quant à eux, sont plus puissants et sont utilisés dans des systèmes complexes qui nécessitent des composants externes tels que la mémoire vive.

Mémoire

Les systèmes embarqués ont tendance à inclure à la fois de la mémoire morte et de la mémoire vive. La mémoire morte stocke le microprogramme, qui est souvent écrit une seule fois et rarement modifié, tandis que la mémoire vive prend en charge le traitement temporaire des données. Ces types de mémoire sont adaptés à la tâche à accomplir par le système embarqué, ce qui les rend plus efficaces que les systèmes informatiques normaux.

Interfaces d'entrée/sortie

Les interfaces d'entrée/sortie permettent au système de collecter des données et de communiquer avec le monde extérieur. Il peut s'agir de capteurs qui mesurent la température, le mouvement ou la pression, ou d'actionneurs qui effectuent des tâches telles que l'ouverture de vannes ou la rotation de moteurs. Les E/S comprennent également les ports de communication tels que USB ou Ethernet, et les interfaces utilisateur telles que les boutons ou les écrans tactiles.

Logiciels

Le processeur a tendance à exécuter un programme, indiquant au système comment répondre aux entrées et quand produire la sortie requise. Les logiciels des systèmes embarqués sont souvent optimisés et écrits dans des langages de programmation tels que C ou C++ pour fonctionner efficacement sur un matériel limité.

Les systèmes embarqués jouent un rôle crucial dans les applications industrielles et sont utilisés pour alimenter les machines, gérer les données et prendre des décisions en temps réel. Ils sont conçus pour améliorer l'efficacité, la sécurité et la cohérence dans diverses applications telles que la communication, les systèmes de contrôle, la sécurité et la surveillance :

Contrôle en temps réel

Lorsqu'ils sont utilisés dans des environnements tels que les usines, les systèmes intégrés peuvent contrôler les bras robotisés, les bandes transporteuses et les systèmes de contrôle de la qualité. Ces systèmes réagissent instantanément aux données fournies par les capteurs pour s'assurer que les machines fonctionnent à la bonne vitesse ou sont dans la bonne position. Cela permet d'éviter les retards et de réduire les déchets.

Conception robuste du matériel

Les systèmes embarqués sont souvent conçus pour résister à des conditions difficiles telles que des températures extrêmes, des vibrations ou même des interférences électriques, ce qui explique qu'ils trouvent leur place dans les applications industrielles. Leur logiciel et leur matériel sont conçus pour être durables, ce qui garantit des temps d'arrêt minimes et un fonctionnement à long terme.

Intégration dans des systèmes plus vastes

Les systèmes industriels embarqués peuvent souvent fonctionner au sein d'un réseau plus large de machines ou de systèmes d'automatisation. Ils peuvent être intégrés à des automates programmables industriels (API), ou même agir en tant que périphériques dans des applications basées sur l'IdO, permettant le traitement local des données.

Les systèmes embarqués contrôlent des appareils, collectent des données ou gèrent des processus complexes en temps réel. Ils sont partout, faisant fonctionner et alimentant discrètement des produits qui assurent le fonctionnement d'industries entières. Ces systèmes sont couramment utilisés dans plusieurs secteurs d'activité. Voici quelques exemples de systèmes embarqués dans les différents secteurs d'activité

Automatisation

Les systèmes intégrés relient les bras robotisés, les lignes d'assemblage, les systèmes de sécurité et bien d'autres choses encore dans les environnements industriels. Ils sont essentiels aux systèmes d' automatisation et de gestion, améliorant l'efficacité et réduisant l'erreur humaine.

Militaire

Dans le secteur militaire et de la défense, ces systèmes sont souvent essentiels à la mission. Le matériel et les logiciels sont testés rigoureusement et les appareils doivent répondre à des normes strictes de sécurité et de performance. Ils sont utilisés dans les équipements de communication, de navigation et autres.

Le secteur médical

Dans le domaine médical, les systèmes embarqués dans les appareils médicaux contribuent à garantir des relevés précis, une surveillance continue et des alertes automatisées. Ils font souvent partie d'interfaces plus larges qui fournissent un retour d'information en temps réel aux professionnels de la santé, et aident des équipements importants à fonctionner de manière sûre et efficace.

Les systèmes embarqués sont un élément clé de l'internet des objets (IoT) et de l'informatique périphérique, car ils peuvent traiter les données à proximité de la source plutôt que de devoir les envoyer dans le nuage. Les dispositifs intégrés sont donc plus rapides et plus efficaces.

Les systèmes embarqués peuvent être utilisés dans le domaine de l'intelligence artificielle, et c'est souvent le cas lorsqu'une informatique de pointe rapide est nécessaire. Ces modèles d'intelligence artificielle collectent des données provenant de capteurs, les analysent et déclenchent des actions, comme l'envoi d'une alerte. Parmi les utilisations courantes, on peut citer les systèmes d'automatisation industrielle qui identifient les défauts sur les chaînes de montage, ou les caméras intelligentes utilisées pour la détection de mouvements.

Les systèmes embarqués sont conçus pour fonctionner dans des conditions difficiles. Ils peuvent résister à d'importantes fluctuations de température, à des particules comme la poussière et à des vibrations. Ces systèmes sont conçus pour continuer à fonctionner même dans les environnements les plus difficiles. Cette fiabilité permet de réduire les coûts de maintenance et les temps d'arrêt.

Les systèmes embarqués peuvent être personnalisés pour répondre aux besoins spécifiques d'un projet, ce qui signifie que les logiciels et le matériel peuvent être ajustés et que les systèmes peuvent être intégrés à d'autres dispositifs. Les systèmes personnalisés sont courants dans les domaines de l'automatisation industrielle et de la médecine, où les options prêtes à l'emploi ne sont pas aussi utiles. Cette flexibilité de la technologie embarquée permet d'atteindre plus facilement les performances requises.

Les systèmes embarqués peuvent utiliser toute une série de systèmes d'exploitation, en fonction de la complexité et des exigences de l'application. Certains systèmes plus simples peuvent fonctionner par programmation sans système d'exploitation, tandis que les options plus avancées sont susceptibles d'utiliser des systèmes d'exploitation en temps réel ou, parfois, des versions intégrées de Linux.

De l'automatisation industrielle à l'équipement médical, les systèmes intégrés permettent d'effectuer des tâches importantes et spécifiques de manière fiable et efficace. Leur conception leur permet de fonctionner avec une faible consommation d'énergie et, sans eux, de nombreux outils quotidiens dans divers secteurs ne fonctionneraient pas comme nous nous y sommes habitués.

Chez Assured Systems, nous sommes spécialisés dans la fourniture de systèmes embarqués de haute qualité adaptés à vos besoins. Si une solution standard ne fonctionne pas, nous pouvons concevoir et construire des systèmes entièrement personnalisés en interne, y compris des boîtiers sur mesure.

Chaque système est minutieusement testé avant de quitter nos locaux. Si nécessaire, nous pouvons simuler des environnements d'application et exécuter des routines de test pour garantir la fiabilité totale de votre système.

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