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Systemes embarques

1EAF5 Systemes embarques Électronique et Physique Appliquée sous statut apprenti S6
Cours : 16 h TD : 0 h TP : 34 h Projet : 0 h Total : 50 h
Responsable : Hugo Descoubes
Pré-requis
- Bases en langage C (langage procéduraux, etc)
- Bases en outils de développement logiciel (environnement de programmation, shell UNIX, Makefile, chaîne de compilation, etc)
- Bases en systèmes numériques (systèmes combinatoires et séquentiels, algèbre booléenne, numération, etc)
- Bases en électronique analogique (composants actifs et passifs, lecture de schéma électrique, etc)
Objectifs de l'enseignement
- Comprendre l'architecture et le fonctionnement d'un processeur numérique à CPU (Central Processing Unit), notamment un MCU (Micro Controller Unit)
- Développer des bibliothèques pilotes et une application embarquée sur MCU
- Documenter une solution
Programme détaillé
https://foad.ensicaen.fr/course/view.php?id=116

En cours (avec démonstrations) :
- Introduction au domaine de l'embarqué
- Hétérogénéité des architectures de processeurs
- Introduction à la famille MCU
- Architecture MCU PIC18 de Microchip
- Assembleur MCU PIC18 de Microchip
- Ordonnancement et développement d'une application Baremetal (sans Système d'exploitation) embarquée
- Introduction aux réseaux de communication (filaire et non filaire)

En TP (développement du firmware d'une enceinte bluetooth) :
- Développement d'un BSP (Board Support Package) from scratch (en partant de rien) à l'étage registre
- Développement, test et validation de fonctions pilotes (GPIO, Timer, UART, Bluetooth, etc)
- Développement, test et validation d'une application embarquée avec scheduler offline (enceinte bluetooth)
- Documentation des solutions
Applications (TD ou TP)
Développement du firmware implémentant une enceinte bluetooth :
- Développement du BSP (carte Curiosity HPC)
- Développement de l'application avec scheduler offline

Outils matériel et logiciel :
- Prototype d'enceinte bluetooth ENSICAEN
- IDE MPLABX et chaîne de compilation XC8 de Microchip
- Carte Curiosity HPC (MCU PIC18F27K40) de Microchip
- Click Board Audio bluetooth et USBtoUART Mikroelektronika
- Cartes filles afficheur LCD ENSICAEN
Compétences acquises
COMPÉTENCES GÉNÉRIQUES
Considération de la dimension organisationnelle, personnelle et culturelle
* Capacité à enteprendre et à innover

Adaptation aux exigences propres de l'entreprise et de la société
* Aptitude à prendre en compte les enjeux et les besoins de la société
* Aptitude à prendre en compte les enjeux de l'entreprise: dimension économique, respect de la qualité, compétitivité et productivité, intelligence économique

Acquisition des connaissances scientifiques et techniques et la maitrise de leur mise en œuvre
* Connaissance, compréhension d'un large champs de sciences fondamentales et capacité d'analyse et de synthèse associée
* Aptitude à mobiliser les ressources d'un champ scientifique et technique spécifique
* La maîtrise des méthodes et des outils d'ingénieurs: identification, modélisation, résolution de problèmes, utilisation des approches numériques et outils informatiques, pratique du travail collaboratif et à distance
* Capacité à concevoir, concrétiser, tester et valider des solutions, des méthodes, des produits, des systèmes innovants
* Capacité à effectuer des activités de recherche, fondamentale ou appliquée, à mettre en place des dispositifs expérientaux
* Capacité à trouver l'information pertinente, à l'évaluer et à l'exploiter

COMPÉTENCES SPÉCIFIQUES
- Comprendre l'architecture matérielle d'un processeur numérique à CPU
- Analyser un programme assembleur
- Développer des routines assembleur
- Développer des fonctions pilotes (périphériques) C depuis l'étage registre
- Développer une application C embarquée (Baremetal)
- Tester et valider unitairement puis intégrer des solutions logicielles embarquées
- Lire et analyser une documentation technique de processeur
- Rédiger une documentation technique et documentation logicielle
Bibliographie
LANGAGE C : The C Programming Language – Kernighan et Ritchie
ARCHITECTURE PROCESSEUR : Architecture de l'ordinateur - Tanenbaun
OUTILS : https://www.gnu.org/software/gnu-c-manual/gnu-c-manual.pdf
TECHNOLOGIES : sites fondeurs, forums et documentations techniques (https://www.microchip.com/, https://www.st.com, etc)

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