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Newsletter N°4 du Jeudi 15 mai 2008


Point de vue

Les défis de la validation des logiciels des applications embarquées

Américain, impliqué depuis 25 ans dans les logiciels pour applications embarquées dans tous les univers (avionique, industrie, télécoms), Bill St Clair a suivi les évolutions importantes qu'ont connues les logiciels pour systèmes embarqués. Dans une interview accordée à notre confrère Test & Measurement World, il rappelle que dans les applications sécuritaires (automobile, militaire, espace, télécoms), il fallait relever le défi de la validation du code (celui-ci doit être sûr et sans défaut) tout en se conformant aux nombreux référentiels adoptés dans les différents secteurs, tels que CMMI, DO-178B pour l'avionique, EN-50128 pour le ferroviaire ou IEC 61508 dans l'automobile.

Certaines pratiques mises en œuvre dans certains secteurs migrent vers d'autres. C'est le cas par exemple de la validation basée sur les règles (qui décrivent le comportement du système dans toutes les situations, tel qu'on peut le prévoir d'après le cahier des charges) qui est depuis longtemps mise en pratique dans l'aéronautique et le ferroviaire et qui arrive maintenant dans l'automobile. Autre aspect, il faut mettre en œuvre une traçabilité complète de l'ensemble du processus de développement de l'applicatif (conception, codage, test), ce qui suppose de brasser des documents présentés en plusieurs formats et provenant d'éditeurs différents. Par le passé, ceci était réalisé manuellement et pouvait représenter de 50 à 70 % du coût global d'un projet. Aujourd'hui, des outils de management de projet permettent de gagner beaucoup de temps.

Une autre évolution importante concerne l'arrivée des langages de haut niveau, beaucoup moins fastidieux que les langages machine utilisés pendant longtemps. Mais l'expérience montre que les programmes obtenus ne fonctionnent pas toujours comme prévu : s'il faut faire moins d'effort pour aligner les lignes de code, il faut en faire davantage pour détecter où sont les défauts. De nombreux spécialistes se sont penchés sur la question et ont constaté que d'un programme à l'autre, certains revenaient régulièrement. Ce constat a favorisé l'émergence de guides de bonnes pratiques afin d'éviter, ou à défaut de pouvoir détecter, tout ce qui peut conduire à l'introduction de défauts. C'est le cas par exemple du MISRA adopté par les professionnels de l'automobile.

Pour Bill St Clair, les bonnes pratiques doivent se pencher sur la cause des défauts plutôt qu'à leurs effets (le niveau 5 du référentiel CMMI met l'accent là-dessus) et qu'il est très important de se pencher sur la fonction que doit exécuter le logiciel. En effet, on observe qu'au moins 70 % des défauts proviennent de ce non respect des exigences du logiciel.

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Les actualités

Seulement 1W pour le processeur embarqué sur une micro-carte

La société taïwanaise VIA Technologies vient de franchir un nouveau cap dans la course à la miniaturisation et la réduction de consommation des cartes pour applications embarquées. Elle vient en effet de présenter une nouvelle carte au format Pico-ETX (10 x 7,2 cm, un des plus petits formats du marché) avec un processeur à architecture x86 qui consomme à peine 1 W, évitant ainsi d'avoir à prévoir un quelconque dispositif de refroidissement. Le processeur Eden ULV travaille à 500 MHz.

OPC prépare des tests de conformité OPC UA


La fondation OPC a demandé à ses membres de plancher sur un document de préparation d'outils de test de conformité pour les logiciels se réclamant du standard OPC UA. La remise des copies est pour le 3 juin.
Par ailleurs la fondation a audité le laboratoire allemand Ascolab (basé à Erlangen) afin de vérifier sa capacité à vérifier qu'un produit est conforme aux spécifications OPC. Trois membres de la fondation ont passé trois jours au laboratoire et ont déclaré le laboratoire apte à pratiquer ce genre de vérification.

Des réflexions pour faciliter la programmation des processeurs multi-cœurs

Les dernières générations de PC et de cartes électroniques embarquent des processeurs multi-cœurs. Les processeurs actuels comportent 2 ou 4 cœurs, mais ce n'est qu'un début, demain ils en embarqueront plusieurs dizaines. Cela posera alors avec beaucoup plus d'acuité le problème de la programmation parallèle.
On commence à se pencher sur le sujet. Notre confrère Electronique.biz rapporte qu'après l'annonce d'une coopération entre Intel et Microsoft sur ce sujet (avec un investissement annoncé de 20 M$), l'université de Standford venait à son tour de démarrer un programme de 6 M$ dans lequel sont impliqués AMD, Nvidia, IBM, HP et Intel. 

De l'instrumentation embarquée pour valider la conception des composants

La société américaine ASSET Intertech estime qu'avec l'augmentation de la densité d'intégration, la testabilité des composants électroniques pose de plus en plus de difficultés et que les techniques utilisées jusqu'ici par les outils de CAO arrivent à leurs limites.
La société a donc décidé de se focaliser désormais sur les outils permettant d'embarquer de l'instrumentation dans les composants afin de vérifier leur conformité avec le cahier des charges, le test et le déboggage.
Pour cela, la société va notamment utiliser la technique du boundary-scan, imaginée à la fin des années 80 pour le test des cartes et qui permet d'accéder aux nœuds internes d'une carte à partir d'un connecteur unique. Le boundary-scan est soutenu par la fondation JTAG et a fait l'objet d'une norme IEEE (IEEE 1149.1). ASSET Intertech s'appuiera sur les derniers travaux du JTAG, et notamment ceux du groupe de travail P1687.

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Les nouveautés

Sécurité : Simulink Verification and Validation vérifie le respect des conventions DO-178B, IEC 61508 et MAAB

À mesure que les conceptions de systèmes embarqués gagnent en complexité, les sociétés d’ingénierie utilisent des conventions de modélisation comme pratique d’excellence pour améliorer la lisibilité, accroître la maintenabilité et promouvoir la réutilisation, tout en évitant les erreurs de modélisation. Ceci est plus particulièrement vrai pour les systèmes critiques du point de vue de la sécurité.
Le respect de ces normes et conventions est habituellement réalisé manuellement, ce qui prend du temps et présente des risques d'erreurs.
Sensible à ce besoin, The Mathworks indique que son logiciel Simulink Verification and Validation intègre les contrôles des standards de modélisation pour les normes DO-178B, IEC-61508 et les conventions MAAB appliquées par la fonctionnalité Model Advisor dans Simulink. Model Advisor vérifie également d’autres attributs, comme la cohérence du modèle et la compatibilité de la génération de code.
Par ailleurs, les ingénieurs peuvent utiliser l’API (Application Programming Interface) disponible dans Simulink Verification and Validation pour développer leurs propres contrôles de modélisation au moyen de scripts MATLAB déjà connus et les enregistrer dans Model Advisor pour une exécution automatique.

Baie électronique avec échangeur thermique air/eau

Schroff propose sous la référence Varistar LHX3 une solution de baie avec échangeur thermique air/eau capable de dissiper jusqu'à 3kW . Par rapport aux climatiseurs, cette solution assure un refroidissement plus homogène de tous les modules électroniques intégrés dans la baie.
● La chaleur est aspirée par un ventilateur situé dans le toit avant d'être acheminée vers le
bas de la baie à l'aide de canaux latéraux: c'est dans la partie inférieure que se trouve
l'échangeur thermique air/eau destiné à refroidir l'air chaud.
● Bruit acoustique de 45,2 dB(A) seulement
● Alimentation en eau située dans le socle, ce qui évite un éventuel contact avec les systèmes montés dans la baie
● Caractéristiques physiques de la baie :
- supporte une charge statique de 800 kg sur le plan 19"
- largeur et profondeur fixes (60 et 80 cm, respectivement
- hauteur : 34 et 38 U, selon la version
- étanchéité : IP 55
● Application typique : test et mesure

Calculateur embarqué compact et robuste

 

Axiomtek commercialise le calculateur eBOX647-FL, puissant et compact, sans ventilateur et prévu pour travailler en environnement difficile.
● Processeur VIA C7 à 1,5 GHz
● Mémoire
- DDR2 SODIMM : 256 Mo, 512 Mo, 1 Go
- Compact Flash : jusqu'à 4 Go
● Ports de communication :
- Ethernet
- 1 port parallèle
- 4 ports COM
- 2 ports USB
● Trappe d’accès aux mémoires
● Accessoire pour montage sur rail DIN
● Bonne tenue aux vibrations : jusqu'à 2 g (sans la carte Compact Flash)
● Peut être installé sur des véhicules (alimentation 12 V, consommation de 60 W)
● Plage de température de fonctionnement : 0-50 °C
● Boîtier aluminium
vDimensions : 20 x 15 x 5,3 cm


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Serveurs industriels

 

GE Fanuc Intelligent Platforms annonce  les serveurs de classe industrielle IS-100 et IS-200. Tous deux bénéficient des programmes de gestion de cycle de vie du produit (PLM) de la société, qui assurent la pérennité du matériel sur plus de cinq ans,  éliminant ainsi le temps et le coût consacrés par les utilisateurs à re-certifier régulièrement le matériel, en raison de l’obsolescence des composants et des sous-systèmes.
● Processeur Intel Xeon 64 bits à 1, 2 ou 4 cœurs, couplé au nouveau chipset pour serveur San Clemente. Bus  interne (front side bus ou FSB) à 1333/1066 MHz.
● Contrôleur SAS à 3 Gbits/s avec support de RAID 0/1 logiciel
● Contrôleur SATA à 3 Gbits/s avec support de RAID 0/1 matériel.  Le RAID 0/1 matériel est disponible pour les disques durs SAS avec un contrôleur SAS optionnel.
● Ports locaux Gigabit Ethernet, clavier, souris, USB, COM et vidéo. Les connecteurs pour clavier, souris, USB, COM, Gigabit Ethernet et VGA sont en face arrière
● IS-100
- hauteur : 1U
- jusqu’à 8 Go de DDR2 ECC SDRAM
- contrôleur graphique XGI Z9 avec 32 Mo de mémoire vidéo
- 4 baies pour unités Hot-Swap SAS/SATA de 3,5 pouces
- emplacement d’extension pour carte PCI-X pleine hauteur, demi-longueur
- 1 baie pour unité de disque mince supportant soit un lecteur optionnel de DVD-ROM soit un lecteur optionnel de disque souple. 
● IS-200
- hauteur : 2U
- jusqu’à 32 Go de DDR2 SDRAM
- processeur graphique ATI ES1000 avec 32 Mo de mémoire vidéo
- 8 baies pour unités Hot-Swap SAS/SATA de 3,5 pouces
- 4 emplacements d’extension pour carte PCI-X pleine hauteur, demi-longueur 
- 3 emplacements d’extension pour carte PCI-X demi-hauteur, demi-longueur 
- 1 baie pour unité de disque mince supportant soit un lecteur optionnel de DVD-ROM soit un lecteur optionnel de disque souple. 
● Environnements logiciels Windows XP/2000/2003 Server et Linux

Fiche technique (sur demande)

PanelPC très compact

Destinés à être intégrés dans des environnements exigus, les ReadyPanel  d'Ampro (représenté par Atemation) supportent des environnements difficiles.
● Dalle tactile 6.5" ou 10.4". Sur option, écran de haute luminosité pour installation en extérieur ou dans des environnements fortement éclairés
● Résolution : 640x480 (VGA) en standard, peut être portée à 1024x768
● Processeur : Celeron M ou Pentium M
● 1Go DDR333 (1xSodimm)
● 128 Mo sur carte CompactFlash
1 connecteur PCI-104
2 ports Ethernet 10/100
3 ports USB 2.0
● 3 ports RS 232
● 1 port CANbus sur option
● Alimentation : 12 ou 24 V
● Gamme de température : -10 à +60 °C

Dimensions : 27,9 x 21,5 x 12,7 cm

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PC embarqués pour cartes PC/104

Avec les ARK-4170/4180, Advantech étend sa gamme de PC durcis pour applications embarquées et qui nécessitent des gammes de température étendue.
● Adaptés aux environnements sévères : - 40 à +75°C
● Pas de ventilateur
● Mémoire : jusqu’à 512 Mo DDR SDRAM
● Carte Compact Flash embarquée jusqu’à 1Go
● Processeurs :
- ARK-4170 : Intel Celeron 400 MHz
- ARK-4180 : Intel Celeron M 600 MHz/1,0 GHz
● Système d'exploitation : Embedded Windows CE 5.0, Windows XP Embedded
● Ports de communication :
- 2 ports USB 1.1 (ARK-4170) et 6 USB 2.0 (ARK-4180)
- 2 ports USB 1.1
- 2 RS-232
- 1 LAN
● Dimensions : 16,4 x 17 x 49,2 cm
● Poids : 2 kg

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Calculateurs industriels embarqués avec plusieurs ports Ethernet

Les calculateurs industriels 460 de Moxa, annoncés par ADM21, sont destinés aux applications embarquées nécessitant des fonctions d'acquisition de données, calcul, ou même conversion de protocole.
● Architecture x86, système d'exploitation WinCE 6.0 ou WinXP Embedded
● Pas de ventilateur
● Nombreuses interfaces de communication :
● 4 ports série
● Plusieurs ports Ethernet
- 2 sur le V462
- 4 sur le V464 et le V468
- 4 sur le V466, plus Commutateur 8 ports
●  de 5 à 30 V (sur le V468)
● Mémoire de sauvegarde SRAM de 256 Ko alimentée par piles
● 4 ports USB
● Emplacements pour mémoires Compact Flash et PCMCIA
● Port VGA (pour piloter un écran)
● Fonctionnement entre -40 et +75 °C
● Garantie de 5 ans
● Montage mural ou sur rail DIN
● Dimensions : 22,3 x 12 x 5,7 cm

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Disque Flash 64 Go

Sandisk (représenté par Atemation) élargit sa gamme de cartes mémoire Flash destinées à remplacer les disques durs dans les applciations embarquées. Le modèle SSD5000 est disponible dans des capacités de 4, 8, 16, 32 et 64 Go.
● Interface SATA
● Temps d'accès : 0,11 ms
● Vitesse de lecture/écriture : 30 Mo/s
● Robustesse élevée :
- tenue aux vibrations: 15 g crête à crête maximum
- tenue aux chocs : 2.000 g
● Dimensions : 36,4 mm de large pour 42,8 mm de long et 3,3 mm d'épaisseur
● MTBF : 2 millions d'heures

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Articles de fond

The Advantages of Small Form Factor HMI

Dans cet article très basique, Advantech explique que l'arrivée des interfaces homme machine de petite taille devenait une alternative intéressante sur les équipements où l'on mettait jusqu'ici des boutons et des afficheurs.

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Best Practices on the Power of Wind River Linux Layers

  Dans cet article publié sur le site d'Embedding Computing, Alex deVries de Wind River Systems explique comment la société a résolu le problème que posait la mise en œuvre du système d'exploitation Linux dans les projets de taille importante et impliquant un nombre conséquent de développeurs.

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