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Les systèmes embarqués (ou systèmes intégrés) sont des systèmes informatiques spécialisés conçus pour exécuter des fonctions spécifiques au sein d'un appareil plus grand. Ils se composent de matériel et de logiciels dédiés à une tâche ou un ensemble de tâches prédéfinies, souvent avec des exigences en temps réel et des ressources limitées.

Ces systèmes sont couramment utilisés dans IoT (Internet des objets), qui vise à intégrer ces systèmes ou appareils à Internet.

Aujourd'hui, nous disposons d'une variété de systèmes embarqués, notamment :

• Appareils intelligents (comme les micro-ondes et les réfrigérateurs)
• Automobiles (comme les systèmes de contrôle moteur et les freins ABS)
• Appareils médicaux (comme les moniteurs cardiaques et les pompes à insuline)
• Équipements industriels (comme les robots de fabrication)
• Appareils de communication (comme les routeurs et les modems)

Comme nous pouvons le constater, il existe de nombreux systèmes embarqués dans notre quotidien. Ces systèmes incluent également des logiciels, comme l'indique la définition des Systèmes embarqués ; ce logiciel est développé à l'aide d'une variété de langages de programmation.

Voici une liste des langues les plus couramment utilisées dans ces systèmes :

1. C : Le langage le plus largement utilisé dans les systèmes embarqués en raison de son efficacité, de son contrôle matériel direct et de sa prise en charge de la programmation de bas niveau.
Avantages : contrôle précis de la mémoire, hautes performances, accessibilité aux bibliothèques spécifiques au matériel.

2. Python : Bien qu'il ne s'agisse pas d'un langage de bas niveau, il est utilisé dans le prototypage de systèmes embarqués et dans des applications de haut niveau sur des appareils plus performants comme le Raspberry Pi.
Avantages : Facilité d'utilisation, lisibilité du code et large gamme de bibliothèques.
Inconvénients : Moins de contrôle sur le matériel et moins efficace en termes de performances et d'utilisation des ressources.

3. C : Une extension de C avec prise en charge de la programmation orientée objet, utilisée dans des projets plus complexes nécessitant modularité et abstraction.
Avantages : permet des systèmes plus organisés et évolutifs sans sacrifier beaucoup d'efficacité.

4. Assembly : Un langage de bas niveau utilisé pour programmer directement sur le matériel, permettant un contrôle absolu sur les ressources.
Avantages : Idéal pour les optimisations extrêmes des performances et de l'utilisation de la mémoire, mais difficile à maintenir et à développer.
Inconvénients : Très dépendant du matériel, ce qui rend la portabilité entre différentes plates-formes difficile.

5. Ada : Un langage orienté vers les systèmes critiques, notamment utilisé dans les systèmes embarqués qui nécessitent une fiabilité et une sécurité élevées (par exemple, dans les systèmes aéronautiques et militaires).
Avantages : Vérification de type solide et mécanismes de détection d'erreurs robustes.
Il existe d'autres langages destinés au développement de systèmes, tels que Java, Rust et JavaScript. Comme nous l'avons vu, les langages utilisés dans les systèmes embarqués sont ceux qui facilitent la manipulation du matériel et des périphériques.

Quelles sont les applications pratiques de ces systèmes ?

Ces systèmes sont présents dans nos vies ; on peut dire qu'ils sont comme l'air que nous respirons aujourd'hui, depuis l'automobile jusqu'à l'informatique. Certains domaines et exemples d'utilisation incluent :

1. Automobile

• Unité de commande du moteur (ECU) : contrôle le fonctionnement du moteur pour améliorer l'efficacité, réduire les émissions et garantir la sécurité.
• Airbags : les systèmes embarqués sont chargés de détecter les collisions et de déployer les airbags en quelques fractions de seconde.

2. Electronique grand public

• Smartphones : les systèmes intégrés contrôlent les capteurs, les caméras, les connexions réseau et les fonctions de base des appareils.
• Téléviseurs intelligents : traitez les images, exécutez des applications, connectez-vous à Internet et lisez des médias.

3. Appareils IoT (Internet des objets)

• Domotique : capteurs de température, éclairage intelligent, serrures et thermostats contrôlés à distance.
• Objets portables : montres intelligentes, bracelets de fitness et autres appareils qui surveillent la santé et l'activité physique.
• Villes intelligentes : capteurs de trafic, éclairage public intelligent et surveillance de la qualité de l'air.

Il existe d'autres domaines dans lesquels ces systèmes sont utilisés ; ceci n'est qu'un résumé de ce que l'on peut trouver sur le marché.

Vaut-il la peine de se renseigner sur les systèmes embarqués ?

Cela vaut certainement la peine d'acquérir des connaissances et de s'impliquer dans ce domaine, mais cela convient mieux à ceux qui sont familiers avec le matériel et souhaitent comprendre plus en profondeur ce qui se passe réellement au-delà des appareils. Des connaissances en systèmes numériques, registres, microprocesseurs, microcontrôleurs et bonne électronique seront fondamentales pour ce processus.

Une bonne suggestion pour commencer serait d'apprendre le C, mais si vous venez déjà d'un langage comme Python, l'apprentissage des systèmes embarqués avec Raspberry Pi faciliterait grandement la création de diverses choses élégantes et précises dans le monde moderne.