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| SPAT0015-1 | Acquisition et traitement du signal : application aux systèmes embarqués
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| Durée : | 10h Th, 30h Pr |
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| Nombre de crédits : |
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| Nom du professeur : | Christian Servais |
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Langue(s) du cours :
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| Langue française |
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Contenus du cours :
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| Les systèmes embarqués (embedded systems) sont des dispositifs, en général électromécaniques, capables d'effectuer des tâches de manière autonome. Ces systèmes sont déjà importants lorsque ces tâches doivent être effectuées, pour des raisons de coût, avec un minimum de présence humaine, mais totalement indispensables lorsque l'environnement est hostile (espace, mer, volcans, montagne...). |
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Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) du cours :
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| Ce cours approfondira dans un premier temps les connaissances des étudiants dans le domaine de l'électronique programmable. Ensuite, il abordera le domaine du traitement du signal en temps réel et leur permettra d'implémenter leurs propres systèmes embarqués en utilisant des outils de conception assistée et des cartes de développement spécialisées. Les domaines abordés couvriront le contrôle du mouvement, l'acquisition de capteurs, le traitement numérique « hardware », la transmission de données et enfin, les systèmes incorporant des microcontrôleurs embarqués implémentés en logique reprogrammable. |
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Prérequis et corequis / Modules de cours optionnels recommandés :
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| - Le cours de traitement de données PHYS0931 ou équivalent.
- Le cours de "Physique expérimentale : électronique et instrumentation" PHYS0905 ou équivalent. |
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Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
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- Electronique programmable : rappels généraux, Field Programmable Gate Arrays
- Les langages HDL, le VHDL, modèle comportemental /RTL/physique d'un circuit, compilation et simulation logique. Application à des circuits logiques simples implémentés dans des FPGAs, logiciels ISE, Modelsim, Chipscope.
- Systèmes embarqués - définition, particularités, utilisation, exemples.
- Compléments théoriques dans le domaine du traitement de l'information, modèles d'implémentation physique. Contrôle d'un Moteur pas à pas en mode half-step.
- Digital Signal Processing hardware, IP's (Intellectual Property modules) et aides au développement. Générateurs de fonctions DSP, logiciel Coregen, Moteur pas à pas avec rampes d'accélération, Moteur pas à pas en mode microstepping, Synthèse digitale directe (DDS).
- Dispositifs physiques d'acquisition et de traitement de données, convertisseurs R-2R, delta-sigma, etc... Simulation de systèmes DSP. Logiciels Matlab/ Simulink, Filtrage analogique en temps réel, décimation. Application en audio, analyseur de spectre.
- Codage, sérialisation, couplage AC/DC, synchronisation, détection d'erreurs. Transmission de données par fibres optiques et câble coaxial.
- Modulation d'amplitude/de phase/I-Q, exemples (ADSL, Ethernet, FM...). Transmission de données par ondes radio entre un dispositif autonome et un PC.
- Processeurs embarqués implémentés en logique programmable. Contrôle d'un robot par CPU et DSP embarqués avec transmission des données/ordres par radio depuis un PC distant.
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Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance) :
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| Cours théorique : séances d'environ 1h ayant lieu - si possible - avant les travaux pratiques.
Travaux pratiques : exercices sur ordinateurs et systèmes de développement FPGA. Séances d'environ 3h consacrées à la résolution de problèmes de traitement de données, de communication ou de contrôle à distance. |
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Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
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- Differents ouvrages de référence dans le domaine du traitement digital de l'information,
- Manuels des outils informatiques utilisés,
- Copies des présentations du cours.
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Modalités d'évaluation et critères :
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| L'examen comporte deux problèmes à résoudre sur ordinateur + système de développement. Ces problèmes sont du type de ceux réalisés lors des séances d'exercices et seront suivis d'une discussion des résultats et de la théorie sous-jacente. L'accent sera placé sur la compréhension des grands principes appliqués et non sur la mémorisation de détails spécifiques aux exercices. |
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Remarques organisationnelles :
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| Il est vivement recommandé de disposer d'un accès à un PC relativement récent afin de pouvoir s'exercer avec les logiciels utilisés pendant les travaux pratiques. La lecture des manuels de ces programmes requiert la maîtrise d'un anglais technique de niveau moyen. |
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Contacts :
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| Dr. Christian Servais
Institut d'Astrophysique, Geophysique et Oceanographie
Allée du 6 Aout, 17, Batiment B5a, Local R/2
B-4000 Liege (Sart Tilman) Belgium
Phone : +32 4 366 97 84 (Lab: 366 97 67)
Fax : + 32 4 366 97 47 |
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