Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Développement Matériel et logiciel embarqué“

Les systèmes embarqués modernes utilisent souvent comme système d’exploitation Linux. Pour le DUT GEii, les architectures p-Soc (programmable-Systemonchip) trouvent grandement leur intérêt car elles permettent, en plus de l’apprentissage de ce système sur ses deux niveaux (user/kernel), d’entretenir et d’enrichir les connaissances acquises sur la description matérielle et l’informatique industrielle bas niveau. L’expérience menée ici décrit la plateforme développée dans ce cadre afin d’aborder d’une part les objectifs d’un système d’exploitation et de ses propriétés pour le développement d’applications de contrôle/commande en mode user, et d’autre part la conception de pilotes de périphériques du mode kernel sur des composants custom décrit en VHDL. Cet article traite aussi des prérequis nécessaires ainsi que des moyens indispensables à mettre en oeuvre par l’enseignant pour la mise en place de cet enseignement (prototypage rapide aussi bien au niveau matériel que logiciel).

Nous présentons un ensemble de travaux pratiques qui seront dispensés au sein du Master EEA - Électronique Embarquée à l’Université de Lorraine et Télécom Nancy - parcours Logiciel Embarqué, dans le cadre des modules Conception VLSI (Master EEA) et Conception et Développement d’un Système sur Puce (Télécom Nancy). Ces travaux pratiques portent sur la modélisation de systèmes et circuits en VHDL, et se focalisent en particulier sur le développement incrémental d’une architecture de processeur à jeu d’instructions réduit de type RISC-V (le jeu d’instructions RV32I) en utilisant des suites logicielles de Mentor Graphics (Modelsim pour la modélisation et simulation VHDL), et de Intel-Altera (Quartus Prime) pour la validation expérimentale.

Jatropha curcas L. est une plante arbustive de la famille des Euphorbiaceae qui a la capacité de croître en s’adaptant à divers environnements. Cette étude visait à apprécier son développement lorsqu’il est conduit sur un sol surexploité. Spécifiquement, il s’agit de tester le type de matériel végétal, l’écartement de semis et les délais sur quelques paramètres morphométriques de cette espèce. Le modèle linéaire à effet mixte et le modèle linéaire généralisé ont été utilisés sous le logiciel R pour évaluer les performances de croissance du pourghère. Les analyses statistiques ont permis de comparer les moyennes. Les résultats révèlent que la croissance en hauteur des plantes de Jatropha est influencée de manière très significative (P <0.001) par l’interaction du type de matériel végétal et de l’écartement de semis et que la croissance du diamètre au collet s’accroit avec le temps tout le long de l’année. L’émission des feuilles s’est accrue pendant les trois premiers mois, puis il y a eu une chute continue le reste du temps quel que soit l’écartement et le type de matériel végétal. Au regard des résultats obtenus, il ressort que Jatropha curcas développe plusieurs mécanismes pour s’adapter et croître sur un sol surexploité.

Cet article théorique s’inscrit dans le champ de l’analyse de l’activité humaine. Nous nous intéressons au développement d’étudiants en formation initiale en Sciences et techniques des activités physiques et sportives, spécialistes de rugby. Nous repérons les moments d’un processus de genèse instrumentale (Rabardel, 1995) d’étudiants qui utilisent un artefact matériel, sous la forme d’un logiciel informatique dédié à la description du jeu de rugby à 7. En mobilisant la démarche technologique, nous identifions au fil du module de formation des comportements révélateurs d’une appropriation du logiciel. La controverse entre les étudiants à propos de la qualification des phases de jeu, que l’utilisation de l’outil informatique provoque, contribue à développer autant la phase d’instrumentation (prise en mainde l’outil) que la phase d’instrumentalisation (mise à leur mainde l’instrument). Ce double processus amène les étudiants à alimenter initialement le registre de technicité de lecture du rugby, développant ainsi leur compétence àlirele jeu qui se déroule sous leurs yeux.

La présente étude porte sur la modélisation de principaux paramètres d’une centrale hydroélectrique susceptible d’être implantée sur la rivière Lubangule dans la Province du Haut-Lomami, en vue de résoudre les problèmes énergétiques qui s’opposent à son développement. Une partie du matériel utilisé comprend notamment, pour la partie expérimentale, un chronomètre Kenwood Hanhant Stratos 2, un mètre ruban Kenyos 7,5 m x 25 mm de même qu’un flotteur artisanal monté par nousmêmes ; pour la partie en rapport avec les simulations, nous avons recouru au logiciel Matlab et, enfin, les lois de similitude ont permis de dégager les paramètres majeurs de l’étude. Les principaux résultats obtenus à l’issue de la modélisation indiquent que la centrale de Lubangula aurait une puissance de 24 MW, un débit de 154 m³/s, une hauteur de chute de 20 m, une vitesse de rotation des turbines de 345 tr/min, un couple moteur de 75 Nm ainsi qu’un diamètre de la roue de 1,09m pour la turbine du type Francis. En plus, l’analyse des courbes de simulation et de la stabilité des différents systèmes a permis de valider la stabilité du modèle ainsi étudié

Introduction : La schistosomiase constitue un enjeu de santé publique d'envergure mondiale, affectant le plus souvent les enfants, elle semble être liée au développement et l'augmentation des réseaux d'irrigation. L'efficacité des traitements de masse (TDM) ciblant les schistosomiases reste compromise par la non compliance au Mali. L'objectif était d'étudier les facteurs associés à la non compliance au TDM dans trois districts sanitaire : Bougouni, Bankass, et Tominian. Matériel et méthodes : Il s'agissait d'une étude transversale avec analyse secondaire des données de 2277 participants âgés de 5 - 14 ans et/ou leurs parents issues de l'enquête réalisée de juin à décembre 2017 dans les districts sanitaires de Bankass, Bougouni et Tominian. La non compliance a été évaluée en utilisant une analyse uni et multi variée (régression logistique) avec le logiciel STATA version13. Résultats : La religion (p=0,0001), la profession du père (p=0,006), la peur des effets secondaires (p=0,001) et la présence d'hématurie terminale (p=0,001) ont été trouvées statistiquement associées à la non compliance. En terme de contribution au model, la religion explique plus la non compliance, suivie de la peur des effets secondaires avec respectivement 43,79%, 18,79%, le sexe contribue moins avec seulement 1,09%. Conclusion : La religion, la profession du père, la peur des effets secondaires et la présence d'hématurie terminale étaient des facteurs statistiquement associés à la non compliance. Une intervention basée sur l'éducation sanitaire serait nécessaire afin de minimiser le taux de non compliance au TDM ciblant les schistosomiases.

Introduction. L’utilisation des services de soins de santé par la population est le reflet de l’accessibilité réelle à l’offre de soins. Cette étude vise à de déterminer les facteurs limitant l’utilisation des services des soins de santé par les ménages dans la Zone de Santé Ruashi à Lubumbashi. Matériel et Méthodes. Il s’agit d’une étude descriptive transversale, réalisée dans la Zone de Santé Ruashi, dans la Ville de Lubumbashi, Province du Haut-Katanga en République Démocratique du Congo (RDC) entre le 01 au 31 juillet 2022. Un échantillon de 384 ménages a été inclus à l’étude, il a été sélectionné par la technique d’échantillonnage probabiliste à deux degrés. L’analyse des données a été réalisée au moyen du logiciel Epi-Info DATA 3.1 et Excel 2007. Résultats. Les résultats de cette étude ont révélé que le mode de paiement des soins de santé à l’acte et les coûts élevés des soins constituent les facteurs majeurs limitant l’utilisation de services de soins de santé par les ménages à la Zone de Santé Ruashi. Ceux-ci représentent respectivement 33,6% et 28,9%. Pourtant la plupart des ménages (67,5%) avait un revenu mensuel inférieur à cent dollar Américains. Conclusion. L’utilisation des services des soins de santé est l’un des facteurs clés favorisant une meilleure santé des populations et le développement socio-économique. En RDC, pays frappé par la crise multiforme ; l’utilisation des services de soins de santé se trouve limitée par des politiques de paiement de soins de santé inappropriés (paiement de soins de santé par les usagers et les ménages ou le mode de paiement à l’acte). Faute du manque de financement de services de santé par l’Etat ou par d’autres systèmes d’assurances santé ou des mutualités. Mots-clés : Facteurs limitant; Utilisation des services de soins; Ménages; Lubumbashi.

Introduction: Breast cancer is a real public health problem in developing countries. The imaging assessment in its management involves mammography, breast ultrasound, computed tomography and Magnetic Resonance Imaging. But these exams seem not to be always available and/or accessible. Objective: To evaluate accessibility of imaging in the management of breast cancer in hospitals in Benin. Methods: This was a descriptive cross-sectional study from October 1, 2018 to March 31, 2019. It involved all hospital facilities at the central and intermediate level of the Beninese health system with a medical imaging service and capable of providing care for breast pathology. The variables studied were the availability of equipment, the cost of the exams, the number of imaging specialists and imaging technicians available. Data collection was conducted using a pre-established standardized chart. The necessary information was collected by interviewing staff from the imaging department of each of these centers. The design of the data mask and the data entry were carried out using Epi-data version 3.1 software. Data analysis was conducted using STATA version 13 software. Results: Mammography was available and functional in only CHUD Oueme-Plateau, and cost 18000 FCFA or 45% of the Beninese minimum wage. Breast ultrasound was available in all centers but not functional at CHU-MEL, and cost on average 11775 FCFA, or 29.44% of the Beninese minimum wage. CT was available at HIA-CHU and CNHU-HKM, and cost 80000 FCFA or 200% of the Beninese minimum wage. Conclusion: Access to the imaging exams that are essential for the treatment of breast cancer is very limited in the hospitals in the healthcare pyramid. This is due to their non-availability and also to their cost. A national mammography screening program for breast cancer adapted to our socio-economic context should be established. RESUME Introduction : Le cancer du sein représente un véritable problème de santé publique dans les pays en développement. Le bilan d’imagerie dans sa prise en charge fait intervenir la mammographie, l’échographie, la tomodensitométrie et l’Imagerie par Résonnance Magnétique. Mais ces examens semblent ne pas être toujours disponibles et/ou accessibles dans nos milieux. Objectif : Évaluer l’accessibilité à l’imagerie dans la prise en charge des cancers du sein en milieu hospitalier au Bénin. Matériels et méthodes : Il s’est agi d’une étude transversale descriptive allant du 1er octobre 2018 au 31 mars 2019. Elle a concerné toutes les formations hospitalières du niveau central et intermédiaire du système sanitaire béninois disposant d’un service d’imagerie médicale et capables d’offrir des soins pour une pathologie mammaire. Les variables étudiées étaient la disponibilité du matériel, le coût des examens, le nombre de médecins spécialistes d’imagerie et de techniciens en imagerie disponible. La collecte des données a été réalisée en utilisant une fiche standardisée pré établie. Les informations nécessaires ont été recueillies en interrogeant un personnel du service d’imagerie de chacun de ces centres. La conception du masque de données et la saisie des données ont été réalisées par le logiciel Epi-data version 3.1. L’analyse des données a été conduite avec le logiciel STATA version 13. Résultats : La mammographie était disponible et fonctionnelle uniquement dans le CHUD Ouémé-Plateau, et coûtait 18000 FCFA soit 45% du SMIG béninois. L’échographie mammaire était disponible dans tous les centres mais non fonctionnelle au CHU-MEL, et coûtait en moyenne 11775FCFA soit 29,44% du SMIG béninois. La TDM était disponible à l’HIA-CHU et au CNHU-HKM, et coutait 80000 FCFA soit 200% du SMIG béninois. Conclusion : L’accessibilité aux examens d’imagerie indispensables dans la prise en charge des cancers du sein est très faible, dans les centres hospitaliers de la pyramide sanitaire, du fait de leur non disponibilité mais également aussi de leur coût. Un programme national de dépistage du cancer de sein par mammographie adapté à notre contexte socio-économique devrait être instauré.

L'objectif de cette thèse est de développer des solutions de smart sensing à bas coût, permettant d'améliorer des capteurs peu onéreux grâce à des corrections logicielles. Plutôt que de concevoir des capteurs performants mais coûteux, cette approche vise à créer des capteurs low cost qui sont ensuite corrigés et optimisés via des algorithmes embarqués. Les architectures électroniques récentes offrent désormais une puissance de calcul suffisante pour effectuer ces corrections directement au plus proche de la mesure, edge computing, tout en conservant une consommation énergétique extrêmement faible rendant les systèmes sur batterie viables.Deux approches de correction logicielle sont explorées : une méthode basée sur un algorithme déterministe, et une seconde méthode s'appuyant sur l'intelligence artificielle. Après avoir conçu une architecture de collecte de données adaptée aux ruches d'abeilles, ces deux approches sont mises en œuvre. La première approche, déterministe, est utilisée pour corriger les données provenant des jauges de contrainte dans le cadre d'une balance à ruches. La seconde méthode est appliquée à des capteurs audio MEMS, afin d'extraire des métriques de santé des colonies d'abeilles grâce à des techniques de machine learning
The objective of this thesis is to develop low-cost smart sensing solutions, enhancing inexpensive sensors through software-based corrections. Rather than designing high-performance but expensive sensors, this approach aims to create low-cost sensors that are then corrected and optimized via embedded algorithms. Recent electronic architectures now offer sufficient computational power to perform these corrections directly at the measurement source, known as edge computing, while maintaining extremely low energy consumption, making battery-powered systems viable.Two software correction approaches are explored: a method based on a deterministic algorithm, and a second method relying on artificial intelligence. After designing a data collection architecture suited for beehives, both approaches are implemented. The first, deterministic approach is used to correct data from strain gauges in the context of a hive scale. The second method is applied to MEMS audio sensors, to extract bee colony health metrics using machine learning techniques

La recherche sur les systèmes intelligents tend à sous-estimer l'importance de la plate-forme matérielle et logicielle sur laquelle est fait le développement. Actuellement, la conception d'un nouveau robot se fait pratiquement toujours à partir de zéro, car il est plus simple de recréer les fonctionnalités des anciens robots que de récupérer les modules qui conviendraient. De la même manière, il arrive qu'un nouveau robot doive être créé simplement parce que l'ancien n'a pas la capacité de supporter les nouvelles composantes, sa capacité d'extensibilité étant trop limitée. Le présent projet cherche à régler de tels problèmes de réutilisabilité, de reconfigurabilité et d'extensibilité, de même qu'à faciliter le développement d'applications en robotique et systèmes intelligents, par la disponibilité d'outils adaptés. La solution proposée et présentée ici est un environnement de développement matériel et logiciel multiprocesseur modulaire, baptisé EME (Environnement Multiprocesseur Embarqué). L'environnement EME est validé au moyen d'une application simple en robotique mobile, soit un robot équipé de deux caméras. Une des caméras est pointée vers ie sol et cherche un tracé à suivre; la seconde est à la recherche d'un signal lumineux par lequel le robot reçoit des directives. Les résultats montrent qu'une telle application aurait été difficile à réaliser à un coût raisonnable sans un tel environnement.

Dans le cadre de la modélisation de systèmes complexes, la conception d'entrée ou appelée système représente le plus haut niveau d'abstraction du système global, ceci avant tout choix en terme d'implantation et de technologies. À ce tout premier stade de la conception, l'utilisation d'un langage formel de spécification est de plus en plus considéré comme le fondement d'un réel processus de validation en particulier dans le cas d'exigences de sûreté. Cette thèse met en lumière la nécessité d'une modélisation par raffinement: de la spécfication la plus abstraite vers un point de description proche de l'implémentation afin d'assurer (1) la traçabilité des besoins et des exigences, (2) une meilleure gestion du développement et (3) surtout une conception sûre des systèmes car générée par construction prouvée et ceci que ces sytèmes fassent appel à des technologies logicielles, numériques ou analogiques, voire autres. Le travail qui a été mené a consisté à mettre en perspective la taxinomie des langages ADL, le modèle de développement utilisé dans le cadre des composants électroniques et la méthode par raffinement, dite Méthode B. Ceci nous a permis de réaliser la plateforme BHDL Tool : plateforme de conception de circuits électroniques intégrant (1) une interface de description structurelle de composants électroniques, (2) un générateur de code VHDL et enfin (3) un traducteur en un langage formel pour les preuves de raffinement sous l'Atelier B.

L'analyse des flots de conception classiques montre que les causes d'un tel coût de développement peuvent être ramenées, en grande partie, à l'intégration tardive des parties logicielles et matérielles d'un système multiprocesseurs mono puces (MPSoC). Les travaux de cette thèse s'intéressent à ce problème d'intégration tardive en proposant un modèle unifié permettant la représentation conjointe à différents nivaux d'abstraction des architectures logicielles/matérielles. Ce modèle doit faciliter la conception graduelle de ces architectures tout en permettant la validation et l'évaluation, à chaque niveau d'abstraction, des performances qui en découlent. Les contributions apportées par cette thèse sont (1) la définition d'un modèle de représentation unifié et à différents niveaux d'abstraction des architectures logicielles/matérielles des systèmes MPSoC basé sur le concept d'interface abstraite logiciel/matériel, (2) la spécification d'une sémantique d'exécution de ce modèle dans le cadre d'un environnement de cosimulation globale basé sur SystemC et (3) la proposition d'une méthodologie de raffinement automatique de ces interfaces abstraites exploitant une technologie de composition à base de graphe de dépendance de services
Exploring and validating architectural choices related both to hardware platform design and embedded software is a key enabler to reach a convenient performance/cost tradeoff. By analysing classic design flows, it turns out that the major source behind such developpment cost is due to the late integration of hardware and software parts of a multiprocessor system-on-chip (MPSoC) system. In this thesis, we address this problem of late integration by proposing a unified model allowing the joint representation, at different abstraction levels, of the hardware/software architecture. This model is aimed at easing the gradual SoC design while allowing the validation and the evaluation of the resulted performance at each abstraction level. The contributions of this thesis are (1) the definition of a unified representation model of hardware/software architectures at different abstraction levels, (2) the specification of an execution semantic of this unified model in the context of a global cosimulation environment based on SystemC and (3) a methodology for the automatic refinement of these abstract interfaces relying on a composition technology based on the service dependecy graph

La contribution de cette thèse concerne le développement et la conception d’un système multimédia embarqué basé sur l’approche de conception conjointe matérielle/logicielle (codesign). Il en résulte ainsi la constitution d’une bibliothèque de modules IP (Intellectual Property) pour les applications vidéo. Dans ce contexte, une plateforme matérielle de validation a été réalisée servant au préalable à l’évaluation de l’approche de conception en codesign pour l’étude d’algorithmes de traitement vidéo. Nous nous sommes ainsi intéressés en particulier à l’étude et à l’implantation de la norme de décompression vidéo H.264/AVC. Pour la validation fonctionnelle, l’ensemble du développement a été réalisé autour d’une carte Xilinx à base d’un circuit programmable FPGA Xilinx Virtex-5en mettant en œuvre le processeur hardcore PowerPC du circuit programmable dans l’environnement logiciel Linux pour l’embarqué. Le décodeur H.264/AVC ainsi développé comporte différents accélérateurs matériels pour la transformation inverse ainsi que le filtre anti-blocs. Nous avons pu tester les performances au regard du respect des contraintes temporelles en intégrant une extension temps réel à la plateforme de validation suivant différentes conditions de stress du système. L’extension temps réel Xenomai fournit ainsi une réponse adéquate aux problématiques de charge du système et de maîtrise des contraintes temporelles inhérentes à tout système de traitement vidéo tout en autorisant aussi l’utilisation d’applications classiques mises en œuvre dans l’environnement standard Linux embarqué
The main contribution of this thesis concerns the development and the design of an embedded system for multimedia based on the codesign approach (HW/SW). Towards this end, a library off lexible IP cores (Intellectual Property) for video applications was created. In this context, a hardware platform was used for evaluation of the codesign-based approach in order to study video processingalgorithms. Thus, we particularly focused on the study and the implementation of H.264/AVC decoder. For functional validation, the entire development was carried out around a FPGA Virtex-5 Xilinx board embedding a hardcore PowerPC processor running embedded Linux operating system. The H.264/AVC developed decoder consists of hardware accelerators for the inverse transformation and the deblocking filter. We evaluated the performances in terms of respect of temporal constraints by integrating a real-time extension to the validation platform under different stress conditions. The Xenomai real-time extension has proven its high performance level of compliance with hard real-time constraints. This extension offers a real solution for real-time behavior without limiting the use of conventional applications implemented traditionally in a time sharing environment

L’un des objectifs de la microélectronique est de concevoir et fabriquer des SoCs de petites tailles, à moindre coût et visant des marchés tel que l’internet des objets. À matériel fixe sur lequel l’on ne dispose d’aucune marge de manœuvre, l’un des challenges pour un développeur de logiciels embarqués est d’écrire son programme de manière à ce qu’à l’exécution, le logiciel développé puisse utiliser au mieux les capacités de ces SoCs. Cependant, ces programmes n’utilisent pas toujours correctement les capacités de traitement disponibles sur le SoC. L’estimation et l’optimisation de la performance du logiciel devient donc une activité cruciale. A l’exécution, ces programmes sont très souvent victimes de l’apparition de cycles de gel de processeur dus à l’absence de données en mémoire cache. Il existe plusieurs approches permettant d’éviter ces cycles de gel de processeur. Par l’exemple l’utilisation des options de compilation adéquates pour la génération du meilleur code exécutable possible. Cependant les compilateurs n’ont qu’une idée abstraite (sous forme de formules analytiques) de l’architecture du matériel sur lequel le logiciel s’exécutera. Une alternative est l’utilisation des processeurs « Out–Of–Order ». Mais ces processeurs sont très couteux en terme de coût de fabrication car nécessites une surface de silicium importante pour l’implantation de ces mécanismes. Dans cette thèse, nous proposons une méthode itérative basée sur les plateformes virtuelles précises au niveau du cycle qui permet d’identifier les instructions du programme à optimiser responsables à l’exécution, de l’apparition des cycles de gel de processeur dus à l’absence de données dans le cache L1. L’objectif est de fournir au développeur des indices sur les emplacements du code source de son programme en langage de haut niveau (C/C++ typiquement) qui sont responsables de ces gels. Pour chacune de ces instructions, nous fournissons leur contribution au rallongement du temps d’exécution totale du programme. Finalement nous estimons le gain potentiel maximal qu’il est possible d’obtenir si tous les cycles de gel identifiés sont évités en insérant manuellement dans le code source du programme à optimiser, des instructions de pré–chargement de données dirigé par le logiciel
One of microelectronics purposes is to design and manufacture small-sized, low-cost SoCs targeting markets such as the Internet of Things. With fixed hardware on which there is no possible flexibility, one of the challenges for an embedded software developer is to write his program so that, at runtime, the software developed can make the best use of these SoC capabilities. However, these programs do not always properly use the available SoC processing capabilities. Software performance estimation and optimization is then a crucial activity. At runtime, these programs are very often victims of processor data stall cycles. There are several approaches to avoiding these processor data stall cycles. For example, using the appropriate compilation options to generate the best executable code. However, the compilers have only an abstract knowledge (as analytical formulas) of the hardware architecture on which the software will be executed. Another way of solving this issue is to use Out-Of- Order processors. But these processors are very expensive in terms of manufacturing cost because they require a large silicon surface for the implementation of the Out-Of-Order mechanism. In this thesis, we propose an iterative methodology based on cycle accurate virtual platforms, which helps identifying precisely instructions of the program which are responsible of the generation of processor data stall cycles. The goal is to provide the developer with clues on the source code lignes of his program’s in high level language (C/C++ typically) which are responsible of these stalls. For each instructions, we provide their contribution to lengthening of the total program execution time. Finally, we estimate the maximum potential gain that can be achieved if all identified stall cycles are avoided by manually inserting software preloading instructions into the source code of the program to optimize

Avec la construction des robots de plus en plus complexes, la croissance des architectures logicielles robotiques et l’explosion de la diversité toujours plus grande des applications et misions des robots, la conception, le développement et l’intégration des entités logicielles des systèmes robotiques, constituent une problématique majeure de la communauté robotique. En effet, les architectures logicielles robotiques et les plateformes de développement logiciel pour la robotique sont nombreuses, et sont dépendantes du type de robot (robot de service, collaboratif, agricole, médical, etc.) et de son mode d'utilisation (en cage, d’extérieur, en milieu occupé, etc.). L’effort de maintenance de ces plateformes et leur coût de développement sont donc considérables.Les roboticiens se posent donc une question fondamentale : comment réduire les coûts de développement des systèmes logiciels robotiques, tout en augmentant leur qualité et en préservant la spécificité et l’indépendance de chaque système robotique? Cette question induit plusieurs autres : d’une part, comment décrire et encapsuler les diverses fonctions que doit assurer le robot, sous la forme d’un ensemble d’entités logicielles en interaction? Et d’autre part, comment conférer à ces entités logicielles, des propriétés de modularité, portabilité, réutilisabilité, interopérabilité, etc.?A notre avis, l’une des solutions les plus probables et prometteuses à cette question consiste à élever le niveau d’abstraction dans la définition des entités logicielles qui composent les systèmes robotiques. Pour ce faire, nous nous tournons vers l’ingénierie dirigée par les modèles, et plus particulièrement la conception des DSML (Domain Specific Modeling Language).Dans cette thèse, nous réalisons dans un premier temps, une étude comparative des langages de modélisation et de méthodes utilisés dans le développement des systèmes embarqués temps réel en général. L’objectif de ce premier travail étant de voir s’il en existe qui puissent permettre de répondre aux questions susmentionnées des roboticiens. Cette étude, non seulement nous montre que ces approches ne sont pas adaptées à la définition des architectures logicielles robotiques, mais elle aboutit surtout à unFramework, que nous proposons et qui aide à choisir la (les) méthode(s) et/ou le(s) langage(s) de modélisation le(s) plus adapté(s) aux besoins du concepteur. Par la suite, nous proposons un DSML baptisé RsaML (Robotic Software Architecture Modeling Language), pour la définition des architectures logicielles robotiques avec prise en compte de propriétés temps réel. Pour ce faire, un méta-modèle est proposé à partir des concepts que les roboticiens ont l’habitude d’utiliser pour la définition de leurs applications. Il constitue la syntaxe abstraite du langage. Les propriétés temps réel sont identifiées à leur tour et incluses dans les concepts concernés. Des règles sémantiques du domaine de la robotique sont ensuite définies sous forme de contraintes OCL, puis intégrées au méta-modèle, pour permettre que des vérifications de propriétés non fonctionnelles et temps réel soient effectuées sur les modèles construits. Le Framework de modélisation EMF d’Eclipse a été utilisé pour mettre en oeuvre un éditeur qui supporte le langage RsaML.La suite des travaux réalisés dans cette thèse a consisté à définir des transformations de modèles, puis à les utiliser pour implémenter des générateurs. Ces derniers permettent à partir d’un modèle RsaML construit, d’une part, de produire sa documentation et, d’autre part, de produire du code source en langage C. Ces contributions sont validées à travers un cas d’étude décrivant un scénario basé sur le robot Khepera III
With the construction of increasingly complex robots, the growth of robotic software architectures and the explosion of ever greater diversity of applications and robots missions, the design, development and integration of software entities of robotic systems, constitute a major problem for the robotics community. Indeed, robotic software architectures and software development platforms for robotics are numerous, and are dependent on the type of robot (service robot, collaborative, agricultural, medical, etc.) and its usage mode (In cage, outdoor, environment with obstacles, etc.).The maintenance effort of these platforms and their development cost are therefore considerable.Roboticists are therefore asking themselves a fundamental question: how to reduce the development costs of robotic software systems, while increasing their quality and preserving the specificity and independence of each robotic system? This question induces several others: on the one hand, how to describe and encapsulate the various functions that the robot must provide, in the form of a set of interactive software entities? And on the other hand, how to give these software entities, properties of modularity, portability, reusability, interoperability etc.?In our opinion, one of the most likely and promising solutions to this question, is to raise the level of abstraction in defining the software entities that make up robotic systems. To do this, we turn to model-driven engineering, specifically the design of Domain Specific Modeling Language (DSML).In this thesis, we first realize a comparative study of modeling languages and methods used in the development of embedded real time systems in general. The objective of this first work is to see if there are some that can make it possible to answer the aforementioned questions of the roboticists. This study not only shows that these approaches are not adapted to the definition of robotic software architectures, but mainly results in a framework, which we propose and which helps to choose the method (s) and / or the modeling language (s) best suited to the needs of the designer. Subsequently, we propose a DSML called Robotic Software Architecture Modeling Language (RsaML), for the definition of robotic software architectures with real-time properties. To do this, a meta-model is proposed from the concepts that roboticists are used to in defining their applications. It constitutes the abstract syntax of the language. Real-time properties are identified and included in the relevant concepts. Semantic rules in the field of robotics are then defined as OCL constraints and then integrated into the meta-model, to allow non-functional and realtime property checks to be performed on the constructed models.Eclipse Modeling Framework has been used to implement an editor that supports the RsaML language. The rest of the work done in this thesis involved defining model transformations and then using them to implement generators. These generators make it possible from a RsaML model built, to produce its documentation and source code in C language. These contributions are validated through a case study describing a scenario based on the Khepera III robot