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Les systèmes embarqués rendent un nombre de services grandissant et font partie de notre vie quotidienne : ascenseurs, transports, téléphonie, médecine, énergie, industrie, etc. Ainsi, si l’on parle de plus en plus de systèmes embarqués, il s’agit avant tout d’un ensemble complet et intégré (matériel + logiciel). Le point central de leur développement est leur interaction avec leur environnement et les conséquences associées en termes de sécurité et de fiabilité. Cet ouvrage dresse un état de l’art du développement des systèmes embarqués. Il se concentre particulièrement sur leur modélisation et leur analyse. Il s’agit d’opérations cruciales qui détermineront la fiabilité du futur système. L’apparition récente des techniques basées sur l’ingénierie des modèles pourrait révolutionner le développement de ces systèmes en assurant une continuité entre le niveau conceptuel et l’implémentation de la partie logicielle. L’ouvrage expose trois approches parmi les plus utilisées : SysML (aspects ingénierie système), UML/MARTE et AADL (conception/analyse).
La mécatronique associe l’informatique, la mécanique et l’électronique. Elle améliore les performances des systèmes électroniques embarqués en réduisant leurs poids, leurs volumes, leurs consommations d’énergie et leurs coûts. Les systèmes mécatroniques embarqués 2 expose les avancées de la recherche et de l’industrie appliquées aux domaines des systèmes mécatroniques qui intègrent la fiabilité dans le processus de conception. Accompagné d’exemples détaillés, cet ouvrage développe une méthodologie de caractérisation des défauts des systèmes mécatroniques. Il analyse la modélisation multiphysique des défauts, révélant les faiblesses de conception et les mécanismes de défaillance. Il présente également l’élaboration de métamodèles permettant de simuler les effets sur la fiabilité des conditions d’emploi et de fabrication. Cette deuxième édition revue et augmentée contient une révision du chapitre sur le développement des métamodèles. Deux nouveaux chapitres ont été ajoutés : l’un sur l’étude probabiliste et l’optimisation de la brasure, et l’autre sur une analyse de la fiabilité basée sur les métamodèles des boîtiers à échelle de puce.
Les techniques formelles réalisent des modèles de spécifications et/ou de conception et servent principalement à l'analyse statique de code, à la démonstration du respect de propriété et à la bonne gestion des calculs sur les flottants. Différents domaines tels les systèmes de transport, la production d'énergie ou la santé prennent en compte l'implémentation de ces méthodes pour satisfaire les exigences de sécurité élevées des systèmes critiques. Leur mise en œuvre dans le cadre d'une application industrielle (application de grande taille, contrainte de coût et de délais, etc.) ne peut se faire que par l'emploi d'outils suffisamment matures et performants. Cet ouvrage collectif présente des exemples concrets d'utilisation des techniques formelles comme la méthode B, SCADE, MaTeLo, ControlBuild, SparkAda et POLYSPACE et des techniques de vérification associées. Il en identifie aussi les avantages et les difficultés.
La mécatronique associe l’informatique, la mécanique et l’électronique. Elle améliore les performances des systèmes électroniques embarqués en réduisant leurs poids, leurs volumes, leurs consommations d’énergie et leurs coûts. Les systèmes mécatroniques embarqués 1 présente deux méthodologies : l’approche statistique d’optimisation de la conception par la fiabilité et l’approche expérimentale pour la caractérisation de l’évolution des systèmes mécatroniques en mode de fonctionnement. Il examine également les nouveaux outils d’analyse des effets des contraintes d’origine thermique, vibratoire, humide, électrique et électromagnétique. Cette deuxième édition augmentée et révisée contient un nouveau chapitre qui introduit l’algorithme BSAMO, un algorithme d’optimisation multiobjectif qui permet de résoudre les problèmes d’interaction fluide-structure. Des tests pratiques et des comparaisons avec des algorithmes bien connus démontrent comment BSAMO répond efficacement à des problèmes multiphysiques dans le monde réel.
Le contexte actuel mène les concepteurs vers des systèmes toujours plus complexes et performants, intégrant un grand nombre d’éléments souvent fortement couplés et appartenant à divers champs de la physique énergétique. Après une présentation de l’approche systémique de conception, ce premier volume rassemble les points-clés permettant de modéliser et de caractériser efficacement des systèmes multiphysiques (formalismes graphiques, Bond Graphs, GIC/REM), d’analyser la qualité et la stabilité des réseaux et de contribuer à la robustesse en conception intégrée. La gestion de l’énergie des systèmes énergétiques hybrides incluant du stockage est également largement détaillée et différentes méthodes statistiques permettant de dimensionner les réseaux ou de caractériser leur sûreté de fonctionnement sont proposées (par exemple, la méthode de Monte-Carlo). Les techniques d’analyse, de synthèse et de gestion présentées dans cet ouvrage participent à l’optimisation des systèmes énergétiques. Elles sont complétées par des approches spécifiquement orientées vers la conception par optimisation, objets du second volume.
Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la définition d'une approche de modélisation qui permet de faire face à la complexité des systèmes embarqués, réduire leur temps de conception et couvrir différents domaines d'applications (Modèles de Traitement). Cette approche, appelée ModelJ, est basée sur le paradigme de composant et le paradigme d'aspect. Elle explore le potentiel de ces nouveaux paradigmes logiciels, apparus récemment, dans le cadre de la modélisation des systèmes embarqués. L'approche propose d'une part, un métamodèle indépendant de tout langage de modélisation, qui permet de fournir des modèles abstraits , réutilisables et modulaires contribuant à faciliter la modélisation des systèmes embarqués, et d'autre part de proposer un framework qui met en oeuvre le métamodèle et qui fournit un environnement logiciel pour la définition de modèles et la validation de ceux-ci par simulation.
This book constitutes the refereed proceedings of the Third International Conference on the Unified Modeling Language, 2000, held in York, UK in October 2000. The 36 revised full papers presented together with two invited papers and three panel outlines were carefully reviewed and selected from 102 abstracts and 82 papers submitted. The book offers topical sections on use cases, enterprise applications, applications, roles, OCL tools, meta-modeling, behavioral modeling, methodology, actions and constraints, patterns, architecture, and state charts.
L'objectif de cette étude est de proposer une approche générale d'évaluation de la validité d'une Modélisation et Simulation (M&S) utilisée dans le cadre du développement des systèmes embarqués. Cette approche s'inscrit dans une démarche visant à améliorer la confiance en l'utilisation d'une simulation dont les résultats sont souvent remis en cause sans justification cohérente. Le cadre d'application de l'étude est l'ensemble des produits de simulation d'Airbus. Au regard d'un objectif de validation d'un système, une simulation doit être la plus proche possible du système qu'elle représente. Dans le cycle de développement d'un avion, les simulations doivent être disponibles avant les systèmes eux-mêmes. Si le niveau de validité est trop faible les résultats nécessaires à l'expérience ne peuvent être atteints. Si le niveau de validité est trop élevé, du temps de travail de modélisation et de calcul est inutilement dépensé. Nous avons assimilé le problème de niveau de validité à une hiérarchie d'abstraction de modèles. Nous proposons un modèle de description des propriétés d'abstractions qui permet de parler strictement des mêmes choses lorsque le terme de "validité" est évoqué et d'évaluer la compatibilité entre un niveau de validité attendu par l'expérience et un niveau de validité fourni par le produit de simulation. Puis, nous avons établi des règles formelles de mise en correspondance d'un objectif d'utilisation et du domaine d'usage d'un modèle. Le problème de la mise en correspondance est fondé sur le principe qu'un objectif d'utilisation et un domaine d'usage d'une simulation sont deux composants, au sens formel du terme. Nous avons adapté les techniques de l'ingénierie basée composants, pour enrichir, par des techniques itératives, nos deux composants. Enfin nous avons proposé une méthodologie permettant d'intégrer nos concepts formels au processus d'Ingénierie Systèmes. Nous illustrons cette démarche sur un système de communication avionique.