{"id":60049,"date":"2023-10-05T14:51:32","date_gmt":"2023-10-05T13:51:32","guid":{"rendered":"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/non-classifiee\/options-de-calcul-pour-la-robotique\/"},"modified":"2023-10-09T11:09:09","modified_gmt":"2023-10-09T10:09:09","slug":"options-de-calcul-pour-la-robotique","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/fr\/automatisation\/options-de-calcul-pour-la-robotique\/","title":{"rendered":"Options de calcul pour la robotique"},"content":{"rendered":"\n<p>L&rsquo;architecture et la conception du robot couvrent\r\nmaintenant un large \u00e9ventail de fonctions et de\r\ncapacit\u00e9s. Cela a un fort impact sur la capacit\u00e9 du processeur, et\r\nsur ce qui est utilis\u00e9 pour la fournir. Dans l&rsquo;environnement contr\u00f4l\u00e9 d&rsquo;une cage de s\u00e9curit\u00e9,\r\nun robot de production a besoin de relativement peu\r\nde mesures de protection et peut utiliser des strat\u00e9gies\r\nde contr\u00f4le proc\u00e9durales simples.<\/p>\n\n\n\n<p>Les concepteurs doivent veiller \u00e0 ce que le robot s&rsquo;arr\u00eate si la cage est ouverte, ou si les pi\u00e8ces ne sont pas align\u00e9es comme pr\u00e9vu. De m\u00eame, il est possible de surmonter de nombreuses difficult\u00e9s en mati\u00e8re de s\u00e9curit\u00e9 \u00e0 l&rsquo;aide de simples verrouillages mat\u00e9riels, plut\u00f4t qu&rsquo;avec des combinaisons complexes de capteurs d&rsquo;image et de logiciels. Les principales exigences en mati\u00e8re de processeur sont d&rsquo;assurer un contr\u00f4le efficace et pr\u00e9cis des mouvements. Ceci demande notamment l&rsquo;utilisation de microcontr\u00f4leurs ou de processeurs de signaux num\u00e9riques pour g\u00e9rer le flux de puissance vers les moteurs et autres actionneurs.<\/p>\n\n\n\n<h2 id=\"levolution-des-microcontroleurs\" class=\"wp-block-heading\">L&rsquo;\u00e9volution des microcontr\u00f4leurs<\/h2>\n\n\n\n<p>Les conceptions de robot de production classique ont tendance \u00e0 \u00eatre inflexibles. Tous leurs programmes doivent \u00eatre programm\u00e9s, simul\u00e9s et test\u00e9s minutieusement avant que le robot soit autoris\u00e9 \u00e0 fonctionner. Dans le secteur de la fabrication, les utilisateurs souhaitent que les robots soient plus flexibles afin qu&rsquo;ils puissent \u00eatre rapidement affect\u00e9s \u00e0 diff\u00e9rentes t\u00e2ches. Ils doivent \u00e9galement \u00eatre capables de se d\u00e9placer dans la zone de production, ce qui leur demande de fonctionner en dehors de la cage de s\u00e9curit\u00e9. Ces exigences demandent une plus grande capacit\u00e9 du processeur pour que le robot puisse naviguer sans collision accidentelle avec des objets ou sans blesser de personnes spectatrices.<\/p>\n\n\n\n<p>Par cons\u00e9quent, les robots doivent \u00eatre en mesure de traiter l&rsquo;entr\u00e9e de capteur en temps r\u00e9el et de prendre des d\u00e9cisions intelligentes instantan\u00e9es selon l&rsquo;\u00e9volution de la situation. Plus les robots s&rsquo;\u00e9loignent de la cage de s\u00e9curit\u00e9, plus ils interagissent avec les humains et plus ils auront besoin d&rsquo;une grande capacit\u00e9 de processeur. Ils \u00e9voluent en effet alors au-del\u00e0 de l&rsquo;environnement relativement contr\u00f4l\u00e9 de l&rsquo;atelier de fabrication. Les robots de service et les drones de livraison doivent \u00eatre capables de r\u00e9agir intelligemment \u00e0 des situations complexes.<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-full is-resized\"><img  loading=\"lazy\"  decoding=\"async\"  src=\"data:image\/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAAEAAAABAQMAAAAl21bKAAAAA1BMVEUAAP+KeNJXAAAAAXRSTlMAQObYZgAAAAlwSFlzAAAOxAAADsQBlSsOGwAAAApJREFUCNdjYAAAAAIAAeIhvDMAAAAASUVORK5CYII=\"  alt=\"\"  class=\"wp-image-57760 pk-lazyload\"  style=\"width:700px;height:230px\"  width=\"700\"  height=\"230\"  data-pk-sizes=\"auto\"  data-ls-sizes=\"auto, (max-width: 700px) 100vw, 700px\"  data-pk-src=\"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/DRG012-01-arm-cortex-m3-pipeline.jpg\"  data-pk-srcset=\"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/DRG012-01-arm-cortex-m3-pipeline.jpg 791w, https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/DRG012-01-arm-cortex-m3-pipeline.jpg?resize=300,99 300w, https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/DRG012-01-arm-cortex-m3-pipeline.jpg?resize=768,252 768w, https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/DRG012-01-arm-cortex-m3-pipeline.jpg?resize=380,125 380w, https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/DRG012-01-arm-cortex-m3-pipeline.jpg?resize=550,181 550w\" ><figcaption class=\"wp-element-caption\">La famille de processeurs ARM Cortex-M est un pilier de nombreux produits de microcontr\u00f4leurs.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n<p>Dans ces sc\u00e9narios plus complexes, une plus grande sophistication du logiciel est n\u00e9cessaire, allant de pair avec le d\u00e9bit de calcul. Le concepteur dispose de nombreuses options pour fournir la capacit\u00e9 de processeur n\u00e9cessaire, que ce soit en termes de fournisseurs ou d&rsquo;architecture globale.<\/p>\n\n\n\n<h3 id=\"lutilisation-des-microcontroleurs\" class=\"wp-block-heading\">L&rsquo;utilisation des microcontr\u00f4leurs <\/h3>\n\n\n\n<p>Le microcontr\u00f4leur (MCU) est depuis de nombreuses\r\nann\u00e9es l&rsquo;\u00e9l\u00e9ment de calcul de choix pour les robots de\r\nbase. Le microprocesseur est le coeur de la MCU. A l&rsquo;origine, les coeurs de microprocesseurs des MCU\r\nont \u00e9t\u00e9 optimis\u00e9s pour un contr\u00f4le de niveau logique\r\net une arithm\u00e9tique simple. Mais depuis leur\r\nintroduction il y a presque 50 ans, les capacit\u00e9s de\r\nperformances et de traitement des donn\u00e9es ont\r\nconsid\u00e9rablement augment\u00e9. Aujourd&rsquo;hui, les coeurs de microprocesseurs qui\r\nfonctionnent en mots de donn\u00e9es de 32 bits et offrent\r\ndes fonctionnalit\u00e9s performantes telles que le pipeline\r\net l&rsquo;architecture de type Harvard, sont maintenant\r\npropos\u00e9s \u00e0 un co\u00fbt permettant m\u00eame \u00e0 de simples\r\nsyst\u00e8mes de les utiliser.<\/p>\n\n\n\n<p>Dans un c\u0153ur de microprocesseur de 32 bits classique, tel que l&rsquo;ARM Cortex-M3, un pipeline d&rsquo;instruction s\u00e9pare l&rsquo;ex\u00e9cution de commandes en plusieurs phases. Dans le pipeline M3, l&rsquo;instruction provient premi\u00e8rement d&rsquo;un cache local. Si l&rsquo;instruction n&rsquo;est pas dans le cache, elle doit d&rsquo;abord \u00eatre charg\u00e9e \u00e0 partir de la m\u00e9moire principale. Une fois dans le pipeline, les octets d&rsquo;instruction sont d\u00e9cod\u00e9s pour \u00e9valuer les unit\u00e9s fonctionnelles qui doivent \u00eatre activ\u00e9es pour ex\u00e9cuter l&rsquo;instruction. Enfin, l&rsquo;ex\u00e9cution a lieu.<\/p>\n\n\n\n<h2 id=\"le-pipeline-et-le-traitement-des-interruptions\" class=\"wp-block-heading\">Le pipeline et le traitement des interruptions<\/h2>\n\n\n\n<p>Le pipeline est utilis\u00e9 pour masquer des effets comme la latence de la m\u00e9moire. Il permet d&rsquo;ex\u00e9cuter plusieurs instructions se chevauchant et augmente la vitesse d&rsquo;horloge puisque moins d&rsquo;\u00e9tapes logiques sont n\u00e9cessaires par cycle. Les c\u0153urs de processeur plus rapides utilisent des pipelines plus \u00e9tendus qui peuvent comporter dix \u00e9tapes ou plus. L&rsquo;inconv\u00e9nient des longs pipelines est une latence \u00e9lev\u00e9e en mati\u00e8re de branchement. Si un branchement est pris, il faut du temps pour recharger le pipeline avec les instructions n\u00e9cessaires au nouveau branchement.<\/p>\n\n\n\n<p>Le support li\u00e9 aux interruptions permet au c\u0153ur du processeur de suspendre temporairement l&rsquo;ex\u00e9cution du programme principal et de g\u00e9rer d&rsquo;autres t\u00e2ches. La gestion des interruptions est un \u00e9l\u00e9ment cl\u00e9 des applications qui ont besoin de r\u00e9ponse aux \u00e9v\u00e9nements en temps r\u00e9el. Sans elle, le code du programme devrait contenir des boucles sondant en continu les informations concernant des \u00e9v\u00e9nements externes, ce qui provoquerait un plus grand gaspillage de la capacit\u00e9 de calcul.<\/p>\n\n\n\n<h2 id=\"microprocesseurs-pour-les-concepteurs-de-robots\" class=\"wp-block-heading\">Microprocesseurs pour les concepteurs de robots<\/h2>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large is-resized\"><img  loading=\"lazy\"  decoding=\"async\"  src=\"data:image\/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAAEAAAABAQMAAAAl21bKAAAAA1BMVEUAAP+KeNJXAAAAAXRSTlMAQObYZgAAAAlwSFlzAAAOxAAADsQBlSsOGwAAAApJREFUCNdjYAAAAAIAAeIhvDMAAAAASUVORK5CYII=\"  alt=\"\"  class=\"wp-image-57743 pk-lazyload\"  style=\"width:700px;height:467px\"  width=\"1024\"  height=\"683\"  data-pk-sizes=\"auto\"  data-pk-src=\"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/iStock-626305854-1-1024x683.jpg\" ><\/figure>\n\n\n\n<p>Un sch\u00e9ma de priorit\u00e9 employ\u00e9 par la plupart des c\u0153urs de processeur permet d&rsquo;interrompre des p\u00e9riph\u00e9riques relativement peu importants pouvant \u00eatre ignor\u00e9s, pendant que le processeur g\u00e8re les op\u00e9rations courantes critiques, telles que le transfert de contr\u00f4le d&rsquo;une t\u00e2che \u00e0 l&rsquo;autre, ou l&rsquo;entr\u00e9e d&rsquo;une interruption critique. Il en r\u00e9sulte une architecture hautement flexible qui peut traiter de nombreux types d&rsquo;applications en temps r\u00e9el.<\/p>\n\n\n\n<p>Une version sp\u00e9cialis\u00e9e importante du microprocesseur pour les concepteurs de robot est le processeur de signal num\u00e9rique (DSP). Il s&rsquo;agit d&rsquo;un c\u0153ur de processeur qui fournit des instructions et du mat\u00e9riel d&rsquo;ex\u00e9cution optimis\u00e9 pour les algorithmes de traitement de signaux tels que les filtres et les transformations de Fourier rapides. De telles instructions comprennent des op\u00e9rations rapides de \u00abfused multiply-add\u00bb (FMA), pr\u00e9sentes dans pratiquement tous les algorithmes DSP. Comme le code DSP fonctionne sur des structures de donn\u00e9es telles que des matrices et des vecteurs, il est relativement facile de parall\u00e9liser le travail. Cela a conduit \u00e0 l&rsquo;impl\u00e9mentation d&rsquo;unit\u00e9s d&rsquo;ex\u00e9cution SIMD (\u00e0 instruction simple et donn\u00e9es multiples) qui effectuent les m\u00eames op\u00e9rations, comme les op\u00e9rations multiply-add, pour plusieurs \u00e9l\u00e9ments d&rsquo;un tableau en m\u00eame temps. Le r\u00e9sultat est une vitesse beaucoup plus grande pour une complexit\u00e9 et un co\u00fbt suppl\u00e9mentaires limit\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n<p>Un microcontr\u00f4leur comprend un certain nombre de\r\np\u00e9riph\u00e9riques int\u00e9gr\u00e9s qui sont organis\u00e9s autour du\r\ncoeur du processeur. G\u00e9n\u00e9ralement, dans un microcontr\u00f4leur industriel ou\r\nrobotique, les p\u00e9riph\u00e9riques varient des r\u00e9seaux de\r\nm\u00e9moire aux unit\u00e9s de d\u00e9clenchement de la\r\ntemporisation avanc\u00e9es, utilis\u00e9es pour soulager le\r\nmicroprocesseur de la modulation d&rsquo;impulsion en\r\ndur\u00e9e (PWM). La PWM est un \u00e9l\u00e9ment essentiel de presque toutes les\r\nstrat\u00e9gies de commande de moteur et elle occupe une\r\nplace majeure dans la conception robotique. D&rsquo;autres dispositifs system-on-chip (SoC) ajoutent des\r\nfonctionnalit\u00e9s autour d&rsquo;un microcontr\u00f4leur telles que\r\ndes \u00e9metteurs-r\u00e9cepteurs sans fil, un chiffrement\r\nd\u00e9di\u00e9 et une logique d&rsquo;authentification, ainsi que des\r\nacc\u00e9l\u00e9rateurs graphiques.<\/p>\n\n\n\n<h3 id=\"controle-et-materiel\" class=\"wp-block-heading\">Contr\u00f4le et mat\u00e9riel<\/h3>\n\n\n\n<p>L&rsquo;utilisation de p\u00e9riph\u00e9riques intelligents souligne \u00e9galement un principe de conception de plus en plus important pour les robots: l&rsquo;exploitation de commande r\u00e9partie et l&rsquo;acc\u00e9l\u00e9ration mat\u00e9rielle. Un microprocesseur peut \u00eatre utilis\u00e9 pour mettre en \u0153uvre la commande PWM, mais cela signifie souvent une mauvaise allocation des ressources. Le probl\u00e8me principal est que le logiciel doit couper \u00e0 plusieurs reprises le courant entre les transistors dans le demi-pont qui contr\u00f4le le d\u00e9bit de courant d&rsquo;un moteur apr\u00e8s des intervalles pr\u00e9programm\u00e9s. Les interruptions d&rsquo;une horloge ou d&rsquo;un compteur temps r\u00e9el peuvent facilement d\u00e9clencher des gestionnaires pour qu&rsquo;ils coupent l&rsquo;alimentation, avant de configurer le minuteur pour le cycle suivant. Cela aboutit cependant \u00e0 de fr\u00e9quentes interruptions et donc \u00e0 une s\u00e9quence d&rsquo;op\u00e9rations extr\u00eamement simple.<\/p>\n\n\n\n<p>Un contr\u00f4leur PWM associe temporisation et logique de commutation, ce qui supprime le besoin d&rsquo;interrompre le c\u0153ur de microprocesseur pour chaque op\u00e9ration de commutation. Le logiciel doit simplement mettre \u00e0 jour r\u00e9guli\u00e8rement les temporisations pour d\u00e9finir le cycle op\u00e9ratoire PWM n\u00e9cessaire. Gr\u00e2ce \u00e0 une quantit\u00e9 relativement faible de logique suppl\u00e9mentaire qui peut fonctionner ind\u00e9pendamment du processeur pendant de longues p\u00e9riodes, l&rsquo;efficacit\u00e9 du logiciel est grandement am\u00e9lior\u00e9e. L&rsquo;architecture a des caract\u00e9ristiques communes avec d&rsquo;autres m\u00e9canismes de transfert du mat\u00e9riel qui deviendront de plus en plus importants dans la conception robotique. Les p\u00e9riph\u00e9riques mat\u00e9riels prennent en charge des \u00e9v\u00e9nements fr\u00e9quents en temps r\u00e9el, tandis que le logiciel d\u00e9finit une politique pour ces p\u00e9riph\u00e9riques.<\/p>\n\n\n\n<p>Avec les p\u00e9riph\u00e9riques mat\u00e9riels, les concepteurs sont limit\u00e9s aux fonctions offertes par les fournisseurs de circuits int\u00e9gr\u00e9s, bien que l&rsquo;int\u00e9gration de s\u00e9quenceurs fond\u00e9s sur des machines \u00e0 \u00e9tat mat\u00e9riel augmente leur flexibilit\u00e9. Par exemple, ces s\u00e9quenceurs peuvent lire les valeurs d&rsquo;un convertisseur A\/D, transf\u00e9rer les valeurs de donn\u00e9es \u00e0 la m\u00e9moire principale en utilisant l&rsquo;acc\u00e8s direct \u00e0 la m\u00e9moire (direct memory access ou DMA en anglais), ainsi que r\u00e9gler et recharger les minuteurs, sans jamais impliquer le c\u0153ur du processeur. Toutefois, les options restent limit\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n<h2 id=\"le-fpga-dans-la-robotique\" class=\"wp-block-heading\">Le FPGA dans la robotique<\/h2>\n\n\n\n<p>Le r\u00e9seau de portes programmables (FPGA) permet de cr\u00e9er des p\u00e9riph\u00e9riques mat\u00e9riels personnalis\u00e9s qui peuvent \u00eatre optimis\u00e9s pour des fonctions de contr\u00f4le robotique et d&rsquo;apprentissage automatique.<\/p>\n\n\n\n<p>Le c\u0153ur de la plupart des architectures FPGA est un tableau de recherche programmable qui peut \u00eatre configur\u00e9 pour mettre en \u0153uvre toute fonction logique pouvant s&rsquo;exprimer sous la forme d&rsquo;une table de v\u00e9rit\u00e9. En utilisant des commutateurs programmables dans la structure d&rsquo;interconnexion, les tables de recherche sont connect\u00e9es ensemble dans de complexes circuits logiques combin\u00e9s. G\u00e9n\u00e9ralement, chaque tableau de recherche est accompagn\u00e9 d&rsquo;un ou de plusieurs registres et d&rsquo;une logique de support suppl\u00e9mentaire, telles que des entr\u00e9es et des sorties de la cha\u00eene, afin de mettre en \u0153uvre des additionneurs arithm\u00e9tiques de mani\u00e8re efficace. Ensemble, ces fonctions forment un bloc logique qui est repris \u00e0 plusieurs reprises dans le FPGA.<\/p>\n\n\n\n<p>L&rsquo;inconv\u00e9nient par rapport \u00e0 la logique enti\u00e8rement personnalis\u00e9e est que leur efficacit\u00e9 en silicium est beaucoup plus faible. Il faut 10 \u00e0 20 fois plus de zones de silicium pour loger un circuit logique sur une structure FPGA que pour une impl\u00e9mentation personnalis\u00e9e et standard.<\/p>\n\n\n\n<p>Cependant, la plupart des FPGA prennent en charge la reprogrammation du r\u00e9seau logique, m\u00eame dans un syst\u00e8me en fonctionnement. Cela permet de partager les ressources en ne chargeant activement les acc\u00e9l\u00e9rateurs dans la structure que lorsqu&rsquo;ils sont n\u00e9cessaires. Cette approche offre \u00e9galement une plus grande souplesse au niveau de la conception finale, en permettant de prendre en charge de nouveaux mat\u00e9riels et des fonctionnalit\u00e9s suppl\u00e9mentaires.<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-full is-resized\"><img  loading=\"lazy\"  decoding=\"async\"  src=\"data:image\/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAAEAAAABAQMAAAAl21bKAAAAA1BMVEUAAP+KeNJXAAAAAXRSTlMAQObYZgAAAAlwSFlzAAAOxAAADsQBlSsOGwAAAApJREFUCNdjYAAAAAIAAeIhvDMAAAAASUVORK5CYII=\"  alt=\"\"  class=\"wp-image-57777 pk-lazyload\"  style=\"width:611px;height:395px\"  width=\"611\"  height=\"395\"  data-pk-sizes=\"auto\"  data-ls-sizes=\"auto, (max-width: 611px) 100vw, 611px\"  data-pk-src=\"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/DRG012-02-fpga-fabric-lut.jpg\"  data-pk-srcset=\"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/DRG012-02-fpga-fabric-lut.jpg 683w, https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/DRG012-02-fpga-fabric-lut.jpg?resize=300,194 300w, https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/DRG012-02-fpga-fabric-lut.jpg?resize=230,150 230w, https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/DRG012-02-fpga-fabric-lut.jpg?resize=380,245 380w, https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/DRG012-02-fpga-fabric-lut.jpg?resize=550,355 550w\" ><figcaption class=\"wp-element-caption\">La table de recherche FPGA est ce qui donne de la flexibilit\u00e9 au FPGA (r\u00e9seau de portes programmables)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-full is-resized\"><img  loading=\"lazy\"  decoding=\"async\"  src=\"data:image\/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAAEAAAABAQMAAAAl21bKAAAAA1BMVEUAAP+KeNJXAAAAAXRSTlMAQObYZgAAAAlwSFlzAAAOxAAADsQBlSsOGwAAAApJREFUCNdjYAAAAAIAAeIhvDMAAAAASUVORK5CYII=\"  alt=\"\"  class=\"wp-image-57795 pk-lazyload\"  style=\"width:321px;height:341px\"  width=\"321\"  height=\"341\"  data-pk-sizes=\"auto\"  data-pk-src=\"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/DRG012-03-fpga-routing.jpg\" ><figcaption class=\"wp-element-caption\">Les tables de recherche FGPA sont ensuite reli\u00e9es par une matrice d&rsquo;acheminement permettant d&rsquo;atteindre la fonctionnalit\u00e9 souhait\u00e9e<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n<p>Depuis leur introduction dans les ann\u00e9es 1980, les FPGA ont acquis d&rsquo;autres caract\u00e9ristiques qui am\u00e9liorent la densit\u00e9 globale. Les blocs m\u00e9moire permettent la cr\u00e9ation de tampons et de caches proches de la logique programmable. Ils sont accompagn\u00e9s depuis peu des moteurs DSP. Dans de nombreux cas, les moteurs DSP sont mis en \u0153uvre \u00e0 l&rsquo;aide d&rsquo;une approche de blocs de construction, compos\u00e9e d&rsquo;unit\u00e9s de 8 bits ou 16 bits, qui permet de les combiner pour prendre en charge des types de donn\u00e9es de haute pr\u00e9cision.<\/p>\n\n\n\n<p>Les unit\u00e9s DSP rendent le FPGA particuli\u00e8rement\r\nappropri\u00e9 pour le traitement des entr\u00e9es des capteurs\r\nqui produisent de grandes quantit\u00e9s de donn\u00e9es,\r\ncomme les cam\u00e9ras, les radars et d&rsquo;autres types de\r\ncapteurs d&rsquo;image. Il est fr\u00e9quent d&rsquo;utiliser une combinaison d&rsquo;unit\u00e9s DSP\r\net d&rsquo;acc\u00e9l\u00e9rateurs logiques pour manipuler des\r\nalgorithmes tels que la distorsion d&rsquo;image et la\r\ncompensation d&rsquo;\u00e9clairage, qui fournissent des entr\u00e9es\r\nplus coh\u00e9rentes pour l&rsquo;apprentissage automatique et\r\npour des fonctions similaires. Ces fonctions peuvent \u00eatre coordonn\u00e9es par des coeurs\r\nde microprocesseurs personnalis\u00e9s mis en oeuvre dans\r\nla structure programmable, qui agissent comme des\r\nmicros\u00e9quenceurs pour les processus primitifs.<\/p>\n\n\n\n<h2 id=\"exploitation-des-processeurs-graphiques-gpu-des-unites-de-traitement-de-la-vision-vpu-et-des-multiprocesseurs\" class=\"wp-block-heading\">Exploitation des processeurs graphiques (GPU), des unit\u00e9s de traitement de la vision (VPU) et des multiprocesseurs<\/h2>\n\n\n\n<p>Une autre option, en particulier pour les t\u00e2ches de traitement d&rsquo;images, consiste \u00e0 employer un processeur graphique (GPU) ou des unit\u00e9s de traitement de la vision (VPU). Ces derniers contiennent des moteurs DSP hautement parall\u00e9lis\u00e9s et optimis\u00e9s pour le traitement d&rsquo;images. Pour les robots qui ont besoin de niveaux tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9s de sensibilisation \u00e0 l&rsquo;environnement, ces unit\u00e9s d\u00e9di\u00e9es peuvent \u00eatre combin\u00e9es avec plusieurs CPU, parfois sur la m\u00eame puce, comme un SoC multic\u0153ur h\u00e9t\u00e9rog\u00e8ne.<\/p>\n\n\n\n<p>Le multiprocesseur peut \u00e9galement \u00eatre utilis\u00e9 pour am\u00e9liorer la fiabilit\u00e9 et la s\u00e9curit\u00e9 globales. Sa d\u00e9pendance \u00e0 l&rsquo;\u00e9gard des technologies de m\u00e9moire vuln\u00e9rables aux rayonnements ionisants est un probl\u00e8me qui concerne toutes les conceptions informatique. Lorsque le rayonnement ionisant frappe le substrat de silicium d&rsquo;un circuit int\u00e9gr\u00e9, il d\u00e9clenche une cascade d&rsquo;\u00e9lectrons libres qui font basculer l&rsquo;\u00e9tat logique d&rsquo;un transistor. Dans les transistors \u00e0 circuit combinatoire, l&rsquo;effet est g\u00e9n\u00e9ralement transitoire et persiste rarement. <\/p>\n\n\n\n<p>Toutefois, les m\u00e9moires et les registres sont plus vuln\u00e9rables au changement en raison de la fa\u00e7on dont ils recyclent leur contenu pour emp\u00eacher la fuite des donn\u00e9es stock\u00e9es. Les codes de v\u00e9rification et correction d&rsquo;erreur (Error checking and correction ou ECC en anglais) permettent de contr\u00f4ler ce probl\u00e8me. La probabilit\u00e9 d&rsquo;une perturbation due \u00e0 un seul \u00e9v\u00e9nement augmente avec la densit\u00e9 de la m\u00e9moire, ce qui cr\u00e9e un probl\u00e8me croissant lorsque ces circuits int\u00e9gr\u00e9s continuent d&rsquo;\u00e9voluer selon la loi de Moore. La v\u00e9rification et correction d&rsquo;erreur peut aussi ne pas distinguer toutes les erreurs. Dans ce cas, le programme agit sur des donn\u00e9es incorrectes, ce qui finit par provoquer une d\u00e9faillance au niveau du contr\u00f4le. Il ne faut pas que cela se produise pour un robot en interaction avec le public.<\/p>\n\n\n\n<h3 id=\"techniques-de-redondance-et-conception-de-processeurs-diversifies\" class=\"wp-block-heading\">Techniques de redondance et conception de processeurs diversifi\u00e9s<\/h3>\n\n\n\n<p>Des techniques fonctionnent, comme, par exemple, le traitement redondant du probl\u00e8me par des processeurs individuels qui v\u00e9rifient les travaux de chacun.<\/p>\n\n\n\n<p>Les processeurs peuvent \u00eatre du m\u00eame type et ex\u00e9cuter le m\u00eame code. La v\u00e9rification de la logique permet de comparer leurs sorties et utilise le vote pour d\u00e9terminer l&rsquo;op\u00e9ration \u00e0 autoriser, ou pour demander d&rsquo;ex\u00e9cuter \u00e0 nouveau des op\u00e9rations jusqu&rsquo;\u00e0 ce que les processeurs donnent leur accord.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large is-resized\"><img  loading=\"lazy\"  decoding=\"async\"  src=\"data:image\/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAAEAAAABAQMAAAAl21bKAAAAA1BMVEUAAP+KeNJXAAAAAXRSTlMAQObYZgAAAAlwSFlzAAAOxAAADsQBlSsOGwAAAApJREFUCNdjYAAAAAIAAeIhvDMAAAAASUVORK5CYII=\"  alt=\"\"  class=\"wp-image-57813 pk-lazyload\"  style=\"width:700px;height:463px\"  width=\"1024\"  height=\"678\"  data-pk-sizes=\"auto\"  data-pk-src=\"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/iStock-1129032734-1024x678.jpg\" ><\/figure>\n\n\n\n<p>L&rsquo;utilisation de trois processeurs avec le vote \u00e0 la majorit\u00e9 est plus ch\u00e8re mais moins intrusive, car les op\u00e9rations de r\u00e9ex\u00e9cution peuvent provoquer des retards non d\u00e9sir\u00e9s. La redondance modulaire peut \u00e9galement \u00eatre mise en \u0153uvre au niveau de la porte.<\/p>\n\n\n\n<p>Dans un accord redondant, les processeurs ne doivent pas \u00eatre identiques. Certaines architectures ont un processeur moins performant qui agit comme un moteur de v\u00e9rification. Plut\u00f4t que d&rsquo;ex\u00e9cuter le m\u00eame logiciel, il effectue tout simplement des contr\u00f4les de coh\u00e9rence et impose une r\u00e9ex\u00e9cution en cas d&rsquo;\u00e9chec d&rsquo;une v\u00e9rification ou, dans des cas plus extr\u00eames, une r\u00e9initialisation compl\u00e8te.<\/p>\n\n\n\n<p>Pour minimiser les risques d&rsquo;erreurs de conception syst\u00e9matiques dans l&rsquo;\u00e9quation, les processeurs dupliqu\u00e9s peuvent \u00eatre con\u00e7us et mis en \u0153uvre de diff\u00e9rentes fa\u00e7ons. Cette technique est utilis\u00e9e sur certains SoC multic\u0153urs mis au point pour des syst\u00e8mes de s\u00e9curit\u00e9 automobile.<\/p>\n\n\n\n<h2 id=\"options-architecturales-pour-les-concepteurs-de-robots\" class=\"wp-block-heading\">Options architecturales pour les concepteurs de robots<\/h2>\n\n\n\n<p>Gr\u00e2ce \u00e0 cela, les concepteurs de robots peuvent maintenant choisir parmi un large \u00e9ventail d&rsquo;options architecturales allant de simples conceptions \u00e0 des machines hautement flexibles qui peuvent r\u00e9agir intelligemment \u00e0 des probl\u00e8mes et \u00e0 des obstacles, et continuer \u00e0 fonctionner efficacement.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"L&rsquo;architecture et la conception du robot couvrent maintenant un large \u00e9ventail de fonctions et de capacit\u00e9s. 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