M2M. Modules. cellulaires : un marché à la croisée des chemins. Logiciels & systèmes

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1 N Logiciels & systèmes Modules M2M cellulaires : un marché à la croisée des chemins Raspberry Pi, BeagleBone et Arduino : les nouvelles stars de l embarqué Très haut débit : le VDSL2 donne un second souffle à la paire téléphonique Avec le CAN FD, le bus CAN passe en bande passante supérieure Les objets phares de l'embarqué Rencontre avec Olivier Charrier (Wind River) «Les systèmes multicœurs vont forcer les autorités de certification à clarifier leur position»

2 Edito Un site Web et un magazine qui M aussi le M2M! Pierrick Arlot Rédacteur en chef Web & Newsletters. n Depuis le lancement du site vous avez pu observer que L Embarqué ne se limite pas à traiter les informations qui touchent stricto sensu le monde de l embarqué dans son périmètre historique et traditionnel. Certes, microcontrôleurs, modules processeurs, cartes et châssis industriels aux formats VME, CompactPCI et autres ATCA, systèmes d exploitation temps réel, briques logicielles enfouies, compilateurs, débogueurs ont toute leur place dans nos lettres Web et notre magazine numérique. Mais L Embarqué a décidé aussi de suivre attentivement le marché des communications de machine à machine, ou M2M dans le langage «courant». Une appellation transversale qui recouvre une dizaine de secteurs verticaux. Le médical et la santé, la production industrielle, la traçabilité et la logistique, la sécurité, les transports en général et l automobile en particulier, la domotique et l immotique, la gestion de la consommation énergétique, la ville intelligente sont autant de domaines où se déploient, et se déploieront, de plus en plus massivement les applications M2M. Selon certains analystes, le chiffre d affaires généré par les services de connectivité sans fil pourrait même dépasser les 35 milliards de dollars dès 2016! L enjeu est trop énorme pour que L Embarqué se limite aux seules briques «embarquées» du M2M, soit grosso modo les modules à intégrer dans les équipements ou les boîtiers communicants et les logiciels de bas niveau associés. Non, nous n hésiterons pas, comme nous le faisons dans ce numéro et comme nous l avons déjà fait à maintes occasions dans nos publications quotidiennes et hebdomadaires, à évoquer aussi les fabricants de dispositifs et d objets connectés innovants, les éditeurs de plates-formes de supervision et de maintenance opérationnelle des équipements M2M, les opérateurs dédiés (comme le toulousain Sigfox), les firmes aptes à prendre en infogérance la gestion de parcs de boîtiers M2M (à l instar du montpelliérain Matooma), etc. L Embarqué sera d ailleurs partenaire du salon Enova Paris qui se déroulera du 8 au 10 octobre prochains à Paris Expo (Porte de Versailles) et qui mettra cette année l accent sur les logiciels embarqués et le M2M! Forcément, nous, on M François Gauthier Rédacteur en chef de L'Embarqué et président de ProMediaNum. La rédaction 2 / L EMBARQUÉ / N 2

3 VT System Modular Testing Environment The Efficient Way to Test Your ECUs Development Distr. Systems Simplify your ECU testing by implementing a high-performance test environment with the VT System and CANoe. Benefit from flexible I/O modules and Vector s wide experience. ECU Testing Diagnostics > Simplify your test setup with minimal wiring effort, even for HIL systems > Simulate loads, sensors and short circuits in ECU tests and check the ECU s reactions > Generate efficient test programs using integrated test functions ECU Testing Improve your test environment with the compact high-performance VT System from Vector. ECU Software Get inspired: Consulting Vector Informatik GmbH Germany USA Japan France UK Sweden China Korea India

4 N 2 Logiciels & systèmes Sommaire 50 rue Arago LILLE Site internet : Directeur de la publication : François Gauthier Rédaction Rédacteur en chef : François Gauthier Tél. : Rédacteur en chef Web & Newsletters : Pierrick Arlot Tél. : Conception graphique et Réalisation Fabienne Degasne Ont collaboré à ce numéro Mohammad Akhter (Integrated Device Technology), Jean-Philippe Dehaene (Vector France), Claus Giebert (Kontron), Laurent Hennequin (Tokhatec). 2 Édito Un site Web et un magazine qui M aussi le M2M! Actualités 6 Bâtiment intelligent Le tout IP met le feu à l efficacité énergétique de l habitat 8 Architectures Oui, le MicroTCA bouge encore! 15 Études de marché Analyses 18 M2M Modules M2M cellulaires : un marché à la croisée des chemins L EMBARQUÉ est édité par la société ProMediaNum 22 Cartes et modules Raspberry Pi, BeagleBone et Arduino : les nouvelles stars de l embarqué Président François Gauthier SASU ProMediaNum au capital de e Siret : RCS : Lille Code NAF : 5814Z TVA intracommunautaire : FR Siège Social : 50 rue Arago LILLE Tél. : L EMBARQUÉ - Tous droits réservés. Commission paritaire : En cours ISSN : En cours Toute reproduction, représentation, traduction ou adaptation, qu elle soit intégrale ou partielle, quel qu en soit le procédé, le support ou le média, est strictement interdite sans l autorisation de ProMediaNum, sauf dans les cas prévus par l article L du code de la propriété intellectuelle. annonceurs Annonceurs Pages 9 Automobile Le réseau Ethernet veut sa place dans les véhicules 10 Systèmes d exploitation Microsoft poursuit son chemin dans l embarqué sur deux jambes et... deux OS! Interview 12 Rencontre avec Olivier Charrier «Avec l émergence des systèmes multicœurs, les autorités de certification vont devoir clarifier leur position» 26 Communication Très haut débit : le VDSL2 donne un second souffle à la paire téléphonique Applications 30 Automobile Avec le CAN FD, le bus CAN passe en bande passante supérieure 35 Cartes et modules Alliance performance/efficacité énergétique chez les derniers processeurs Core d Intel VECTOR 3 RS COMPONENTS 5 LINEAR TECHNOLOGY 7 FARNELL 11 ECRIN SYSTEMS 13 EUROTECH 15 ADVANTECH 17 MICROSOFT 25 AUTOPUB 34 et 44 MAXIM Les objets phares de l embarqué 38 Communications Les réseaux d accès radio émergents C-RAN et Small Cell adoptent la compression I 2 Q 40 Sous-systèmes de stockage Partionner des disques flash... en n oubliant pas les précautions d usage! 4 / L EMBARQUÉ / N 2

5 DESIGNSPARK.COM NOUVELLES SOLUTIONS POUR ACCÉLÉRER LA CONCEPTION NOUVELLE VERSION DESIGNSPARK PCB 4 NOUVELLES BIBLIOTHÈQUES ÉTENDUES SÉLECTION ET COTATION DES COMPOSANTS FACILITÉES PROTOTYPAGE DE CIRCUIT IMPRIMÉ NOUVEAU ET GRATUIT MODELSOURCE PLUS DE COMPOSANTS DISPONIBLES DANS 20 FORMATS DONT PADS, ORCAD, ALTIUM ET CADSTAR À découvrir sur DÉVELOPPÉ PAR FR_DesignResources230x297.indd 1 21/12/

6 Actualité Bâtiment intelligent Le tout IP met le feu à l efficacité énergétique de l habitat La promesse d une gestion à la fois plus souple et moins coûteuse de l efficacité énergétique de l habitat s est concrétisée un peu plus avec la publication par l alliance ZigBee du profil SEP 2 (Smart Energy Profile 2). Compatibilité avec les protocoles Internet oblige! ZOOM SUR LA PILE RÉSEAU ZIGBEE IP n Censée constituer une brique importante de l Internet des objets, la pile protocolaire ZigBee IP enrichit la norme radio IEEE de couches réseau, sécurité et application conformes aux recommandations de l IETF (Internet Engineering Task Force). Elle s appuie en particulier sur les standards IPv6, 6LoWPAN (IPv6 Over Low Power Wireless Personal Area Networks), PANA (Protocol for Carrying Authentification for Network Access), RPL (IPv6 Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks), TCP et UDP. n La pile ZigBee IP offre également une sécurité de bout UN NOUVEAU PROFIL APPLICATIF AU SEIN DES STANDARDS ZIGBEE Le profil SEP 2 intéresse tout particulièrement les compteurs d électricité communicants, les afficheurs de consommation, les thermostats programmables, les chauffe-eau, les capteurs de température et d humidité, les systèmes d éclairage, les équipements électroménagers et/ou domotiques et les «Energy Box». Profils applicatifs Couche réseau MAC PHY en bout grâce au protocole TLS 1.2, une sécurité au niveau de la couche Liaison de données via l algorithme AES-128-CCM, et la compatibilité avec les infrastructures à clés publiques grâce aux certificats X.509 v3 et la suite de chiffrement ECC-256. n Exegin, Silicon Labs et Texas Instruments ont d ores et déjà fourni des «Golden Units», ces dispositifs qui permettent de tester et de certifier les futurs produits ZigBee compatibles ZigBee IP. La conformité ZigBee IP a d ailleurs déjà été attribuée aux plates-formes logicielles des sociétés Grid2Home et Sensinode. ZigBee RF4CE ZigBee Remote Control ZigBee Input Device ZigBee RF4CE ZigBee Building Automation IEEE Sub-GHz (bandes dépendantes des zones géographiques) ZigBee Health Care ZigBee Pro ZigBee Home Automation IEEE MAC ZigBee Retail Services ZigBee PRO ZigBee Smart Energy 1.x ZigBee Telecom Services IEEE ,4 GHz (mondial) La gestion de l efficacité énergétique des bâtiments est un sujet on ne peut plus «chaud». Et l alliance ZigBee a avivé encore la flamme en publiant en avril 2013 le profil SEP 2 (Smart Energy Profile 2), un standard qui amorce un changement technologique d importance et qui promet une gestion à la fois plus souple et moins coûteuse de cette efficacité énergétique. De fait, pour la première fois, une continuité IP (Internet Protocol) de bout-en-bout est envisageable entre le portail de services du distributeur d énergie et les thermostats intelligents, les afficheurs de contrôle de la dépense énergétique et autres appareils électroménagers disséminés dans les lieux d habitation en passant par les compteurs d électricité communicants, les systèmes privés de production et de stockage d énergies renouvelables et les stations de recharge de véhicules électriques ou hybrides. Le gouvernement américain ne s y est d ailleurs pas trompé. A travers l agence fédérale Nist (National Institute of Standards and Technology), il a décidé depuis un bon moment déjà d imposer la spécification SEP 2 dans les standards d interopérabilité applicables au futur smart grid. Un choix qui se justifie d autant plus que le profil SEP 2 ne concerne pas uniquement les seuls réseaux sans fil à la sauce ZigBee, mais également ceux basés sur la radio Wi-Fi ou sur les technologies CPL (Courants porteurs en ligne). Sur la brèche depuis cinq ans ZigBee IP ZigBee Smart Energy 2.0 ZigBee IP IEEE MAC IEEE ,4 GHz ou autres L alliance ZigBee fut l une des premières associations industrielles à s intéresser de près à la question de la gestion de l efficacité énergétique dans l habitat. Publié il y a plus de cinq ans, le profil ZigBee Smart Energy, qui a évolué entre-temps de la version 1.0 à une mouture 1.1, permettait déjà de gérer, de contrôler et d automatiser la consommation d énergie par le biais d un réseau ZigBee résidentiel ou HAN (Home Area Network) dédié. Mais ce premier profil s appuyait sur les couches protocolaires ZigBee Pro qui ne sont pas nativement IP (voir illustration). Rappelons à cet égard que, dans le vocable ZigBee, la compatibilité avec un profil donné est indispensable au déploiement d une application interopérable et distribuée. Le profil définit les formats des messages à échanger et détaille le traitement des actions appropriées pour que les dispositifs ad hoc émettent ou reçoivent des données et sachent les interpréter. Le profil SEP 2, quant à lui, supporte la pile ZigBee IP sur laquelle planchait l alliance ZigBee depuis 2009 et qui a été ratifiée officiellement en mars 2013 (voir encadré). Une spécification présentée comme le premier standard ouvert dédié aux réseaux maillés sans fil courte portée compatibles IPv6 et permettant la connexion sans couture de dispositifs basse consommation et bas coût à Internet. Au-delà de ZigBee IP, le profil SEP 2 s accommode de n importe quelle technologie de transport capable de véhiculer les protocoles Internet, comme Wi-Fi ou certains standards de communication CPL sur câblage électrique tel HomePlug GP (Green PHY) qui, justement, répond à certains besoins spécifiques liés au smart grid. C est la raison pour laquelle l alliance Wi-Fi et l alliance HomePlug s étaient acoquinés dès 2011 avec l alliance Zig- Bee pour créer un consortium commun chargé de mettre au point des jeux de test et des outils en vue de la certification des futurs dispositifs compatibles SEP 2. Du nom de CSEP (Consortium for SEP 2 Interoperability), cet organisme a quasiment fini son travail et, selon l alliance ZigBee, les premiers produits certifiés SEP 2/ZigBee IP sont attendus durant le quatrième trimestre Il faut dire que les fabricants de circuits ont mis les bouchées doubles. Plusieurs d entre eux ont déjà à leur catalogue des SoC radio compatibles et aptes à exécuter le profil SEP 2. C est notamment le cas de Freescale (avec le Kinetis KW20), de TI (avec le CC2538), de STMicroelectronics (avec le STM32W) et d Accent (avec l ASMgrid2). Pierrick Arlot 6 / L EMBARQUÉ / N 2

7 Régulateur à découpage, 42V, courant de repos de 2µA, faible tension de déchet Courant de sortie 750mA Caractéristique de démarrage et tension de déchet 9 8 V IN V OUT Tension (V) V IN V OUT 530mV Temps (s) Tension de déchet maximum de 530mV Le LT 3973 est le tout nouveau membre de notre famille, en plein expansion, de régulateurs abaisseurs, monolithiques, de forte tension et à très faible courant de repos. Il ne consomme que 1,8µA au repos tout en régulant une tension de sortie de 3,3V à partir d une tension d entrée de 12V. Un commutateur de fort rendement est intégré à la puce, avec la diode de roue libre, la diode élévatrice et les circuits nécessaires de contrôle et logique. Une tension de déchet minimum de 530mV est maintenue lorsque la tension d entrée tombe en dessous de la tension de sortie programmée, ce qui assure une tension de sortie régulée à la charge. Le fonctionnement en Burst Mode, à faible ondulation, maintient des rendements élevés aux faibles intensités de sortie avec une tension d ondulation inférieure à 10mV crête-à-crête. Caractéristiques Très faible courant de repos : I repos = 1,8µA à V entrée = 12V jusqu à V sortie = 3,3V Fonctionnement en Burst Mode à faible ondulation Gamme de la tension d entrée : 4,2V à 42V Diodes élévatrice et de roue libre intégrées Performances excellentes quant au démarrage et à la tension de déchet Intensité de sortie : 750mA Fréquence de commutation réglable : de 200kHz à 2,2MHz Rendement (%) Courbe de rendement, V sortie = 5V 90 V IN = 12V 80 V IN = 24V V IN = 36V Courant dans la charge (A) Informations et échantillons gratuits Téléphone : Fax : Brochure gratuite : Automotive Electronics Solutions LT, LTC, LTM, Linear Technology, le logo Linear et Burst Mode sont des marques déposées de Linear Technology Corporation. Toutes les autres marques sont la propriété de leurs respectifs détenteurs. Linear Technology SARL +33-(0) Distributeurs Arrow Electronics +33-(0) Farnell +33-(0) Digi-Key

8 Actualité Architectures Oui, le MicroTCA bouge encore! Calculateurs de grande taille pour les organismes de recherche en physique fondamentale, utilisation en milieu sévère avec des besoins élevés en capacité de calcul et bande passante Le MicroTCA continue d être attractif pour certains secteurs d activité. Le PICMG colle à cette réalité et vient de publier coup sur coup plusieurs documents relatifs au MicroTCA. Le standard de cartes en châssis MicroTCA, dont la première spécification date de 2006, n a toujours pas répondu aux espoirs que l on portait en lui. Néanmoins, il a su se faire une place dans les infrastructures télécoms dites de «bordure» et dans les applications industrielles en milieu sévère qui ont des besoins en puissance de calcul. Il devient également incontournable dans un secteur pour lequel il n était pas attendu : celui des systèmes d acquisition et de calcul utilisés dans les grands centres de recherche en physique fondamentale, comme le Cern à Genève, ou le projet ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) à Cadarache, en France. Pour accompagner ce mouvement, l organisme de normalisation PICMG, en charge de la standardisation du MicroTCA, n abandonne pas son rôle et continue à étoffer le corpus de documents relatifs à ce standard. Le PICMG avait édité en 2011 la spécification MicroTCA.4 (MicroTCA Enhancements for Rear I/O and Precision Timing) qui répond aux problématiques des grands centres de recherche. Ce standard offre notamment la possibilité d enficher à l arrière des châssis des modules dits MicroRTM (RTM, Rear Transition Module) d une taille de 150 x 180 mm, fixés par des vis, qui étendent les possibilités d interfaçage d un châssis MicroTCA à un très grand nombre d E/S. Et cette année, le PICMG a publié un Design Guide spécifique pour les systèmes MicroTCA.4. Ce document procure conseils et recommandations pour construire ces gros calculateurs dotés de centaines de cartes de calcul capables de traiter des données issues de milliers de canaux d acquisition différents, avec des résolutions inférieures à la nanoseconde. Intitulé PDG.0, le Design Guide du PICMG décrit notamment la manière de gérer les ressources d horloge et de timing pour l instrumentation physique, avec de nouvelles méthodes de distribution de ces références temporelles qui assurent la compatibilité entres cartes ATCA Le MicroTCA.2, c est pour les applications en milieu sévère n Dans le but de satisfaire tous ceux qui souhaitent utiliser le standard d architecture en châssis MicroTCA dans des conditions environnementales sévères, le PICMG vient de ratifier la spécification MicroTCA.2. En 2009, cet organisme avait publié le MicroTCA.1, qui porte sur la manière de concevoir des systèmes refroidis par convection avec des cartes AMC dotées d une face avant vissée sur le châssis, une approche qui a permis de satisfaire des besoins basiques : utilisation en plein air, montage à bord de systèmes de transport, etc. Puis en 2011, le PIGMG a ratifié une version très durcie du MicroTCA, le MicroTCA.3, basée sur le standard Vita 47 qui s appuie uniquement sur la conduction pour évacuer la chaleur et dont l ambition plus ou moins avouée était de faire du MicroTCA un rival du VPX (normalisé de son côté par le Vita). n Avec les spécifications MicroT- CA.2, on est dans une approche mixte permettant de concevoir des architectures refroidies en partie par conduction via le châssis, en partie par convection via les armatures des cartes AMC. n Dans cette conception hybride, des plaques métalliques de refroidissement sont en effet implantées de part et d autre des cartes AMC qui s insèrent dans le châssis (c est la partie conduction) et des trous d aération spécifiques, pratiqués dans le cadre en aluminium qui enserre les cartes AMC, provoquent un flux d air naturel forcé (c est la partie convection, celle qui évacue le plus de chaleur). La mise en place de calculateurs de grande envergure, capables de traiter des milliers de lignes d'acquisition, dans les grands laboratoire de physique est un marché de prédilection pour le MicroTCA qui dispose d'une spécification ad hoc pour ce domaine, le MicroTCA.4. (Advanced Telecommunications Computing Architecture) et cartes MicroTCA. Le document détaille en outre de nouveaux types de signaux pour la caractérisation d événements, l horodatage des signaux (time stamping) et la distribution d horloge en temps absolu. Le systèmes MicroTCA.4, un vrai marché Quant aux fabricants de cartes, ils sont loin d être insensibles aux sirènes de ce domaine d activité. La preuve en est avec l allemand Kontron, un des principaux fabricants mondiaux de cartes industrielles, qui a lancé il y a quelques mois une carte de gestion de châssis MCH (MicroTCA Carrier Hub) adaptée pour supporter la spécification MicroTCA.4. Ces cartes, les MCH AM4904 et AM4910, au format AMC (le facteur de forme des cartes qui s insèrent dans un châssis MicroTCA) simple hauteur, sont en effet conçues pour supporter les acquisitions de données à très haute vitesse et les contraintes de timing imposées par le MicroTCA.4, notamment dans le cadre des acquisitions synchrones. De son côté, l américain Vadatech, (distribué en France par Ecrin Systems), un des fervents supporters du MicroTCA depuis de longues années, propose aujourd hui pour ce marché une carte processeur au standard AMC basé sur le processeur Xeon E3 d Intel. La carte est notamment conçue pour s insérer dans les châssis VT81x MicroTCA.4 de la société. François Gauthier 8 / L EMBARQUÉ / N 2

9 Le réseau Ethernet veut sa place dans les véhicules Automobile Actualité Le don d ubiquité d Ethernet est sans limite. Et c est dans les automobiles que le célèbre standard, lancé initialement comme une technologie pour réseaux locaux d entreprises, compte aujourd hui faire son trou! Le réseau Ethernet a la ferme intention de jouer à terme le rôle d infrastructure de communication haut débit au sein des véhicules, là où, pour l heure, la célèbre norme IEEE s est bornée à se positionner comme interface dédiée au diagnostic et aux mises à jour logicielles. Si le standard gagne sa place dans l automobile (et ce devrait être le cas puisque, selon certains analystes, on pourrait compter à l horizon 2020 pas moins d un demi-milliard de ports Ethernet embarqués dans les véhicules), l alliance Open (One-Pair Ethernet) y sera pour beaucoup. Créée fin 2011 par BMW, Broadcom, Freescale, Harman, Hyundai Motor et NXP pour promouvoir l adoption d Ethernet dans les applications d aide à la conduite et d info-divertissement embarquées dans les véhicules, cet organisme industriel compte désormais plus de 140 membres. Et, depuis son baptême, l alliance Open s est renforcée de poids lourds du secteur comme Bosch, Caterpillar, Continental, Daimler, Delphi, Denso, Honda, Jaguar Land Rover, PSA Peugeot Citroën, Renault, Toyota Motor, Valeo, Visteon, Volkswagen et Volvo Cars. 100 Mbit/s sur une seule paire de cuivre non blindée «Ce phénomène d adhésion massif a largement dépassé nos attentes initiales, commente Kirsten Matheus, directrice des projets Ethernet chez BMW et présidente de l alliance Open. Il faut dire qu en peu de temps, nous avons fait des progrès C est dans le domaine de l aide à la conduite que la technologie Ethernet devrait d abord s imposer. Les premiers véhicules équipés devraient faire leurs premiers tours de roues vers la fin 2013-début L AUTOMOBILE LORGNE DÉJÀ VERS L ETHERNET À 1 GBIT/S n Alors que la technologie BroadR-Reach se limite pour le moment à transmettre 100 Mbit/s sur une seule paire torsadée non blindée, l alliance Open a mis sur pied un groupe de travail chargé de plancher sur une montée en débit de l Ethernet automobile vers le gigabit par seconde. n A ce titre, l organisme suit de près les avancées du groupe d étude RTPGE (Reduced Twisted Pair Gigabit Ethernet) mis en place en novembre 2012 par l IEEE pour spécifier une couche PHY Ethernet qui puisse se satisfaire d un nombre de paires torsadées inférieur à trois. Référencée 802.3bp, la future norme pourrait être bouclée d ici au mois de mai n En l état actuel, le Gigabit Ethernet sur fils de cuivre impose en effet l usage de quatre paires torsadées non blindées. Ce qui, pour le secteur automobile spécifiquement visé par les travaux du groupe RTPGE, s avère à la fois trop lourd et trop encombrant. substantiels au travers des travaux de divers sous-comités techniques focalisés notamment sur la caractérisation du canal de transmission et sur les exigences en termes de compatibilité, d interopérabilité et d outils.» L alliance Open, rappelons-le, s est donné pour tâche de hisser la technologie BroadR-Reach de Broadcom au rang de standard ouvert et, partant, de favoriser l implantation de réseaux Ethernet à bord des véhicules. De fait, l Américain a su décliner Ethernet dans une version autorisant des transmissions à 100 Mbit/s en duplex intégral sur une seule paire torsadée non blindée. Un gage de réduction du coût et du poids des câblages, qui a immédiatement tapé dans l œil des constructeurs automobiles, toujours en quête de solutions permettant de réduire la consommation de leurs engins. D autant que les circuits d émission/réception et les commutateurs de la famille BroadR- Reach de Broadcom, aujourd hui en phase de production, ont obtenu fin 2012 la conformité aux exigences de gestion de la qualité stipulées par la norme ISO TS qui fait référence dans le secteur automobile. Plusieurs fournisseurs de semiconducteurs devraient emboîter le pas de Broadcom, à l instar de NXP qui, dès la fin 2011, prévoyait le lancement de ses propres transceivers BroadR-Reach courant 2013 Un Ethernet adapté aux transferts audio et vidéo L alliance Open n est pas la seule à promouvoir l utilisation d Ethernet dans l automobile. C est aussi l objectif de l alliance AVnu qui promeut l utilisation des mécanismes IEEE AVB (Audio/Video Bridging). Une fois implantés au niveau de la couche MAC (et donc pour une bonne partie dans le silicium), ces mécanismes visent à permettre aux réseaux Ethernet de véhiculer des flux audio et vidéo avec une excellente qualité de service. Leur intérêt est donc évident pour les applications automobiles d info-divertissement et les systèmes d aide au stationnement ou à la conduite basés sur la mise en réseau de diverses caméras d assistance au conducteur. Celles, justement, visées aussi par la technologie BroadR-Reach. Certains fournisseurs majeurs de semiconducteurs ont déjà avalisé la présence à terme de la technologie Ethernet AVB dans les véhicules. Dédié aux équipements d info-divertissement embarqués, le processeur Jacinto 6 de TI dispose en standard d une interface Ethernet AVB. Même chose pour le microcontrôleur Qorivva MPC5748G de Freescale, optimisé pour le contrôle central de l habitacle automobile. Les deux circuits devraient être produits en volume à partir du second semestre Pierrick ArloT L EMBARQUÉ / N 2 / 9

10 Actualité Systèmes d'exploitation Microsoft poursuit son chemin dans l embarqué sur deux jambes et deux OS! Livré en temps et en heure, sans tambour ni trompette, le système d exploitation Windows Compact 2013 de Microsoft est l héritier de Compact 7, lui-même issu de la lignée Windows CE. Il complète, avec Windows Embedded 8, l offre en OS pour l embarqué du géant américain. Conformément à la feuille de route qu il s était fixée, Microsoft a annoncé en juin la disponibilité de Windows Embedded Compact 2013, dernier avatar en date de l OS enfoui modulaire et multi-architecture connu un moment sous les noms de Windows CE, Windows Embedded CE, puis Windows Embedded Compact Evoqué pour la première fois en 2011 par la firme de Redmond sous l appellation «Compact v.next», Windows Embedded Compact 2013 succède donc à Windows Embedded Compact 7, officiellement disponible depuis mars 2011, système d exploitation qui se caractérisait par une empreinte mémoire minimale de 500 Ko et une modularité bâtie autour de 700 composants logiciels différents. Mais ce système d exploitation temps réel revient de loin. Lorsque Microsoft prit la décision en 2011 d arrêter les frais sur Windows Mobile dont le noyau était basé sur Windows CE pour le remplacer par Windows Phone, c est en effet l avenir même de cette technologie qui fut remis en question. Mais, après plusieurs mois d atermoiements, l éditeur décida en 2012 de remettre sur pied une équipe de développement pour poursuivre le travail Les marchés industriels et de la logistique sont particulièrement visés par Microsoft avec ses solutions pour l'embarqué. Accès personnalisé pour Windows Embedded 8 n Microsoft propose depuis le 1 er juillet une nouvelle option de licences en volume pour Windows Embedded 8, permettant aux entreprises d obtenir des versions spécifiques de ce système d exploitation habituellement réservé aux OEM. Cette licence permet en fait aux entreprises d acquérir, directement auprès de Microsoft, Windows Embedded 8 et de débloquer des fonctions supplémentaires selon leurs besoins. Ainsi, les entreprises spécialisées dans la vente, l industrie manufacturière, la santé, etc. peuvent désormais accéder à des fonctionnalités adaptées aux terminaux sur lesquels Windows Embedded 8 sera installé : bornes, écrans numériques pour la vente, systèmes d admission en libre-service, terminaux médicaux, équipements de suivi de fabrication automatisée n Avec l outil Software Assurance, Microsoft propose également un contrôle centralisé pour vérifier les applications fonctionnant sur chaque terminal. L éditeur offre aussi, avec Applocker, la possibilité de bloquer l accès à une ou plusieurs applications. Enfin, avec BranchCache, il est aussi possible de mettre en cache localement des fichiers, des sites Web et autres contenus depuis des serveurs centraux au lieu d avoir à les télécharger de manière répétée via un réseau local. Ces fonctions, ainsi que DirectAccess (accès au réseau de l entreprise via Internet sans VPN), peuvent être débloquées via une clé. autour de CE. Un peu plus d un an plus tard, le résultat est là. Windows Compact 2013, le seul OS de Microsoft destiné aux développeurs qui soit compatible à la fois avec les architectures ARM et x86, est officiellement disponible pour les OEM. Flanqué, qui plus est, d une communauté fortement réactivée, via notamment le site et enrichi par la mise en ligne sur ce même site d un ebook sur Windows Compact. En termes technologiques, il n y pas de rupture sur le plan du code source de l OS. Les composants du kernel, le kernel, le makefile, le build sont très proches des versions antérieures, au point qu un portage d une application réalisée sur Windows Compact 7 vers Windows Compact 2013 ne pose pas de problèmes particuliers. «Le gros changement avec Windows Compact 2013 tient à la possibilité d utiliser Visual Studio 2012 pour développer une application, avec, désormais, des compilateurs ARM standards et non plus ceux développés par Microsoft», explique Thierry Joubert, directeur technique de Theoris, l un des très bons experts en France de Windows CE (et donc de Windows Compact). Autre changement, la pile IP, un des points faibles des versions antérieures, a été entièrement réécrite, pour retrouver des niveaux de performances en phase avec la concurrence. Au-delà, les temps de démarrage ont été réduits à quelques secondes et les technologies Bluetooth, Wi-Fi et cellulaires sont supportées de manière native. Enfin, une vaste cure d amaigrissement accompagne cette nouvelle mouture qui se débarrasse de nombreuses fonctions inutiles depuis l arrêt de Windows Mobile. Bref, c est un retour à l état d esprit d un OS embarqué adapté aux contraintes du temps réel «dur» requis par les marchés des automatismes, de l industriel, de la logistique, de la grande distribution et du médical. Avec, d un point de vue stratégique, la volonté affichée de Microsoft, à travers cet OS temps réel, d étendre les capacités de Windows vers le monde de l Internet des objets. Parallèlement, comme annoncé en novembre 2012, Microsoft a mis à disposition des développeurs l autre bras armé de la société pour l embarqué, Windows Embedded 8 Standard et Pro. Ces systèmes d exploitation supportent l environnement de développement Visual Studio 2012, les interfaces utilisateur tactiles et la reconnaissance de gestes, mais ils s exécutent uniquement sur des architectures x86 ou x64. François Gauthier 10 / L EMBARQUÉ / N 2

11 REGARDEZ VOS RÉCOMPENSES FLEURIR L ANNÉE DERNIÈRE NOUS AVONS REVERSÉ PLUS DE DE RÉCOMPENSES À NOS CLIENTS. CETTE ANNÉE, NOUS FERONS MIEUX ENCORE. Rejoignez notre programme de récompenses d entreprise, le Circuit de Puissance, et gagnez jusqu à de récompenses pour vos achats jusqu au 31 juillet Les récompenses comprennent des bons d achat Farnell element14, des bons à valoir sur des coffrets Coolcadeau, et des dons à des œuvres caritatives. Le Circuit de Puissance est accessible aux clients titulaires d un compte chez Farnell element14. Cette offre est non cumulable avec toute autre offre ou remise. Les récompenses sont proportionnelles aux dépenses effectuées pendant la durée de la promotion, soit à partir de la date d inscription au Circuit de Puissance jusqu au 31 juillet Offre soumise à conditions. Consultez le site pour plus d informations.

12 Rencontre avec Olivier Charrier «Avec l émergence des systèmes multicœurs, les autorités de certification vont devoir clarifier leur position» La conférence Certification Together qui s est déroulée du 21 au 23 mai dernier à Toulouse a été l occasion de faire le point sur les évolutions de la certification dans l aéronautique. Olivier Charrier, observateur attentif de ces changements, et spécialiste reconnu en Europe des problématiques de la certification logicielle pour ce domaine, décrypte ici en exclusivité pour L Embarqué quelques grandes tendances décelées lors de cet événement. Olivier charrier Ingénieur principal Aerospace & Defence chez Wind River. La spécification DO 178 C concernant le logiciel aéronautique a été publiée en Où en est-on dans sa mise en pratique? Olivier Charrier Aujourd hui, la situation est claire : la DO 178 C s impose à tous, elle devient obligatoire dès lors que l on débute le développement d un logiciel soumis à certification pour l aéronautique. La publication imminente de la mise à jour du document AMC (Acceptable Means of Compliance) par l Agence européenne de la sécurité aérienne (EASA) entérinera cet aspect obligatoire. Tous les documents sont désormais à jour, mis à part le CS-ETSO (Certification Specification - European Technical Standard Order), et le texte de la DO 178 C est complet. Il a été clarifié par rapport à celui de la DO 178 B et étend son périmètre au travers d annexes, car la DO 178 C prend en compte des technologies qui n étaient pas couvertes dans la DO 178 B. Ainsi, les domaines de la programmation objet, du développement basé modèle, de la validation par preuve formelle et de la qualification des outils de développement sont désormais couverts par la DO 178 C qui, je le rappelle, est issue d un consensus industriel et non pas des travaux de l EASA seule. Contrairement aux documents Certification Memoranda qui précisent et clarifient, quant à eux, les positions de l EASA sur des utilisations particulières du matériel et du logiciel dans une approche de certification. Une chose est certaine, ceux qui ont débuté un projet avec la DO 178 B peuvent aller jusqu au bout, l EASA ne leur demandera pas de basculer en cours de développement vers la DO 178 C. Quant à ceux qui ont déjà l expérience de la DO 178 B, la nouvelle mouture de la DO ne devrait pas les perturber. Si l interprétation de la DO 178 B était bonne et validée par l EASA, il n y aura pas de difficultés particulières à passer à la C. Il existe cependant des différences au niveau de la qualification des outils. C est une nouveauté de la DO 178 C qui ajoute aux deux catégories traditionnelles d outils (ceux intervenant dans le processus de développement et les logiciels de vérification) une distinction pour cette dernière catégorie entre outils de vérification dont les éventuelles erreurs ont une conséquence sur le code testé et génèrent des risques, et ceux dont les erreurs n ont pas d incidences sur la confiance accordée au code final. Cette subtile distinction, qui fait l objet d une annexe à la DO 178 C, peut amener dans certains cas à des débats et des clarifications à venir, avec des frontières entre outils pas toujours faciles à cerner. 12 / L EMBARQUÉ / N 2

13 Rencontre avec Olivier Charrier L arrivée massive sur le marché des architectures multicœurs dans les processeurs embarqués pose de nombreuses questions vis-à-vis de la certification logicielle. Comment les autorités de certification réagissent face à cette évolution forte du marché? Olivier Charrier C est un grand débat qui s ouvre et qui va durer plusieurs années. Le matériel devient complexe, voire très complexe, et la question de la certification logicielle sur ces architectures est loin d être triviale. Aujourd hui, la FAA( Federal Aviation Administration) est plutôt en retrait sur cette question, car elle ne prévoit pas de fournir de directives avant d avoir fini la certification de 3 ou 4 systèmes multicœurs. Pour le moment, des rapports d analyse qu elle a financés concluent que l on ne peut pas faire confiance, au sens de la certification, à un système multicœur. En Europe, la situation est plus avancée puisque, lors de la conférence CTIC, Jean-Luc Delamaide, responsable de la section Software et CEH (Complex Electronic Hardware) au sein de l EASA, a indiqué que deux systèmes bicœurs avaient été d ores et déjà été certifiés par l EASA (sans toutefois révéler desquels il s agissait). Un des deux systèmes fonctionne en mode monocœur et, sur le second, la même application est exécutée sur les deux cœurs. Thales Avionics, de son côté, a répondu à une demande de l EASA afin d analyser l utilisation des multicœurs dans l avionique. Ce rapport «MULCORS» est un bon état de l art sur les processeurs multicœurs et leur utilisation. Les propositions d approche de certification qui y sont contenues sont un support à la réflexion de l EASA. Par ailleurs, comme la FAA, l EASA a été officiellement invitée par le groupe de travail MCFA (Multicore for Avionics) initié et animé par Freescale, qui est un lieu privilégié de débats actuellement. L EASA a d ailleurs déposé pour commentaires un premier guide d approche de la certification avionique sur des systèmes bicœurs, ceci avant de le présenter à une audience plus large. La portée de ces débats est loin d être anodine, car les nouvelles générations d avions sont en cours de définition et on s'interroge sur la voie technologique à prendre : créer sa propre architecture multicœur, avec le coût et les risques que cela comporte, mais «A l'avenir, fondeurs et éditeurs de logiciels seront dans l'obligation de dialoguer.» avec une maîtrise vis-à-vis de la certification, ou s en remettre aux architectures du marché (Freescale, Intel, ARM, Texas Instruments, Xilinx, Altera ), mais alors quid des processus de certification matériel et logiciel? Il est actuellement très difficile de tirer des règles générales pour ces systèmes multicœurs. Les points cruciaux de ces architectures qui auront un impact important sur le design et la certification logicielle sont les mémoires (gestion, accès, partage ), le cache et les interconnexions entre le cœur et les périphériques. Une des difficultés réside aussi dans l ancienneté du document DO 254, qui concerne le matériel (cartes et sous-systèmes) pour ces nouvelles technologies. L idéal serait une mise à niveau de la DO 254, et à ce sujet, Jean-Luc Delamaide a demandé avec insistance que celle-ci soit révisée. N y a-t-il pas aussi un problème de terminologie et de définition pour ces technologies qui sont mises en œuvre sur les architectures multicœurs? Olivier Charrier C est un gros problème et il y a beaucoup de malentendus à l heure actuelle qui empêchent la réflexion d avancer. Par exemple, la notion d hyperviseur recouvre des réalités très différentes, entre la couche logicielle de bas niveau, voire matérielle, implantée notamment par Freescale sur ses processeurs, et l hyperviseur avec une couche de virtualisation comme le propose Wind River. A quel niveau la certification doit-elle s appliquer? Comment certifier un hyperviseur de bas niveau? Le firmware doit-il être certifié avec les mêmes règles qu un logiciel de plus haut niveau? Un effort de définition et de clarification des réalités technologiques est donc indispensable. Il en est de même pour les notions de SMP (Symmetric Multiprocessing) et d AMP (Asymmetric Multiprocessing) et pour la notion de déterminisme qu il faudrait clarifier, notamment au niveau des interconnexions au sein d une architecture multicœur. Ce sont de grands débats de fond qui s ouvrent aujourd hui et, dans ce cadre, les fondeurs et les éditeurs d outils logiciels seront amenés à dialoguer plus étroitement que par le passé. Propos recueillis par François Gauthier ONYX HPEC+GPGPU+SWaP-C Le calculateur multi-mission, haute disponibilité, taillé pour la performance Le premier système Core i7 basé sur COM Express intégrant les fonctions BIT > Système COTS : base Quad-Core i7 d INTEL > GP-GPU AMD E6760 : jusqu à 576 GFLOPS > Entrées VIDEO, encodage H.264 > -40 C/+71 C en fonctionnement > Fiabilité : zéro câblage, zéro ventilateur Intel Haswell inside > Etanchéité : IP-67 > Pré-qualifié MIL-STD-810 et DO-160 > Pré-qualifié MIL-STD-461 et MIL-STD-1275 > BIT et Fast BIT au démarrage > Continuous BIT sur demande > Modularité, flexibilité > ITAR free Tél : ECRIN Pub ONYX 184,5x85 sans RTS.indd 1 L EMBARQUÉ 01/07/13 / N 2 16:46 / 13

14 Les objets phares de l'embarqué Securifi n Un routeur Wi-Fi grand public configurable par madame Michu! La jeune pousse américaine Securifi vient de lancer un routeur sans fil, équipé d un écran couleur tactile et intuitif qui doit permettre à tout un chacun (et même vous, chère madame Michu) de régler les paramètres de l appareil et d en assurer facilement la maintenance. Doté d un écran 2,8 pouces de 320 x 240 pixels, Almond c est son nom est présenté par son concepteur comme le premier routeur de l ère post-pc. Il peut être paramétré en moins de deux minutes et l utilisateur n a jamais à mémoriser ou à écrire sur un bout de papier son adresse IP. Equipé en standard de deux antennes et compatible IEEE b/g/n, il affiche, pour un prix d environ 70 dollars, un débit maximal de 300 Mbit/s en configuration multiantennaire Mimo et intègre les mécanismes de sécurité WPA/WPA2. n La RFID pour lutter contre les infections nosocomiales IntelligentM, jeune société américaine, a développé un bracelet électronique censé contribuer à la bonne hygiène des mains du personnel médical, et donc diminuer les risques d apparition des infections nosocomiales en milieu hospitalier. Ce bracelet est en effet capable d indiquer à son porteur s il s est lavé les mains suffisamment longtemps. Capable de lire des étiquettes RFID réparties au niveau des lavabos, il est équipé d un accéléromètre, et peut donc mesurer le temps passé à se frotter les mains. Il émet une vibration lorsque ce temps de lavage est suffisant. IntelligentM Le système peut aussi alerter le personnel et lui signaler la nécessité de se laver les mains lorsqu il y a un risque d infection (pose d un cathéter, par exemple). Une prise microusb sur le bracelet permet en outre de récupérer les données, un moyen de vérifier que les consignes d hygiène ont été respectées. n Les lunettes de soleil du futur se bourrent de capteurs communicants Les Recon Jet de l américain Recon Instruments sont des lunettes high-tech destinées aux accros des sports en plein air. Fonctionnant de manière autonome, avec un processeur ARM sous Android, elles délivrent des données sur la vitesse, l altitude, la température grâce à ses capteurs embarqués, accéléromètres, gyroscopes, altimètres, magnétomètres et thermomètres, insérés dans les branches. Ces données s affichent sur un mini écran LCD placé sur leur côté droit. En complément, les Recon Jet embarquent une caméra HD et un module GPS. Enfin, elles supportent le Wi-Fi, le protocole ANT+ (bande des 2,4 GHz) et le Bluetooth. Pour des applications de sécurité, les Recon Jet pourront être dotées d un micro et de hauts-parleurs afin de recevoir des appels et saisir des commandes vocales. Pour mettre au point des applications, Recon Instruments fournira aussi un SDK. Recon Instruments MessagePetz n Nounours se met au Wi-Fi! Initié sur le site Kickstarter qui permet, grâce au mécanisme de financement participatif (crowdfunding), de lever des fonds auprès d une large communauté de personnes intéressées, le projet de l américain MessagePetz vise à développer un ours en peluche doté d une puce Wi-Fi. Concrètement, à l aide d'un smartphone, le parent envoie des messages affectifs à son enfant, depuis une application gratuite installée sur le smartphone. Le cœur à base de LED installé sur l ours s illumine alors pour indiquer qu un message est arrivé, message qui s affiche sur un écran attaché au cou de l animal. Ensuite, lorsque l enfant serre le jouet dans ses bras, une réponse est envoyée automatiquement. Installée au cœur de cet ours connecté, on trouve une carte Arduino qui héberge un processeur ARM sous Linux gérant une pile Bluetooth et une interface Wi-Fi b/g/n. 14 / L EMBARQUÉ / N 2

15 Les objets phares de l'embarqué HapiLabs n La fourchette connectée entre en production La fourchette connectée du français HapiLabs sera disponible à la vente à la fin de l année, la start-up ayant réussi son pari de lever $ pour sa mise en production via le site de financement participatif Kickstarter. Cette fourchette mesure le temps que met l ustensile pour aller de l assiette à la bouche, et alerte dès que la cadence dépasse une limite autorisée par les autorités médicales. Architecturée autour d un microcontrôleur à cœur Cortex-M3, elle est équipée d un système de détection capacitive pour mesurer le temps entre deux bouchées et dénombrer le nombre de bouchées prises par minute. Données qui sont transmises et traitées par une application sur smartphone ou PC, via une liaison Bluetooth, ou via un câble USB. La fourchette est également dotée d un vibreur et de LED qui préviennent le mangeur dès que sa cadence d ingurgitation devient trop élevée. n Et le NFC vint aux montres communicantes Peut-on encore parler de montre lorsque l on découvre la SmartWatch 2 que vient de lancer Sony? Car la «breloque» du Japonais est à la fois une montre, un dispositif de notification, une interface d application et une commande à distance pour le téléphone. Ouverte aux applications Android, elle peut gérer des appels d un simple toucher sur son écran tactile, prendre une photo, contrôler des présentations, activer un plan, lire des s sans se connecter au téléphone, régler le volume d un lecteur de musique, etc. Au fond, la montre de Sony répond à des besoins actuellement satisfaits par un smartphone, sans que l on ait à le sortir Sony de sa poche. Cerise sur le gâteau, la SmartWatch 2 intègre, pour la première fois sur une montre, une connectivité NFC pour s appairer à n importe quel équipement doté de cette technologie de communication à courte distance. L EMBARQUÉ / N 2 / 15

16 Études de marché milliards 0 M2M Les connexions M2M multipliées par neuf en dix ans milliards 2022 Ville intelligente 5 % Autres Santé 3 % 5 % Automobile 8 % Smart grid 10 % Bâtiment intelligent 37 % Electronique grand public 32 % Selon Machina Research, sur les 18 milliards de connexions M2M prévues en 2022, 15,5 seront adressables par les technologies d accès à basse consommation et longue distance (LPWA) à l instar de celles de Sigfox, Weightless ou OnRamp. Sur ces 15,5 milliards, 55 % se situeraient dans le bâtiment, 12,5 % dans le comptage d énergie et 12,5 % dans l électronique grand public. C est la Chine qui recélerait les plus grandes opportunités pour les LPWA (3,3 milliards de connexions en 2022), suivie des Etats-Unis (2,9 milliards) puis de l Europe. Internet des objets 30 milliards de dispositifs sans fil connectés à l Internet en 2020 Progression du nombre 60 % d'objets sans fil connectés d'ici à 2020 X 3 Proportion du nombre de capteurs dans les objets sans fil connectés en 2020 Selon ABI Research, si, aujourd hui, dix milliards d objets sont déjà connectés par voie radio au Web (Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee, cellulaire, RFID ), ce nombre pourrait être multiplié par trois d ici à 2020! L émergence des technologies sans fil à ultrabasse consommation constitue l un des leviers de croissance de cet IoE (Internet des Objets). Demain, la croissance devrait être tirée par les capteurs qui pourraient représenter, à eux seuls, 60 % de la base installée d objets connectés à Internet en Courants porteurs en ligne marché généré par le CPL : + 20 % d ici 2018 Wi-Fi + 20 % par an d ici à 2021 pour le Wi-Fi dans les wagons 2,94 Md$ de CA ,9 millions d'unités CAGR de 19,3 % en CA CAGR de 60,7 % en volume 7,1 Md$ de CA millions d'unités Divisées en deux catégories (les procédés à bande étroite, limités en débit mais adaptés à des transmissions sur de longues distances, et les techniques à large bande utilisées dans les réseaux résidentiels multimédias sur câbles électriques), les technologies de communication sur lignes électriques CPL (Courants porteurs en ligne) devraient générer un chiffre d affaires de 2,94 Md$ en 2013, selon Markets and Markets, pour atteindre 7,1 Md$ en En termes de volumes, le marché, estimé à 38,9 millions d unités en 2013, devrait avoisiner les 417 millions d unités en Europe ,9 % par an 3,9 % 8,4 % Taux de pénétration du Wi-Fi dans les wagons en 2011 Etats-Unis % par an Selon Frost & Sullivan, les hommes et femmes d affaires seraient prêts à opter pour le train plutôt que pour l avion si le Wi-Fi leur était offert à bord. Un souhait que les compagnies ferroviaires prennent au sérieux. Selon le cabinet, le taux de pénétration du Wi-Fi dans les wagons devrait en effet croître en moyenne de 20,9 % par an en Europe (de 2011 à 2021) et de 22 % en Amérique du Nord. Ce taux de pénétration n était que de 3,9% et 8,4 % respectivement en 2011, le Royaume-Uni et les Etats-Unis étant les pays où le nombre de matériels roulants «Wi-Fi inside» est le plus important. Automobile Les systèmes de vision tête haute pour l automobile multipliés par sept en sept ans Selon le cabinet IHS, les applications de navigation et d aide à la conduite vont doper les ventes de systèmes de vision tête haute. De 1,3 million en 2013, le nombre de tels systèmes commercialisés pourrait être multiplié par sept d ici à 2020 avec 9,1 millions de véhicules équipés vendus cette année-là. En 2012, seuls 2 % des automobiles étaient équipés d un système de vision tête haute, mais ce pourcentage devrait grimper aux alentours de 9 % d ici à 2020, estime IHS. 1,3 million de véhicules équipés en ,1 millions de véhicules équipés en / L EMBARQUÉ / N 2

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18 ANALYSE M2M La capacité des modules M2M 4G à supporter des débits descendants d environ 100 Mbit/s est un gage de performances pour les applications d infodivertissement, la navigation avec téléchargement de données en continu, la consultation de manuels interactifs en ligne, les services géo-localisés, etc. Modules M2M cellulaires : un marché à la croisée des chemins Baisse des coûts, consolidation du secteur, multiplication de l offre en produits 4G LTE, montée des vendeurs historiques dans la chaîne de valeur, tentatives de standardisation sous la pression de l open source, le marché des modules M2M cellulaires évolue aujourd hui face à la montée de multiples tendances technologiques et économiques. Revue de détail. Compteurs électriques communicants, automobiles connectées, livres électroniques, terminaux de paiement, appareils de suivi médical à domicile, distributeurs de denrées, systèmes industriels divers et variés La liste des équipements aptes à transférer des données sans fil s allonge de jour en jour. Et la tendance n est pas près de s inverser avec la généralisation des services de communication de machine à machine (M2M) et l émergence de concepts comme le «smart grid», la «ville intelligente» ou «l Internet des objets». De fait, dix milliards d équipements seraient déjà connectés par voie radio au Web d une manière ou d une autre (Bluetooth, Wi-Fi, Zig- Bee, cellulaire, RFID ) et ce nombre, selon le cabinet d analystes ABI Research, pourrait être multiplié par trois d ici à 2020! Rien d étonnant donc à voir se multiplier l offre en modules radio communicants, intégrables tels quels par les fabricants D autant que, pour un équipementier, une telle option se justifie pleinement s il ne dispose en interne d aucune compétence RF et/ou s il ne compte pas produire plus de pièces par an. 1,5 milliard de dollars en 2012 Dans la jungle de la connectivité M2M sans fil, où les technologies peuvent être historiques ou émergentes, propriétaires ou standardisées, d usage généraliste ou spécifique, c est bien évidemment le marché des modules cellulaires, compatibles avec les réseaux de radiocommunication mobile déployés un peu partout dans le monde, qui apparaît aujourd hui comme le plus structuré. Selon Infonetics, le marché des modules M2M 2G, 3G et 4G s est ainsi hissé à un nouveau palier en 2012 en atteignant la valeur de 1,5 milliard de dollars, en augmentation de 25 % par rapport à Si les technologies 2G (GSM/GPRS compris) constituent encore la majorité des unités M2M mobiles commercialisées, les choses devraient, toutefois, rapidement évoluer. Selon le cabinet d analystes, les modèles 3G représenteront, à eux seuls, 56 % du nombre total de modules M2M cellulaires vendus en Une année où le 18 / L EMBARQUÉ / N 2

19 M2M ANALYSE marché pourrait atteindre la valeur de près de 3 milliards de dollars, soit deux fois plus qu en Cette forte progression est à rapprocher de la croissance soutenue du nombre de connexions M2M cellulaires. Estimées à 107 millions en 2011 par IMS Research, celles-ci devraient tripler en cinq ans pour avoisiner les 326 millions en 2016, boostées par certaines initiatives gouvernementales (à l instar du projet européen de sécurité routière ecall), la multiplication de platesformes et d outils destinés à accélérer le développement des applications embarquées M2M à interface de communication cellulaire, et la diminution des coûts des composants et services (connectivité comprise). En termes de croissance, c est toutefois la technologie LTE qui progresse le plus rapidement, note Infonetics, en raison notamment des initiatives liées à la voiture connectée, du déploiement massif des infrastructures LTE-TDD de China Mobile et des efforts du gouvernement chinois pour développer la «ville intelligente». «Il faut tenir compte également du fait que certains opérateurs nord-américains, comme AT&T, ont décidé d éteindre leurs réseaux 2G d ici à 2017 et qu en conséquence, ils déploient massivement des infrastructures 4G», tient également à rappeler Olivier Pauzet, directeur en charge de la stratégie marketing et marchés pour l activité M2M Embedded Solutions de Sierra Wireless. La société franco-canadienne, qui estime détenir aujourd hui un tiers du marché M2M cellulaire en valeur, a d ailleurs adapté son offre en conséquence. L offre en modules 4G LTE s étoffe inexorablement Deux ans après la mise sur le marché de ses premiers modules 4G embarqués, Sierra Wireless a lancé début 2013 sa deuxième génération de produits LTE AirPrime. Egalement compatibles 2G et 3G, les modules multi-opérateurs EM73xx sont conformes au nouveau facteur de forme PCI Express M.2 (42 x 30 x 2,3 mm). Les modèles MC73xx sont, quant à eux, compatibles avec le format PCI Express Mini Card (51 x 30 x 2,75 mm). Sierra Wireless a par ailleurs commencé l échantillonnage de ses premiers modules LTE AirPrime AR7, qualifiés pour le marché automobile. Cette famille se distingue par le choix d une architecture multicœur basée Pour un équipementier, le choix d intégrer un module radio communicant se justifie pleinement s il ne dispose en interne d aucune compétence RF et/ou s il ne compte pas produire plus de pièces par an. sur le circuit SoC Gobi 9x15 de Qualcomm qui dispose notamment d un cœur ARM Cortex-A5 apte à exécuter Linux et des applications M2M. A ce titre, les modules LTE AR7 embarquent également en standard un framework applicatif open source, ainsi que la connectivité vers des services informatiques en nuage sécurisés, censés faciliter leur gestion à distance et leur maintenance opérationnelle (grâce au middleware Air- Vantage de la société). Au sein de la famille AR7, le module Air- Prime AR7550 a été spécifiquement développé pour le réseau 4G LTE de Verizon Wireless qui couvre déjà 90 % de la population américaine. Selon Sierra Wireless, la compatibilité LTE est de plus en plus demandée par le secteur automobile pour deux raisons principales. La première est liée à la capacité des modules 4G à supporter des débits descendants d environ 100 Mbit/s, un gage de performances pour les applications d info-divertissement, la navigation avec téléchargement de données en continu, la consultation de manuels interactifs en ligne, les services géo-localisés, etc. Deuxième raison invoquée : les cycles de développement longs qui caractérisent le marché automobile pousseraient les équipementiers et les constructeurs à opter pour des technologies mobiles d avenir Un avis que ne démentira pas Gemalto dont la filiale Modules M2M cellulaires : une industrie en cours de consolidation Sierra Wireless Acquisition de Wavecom (modules et plate-forme M2M) Acquisition de l activité M2M de Sagemcom (modules M2M) Cession à NetGear de l activité modems PC u-blox Acquistion de NeonSeven et Geotate (modules M2M) Gemalto Acquisition de Cinterion (modules M2M) Acquisition de SensorLogic (plate-forme M2M) Telit Acquisitions de l actvité M2M de Motorola (modules), de Navman Wireless (géolocalisation) et de GlobalConect (services de connectivité) Lancement de m2mair (services M2M à valeur ajoutée) Acquisition de Crossbridge Solutions (services M2M) Selon Infonetics, le phénomène de consolidation que connaît le marché des modules M2M cellulaires, dominé par des sociétés comme Sierra Wireless ou Cinterion/Gemalto, devrait se poursuivre au cours des 18 à 36 prochains mois. L EMBARQUÉ / N 2 / 19

20 ANALYSE M2M Cinterion, l un des principaux concurrents de Sierra Wireless sur le marché des modules M2M cellulaires, s est vantée en février 2013 d équiper l un des tout premiers systèmes d info-divertissement LTE pour véhicules «de série», en l occurrence celui monté sur le tableau de bord des modèles Audi A3! L affaire, quoi qu il en soit, est alléchante. Selon IMS Research, le nombre d automobiles connectées commercialisées en 2017 pourrait dépasser les 40,5 millions d unités contre 5,4 millions seulement en Telit, u-blox et Sequans aussi dans la course Le LTE est aussi dans la ligne de mire de Telit, le troisième larron au sein du trio de tête des fabricants de modules M2M. En février dernier, à l occasion du Mobile World Congress 2013, la firme italienne a annoncé l extension de son accord de longue date avec Qualcomm Technologies, extension qui s est concrétisée illico par le lancement d un module LTE, référencé LE910, basé sur le jeu de circuits Gobi MDM9215 et présenté au format xe910. Un format commun à une bonne partie de la gamme de la firme transalpine (28,2 x 28,2 x 2,2 mm). A noter que Telit disposait depuis 2012 d un premier modèle LTE (le LE920) qualifié pour l automobile. Le suisse u-blox, bien présent depuis 2009 sur le domaine des modules M2M grâce aux rachats de l italien NeonSeven et du britannique Geotate, est aussi emporté par cette vague 4G. La société helvète a lancé en mai deux modèles «LTE only». Présentés Sierra Wireless a lancé début 2013 sa deuxième génération de produits LTE AirPrime. Celle-ci se décline selon deux facteurs de forme : le nouveau format PCI Express M.2 (EM73xx) et le format traditionnel PCI Express Mini Card (MC73xx). Le modèle MC7355 est le premier certifié pour le réseau 4G de l américain Sprint. en boîtiers LGA et dédiés respectivement aux marchés nord-américain et européen, les produits référencés Toby-L100 et Toby-L110 affichent des dimensions de 24,8 x 35,6 x 2,8 mm. Ils intéresseront plus particulièrement les fabricants de tablettes, de routeurs mobiles et de décodeurs TV, ainsi que les concepteurs d applications M2M sur les marchés de la signalisation numérique, de la télésanté et de la sécurité. Selon u-blox, le fait que les modules de la gamme Toby-L1 supportent uniquement la technologie LTE (ils intègrent à cet effet un jeu de circuits ad hoc de l israélien Altair Semiconductor et une pile de protocoles développée en interne par le Suisse) vise à réduire les coûts face aux modules multimodes. Dans le même ordre d idée, signalons que le français Sequans s apprête à lancer en juin la production en volume d un module LTE Cat. 4 (150 Mbit/s) de seulement 17 x 24 x 2 mm. Présenté en boîtier QFN à montage en surface et intégrant le circuit SN3120 Mont-Blanc du Français et un émetteur/récepteur RF de Fujitsu optimisé pour la 4G, le VZ20Q a été conçu spécifiquement pour le réseau LTE de l américain Verizon Wireless. Ce n est toutefois que le premier d une nouvelle gamme de modules LTE baptisée EZLinkLTE que Sequans dédie, entre autres, aux applications M2M. Pression sur les prix L effort des fabricants européens de modules M2M cellulaires à étoffer rapidement leur offre respective avec des modèles 4G haut de gamme peut aussi s expliquer par la pression actuelle qui règne sur les prix. «Sur ce critère, la concurrence a été particulièrement intense en 2012, assure Dan Shey d ABI Research. Certains vendeurs chinois sont particulièrement agressifs sur le marché de la 2G et les opérateurs incitent fortement à la chute des prix afin d augmenter le nombre de connexions à leurs réseaux cellulaires.» Parmi les fournisseurs chinois de modules M2M cellulaires, on citera SIMCom, présent depuis longtemps sur le marché, les équipementiers télécoms ZTE et Huawei (Huawei a lancé en 2013 des modules LTE pour l automobile), ainsi que Quectel, un nouveau venu particulièrement agressif. Toutefois, note ABI Research, les fabricants peuvent se prémunir de cette concurrence sur les prix, non seulement en ciblant des secteurs verticaux particuliers en quête de produits 3G voire 4G (la télématique automobile par exemple), mais aussi en offrant des services additionnels autrement plus rémunérateurs : expertise en intégration, services de connectivité, services de supervision et de mainte- LE MARCHÉ DES PLATES-FORMES M2M EN NUAGE COMMENCE À SE STRUCTURER n Dans le domaine du M2M, il existe un consensus général sur la définition du service à offrir. «Les différents intervenants dans la chaîne de valeur se doivent de mettre des données métier à la disposition du système d information de l utilisateur final, que celui-ci soit un exploitant de réseau de distribution d énergie, un gestionnaire de parcs de machines ou un gestionnaire de flottes de véhicules, explique Yannick Delibie, directeur technique et stratégique de Kerlink, fournisseur de solutions M2M sur les marchés du comptage d énergie intelligent et du transport de personnes et de marchandises. Pour mener à bien cette mission, il est nécessaire de déployer plusieurs plates-formes, plus ou moins génériques, que l on peut classer en trois grandes catégories.» n Dans la première catégorie, on trouve les services applicatifs qui récupèrent les données métier non structurées et qui les placent là où le système d information du client peut les exploiter (base de données, systèmes de stockage, etc.). La deuxième catégorie est constituée des plates-formes d interconnexion, de routage et de transfert qui véhiculent les données entre, d un côté, les capteurs, dispositifs embarqués et autres équipements M2M, et, de l autre, les plates-formes de la première famille. Ces fonctions de data forwarding sont en général fournies par les opérateurs mobiles traditionnels ou des opérateurs M2M spécifiques, comme Sigfox par exemple. Enfin, dans la troisième catégorie, on retrouve les plates-formes de device management qui se chargent de la supervision et du maintien opérationnel des équipements M2M. n L Etsi s intéresse de près aux plates-formes M2M. «Un gros effort de standardisation a été entrepris par l Etsi, et plus particulièrement par le groupe de travail M2M, pour définir une architecture commune de transfert des données entre les équipements et les systèmes d information, avec prise en compte des platesformes de device management, détaille Yannick Delibie. Dans ce cadre, l organisme de normalisation semble vouloir tendre plutôt vers une solution à base du protocole TR-069 plutôt que vers une approche OMA DM, un temps évoquée. L Etsi compte même à terme standardiser le format de représentation des données métier.» 20 / L EMBARQUÉ / N 2