Ingénieur diplômé spécialité informatique et électronique

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Le but de ce cours est de permettre aux étudiants d’avoir une bonne connaissance de la conception des systèmes embarqués et des systèmes sur puce

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Ce cours a pour objectif de présenter les caractéristiques et les techniques utilisées dans les OS dit « temps-réel ».

• Introduction au temps-réel
  • Définition, classification, architecture d’un OS temps-réel, espace utilisateur et noyau, notion de thread, etc.
• Interactions matériel/logiciel
  • Interruptions, ISR, services de timer, watchdog, etc.
• Ordonnancement des tâches temps-réel
  • Décomposition en tâches concurrentes, algorithmes d’ordonnancement et performance
• Mécanismes de communication
  • Modèles de communication, boîte aux lettres, mémoire partagée
• Mécanismes de synchronisation
  • Mutex, sémaphore, variable condition, inversion et héritage de priorité, etc.

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Plan succinct du cours :

• Capteurs électroniques pour l’embarqué
• Optique et industrie : panorama. Capteurs optiques pour applications industrielles
• Communications optiques à haut débit. Effets physiques, limitations et solutions.

Conférence :

• « Le gyrolaser » par François Gutty, THALES - ou intervention similaire

Liste des sujets de TP :

• Simulation de liaisons optiques à haut débit I : effets physiques et composants
• Simulation de liaisons optiques à haut débit II : optimisation
• Mesures de déplacement sans contact par interférométrie de Speckle
• Capteurs opto-électroniques I
• Capteurs opto-électroniques II

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Ce cours propose d’une part l’apprentissage de protocoles de communication standards (PCI, VME, CAN, I2C,  …) et de leurs spécificités, d’autre part leur mise en œuvre dans des systèmes embarqués.

Les bus de fond de panier (PCI, VME, etc…)    

• Présentation générale
• Le bus PCI / PXI / PCI Express
• Le bus VME/ VXI

Introduction aux RLI

• Présentation générale  (Worldfip, profibus, ASI, etc…)
• CAN

Communications et Debbugage

• Présentation et application des protocoles, I2C

D’un point de vue pratique, les étudiants réaliseront :

• La simulation du bus CAN  et la création d’analyseur de trames CAN,
• La création d’un debbugeur matériel, base de microcontrôleur PIC : utilisation du protocole I2C,
• Une mise en œuvre de communications pour une chaîne de traitement ; dans le cadre de mini-projets, les étudiants mettront en place l’approvisionnement en données d’une architecture dédié au traitement temps réel à partir d’une liaison WiFi.

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VHDL-AMS (M. Paindavoine – 12h CM – 12h TP) :

Ce cours a pour objectif d’initier les étudiants à la modélisation et la simulation des systèmes analogiques et mixtes en langage VHDL-AMS :

• Positionnement de l’extension VHDL-AMS par rapport au langage VHDL, Description des instructions spécifiques à l’extension VHDL-AMS
• Etude des éléments de base (résistance, capacité, inductance) et des montages associés (filtres passifs) - Etude de cas plus complexes (Ampli Op, CAN)

Conception de systèmes mixtes & Compatibilité Electromagnétique (JM. Bilbault – 12h CM – 4h TD) :

Ce cours a pour objectif de présenter les bases de la CEM permettant d’aborder les problèmes de perturbations électromagnétiques :

• Bases et normes de la CEM, Identification des sources de perturbation électrique, Description des lois de couplage des perturbations avec les systèmes électroniques, Caractérisation de la sensibilité des circuits à ces perturbations

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• Les principes fondamentaux (issus des réseaux TDM)
  • Architecture physique et architecture logique, Signalisation, gestion de la mobilité, intelligence et services
• ATM
  • Couches ATM et AALs, Qualité de service et contrats de trafic, Protocoles de signalisation et de routage, IP sur ATM et interconnexions des réseaux locaux
• Les réseaux NGN
  • Voix sur IP et multimedia (H323, RTP, RTCP), Architectures ETSI et protocoles associés (H248 – SIGTRAN), Contrôle de la QoS de bout en bout
• Le protocole SIP
  • Etude détaillée du protocole, architecture associée....
• IMS (IP Multimedia Subsystems)
  • Réseaux UMTS et TISPAN, Architecture réseau et architecture de services, Evolutions vers réseaux 4G, Tendances en normalisation
• Conférences par intervenants extérieurs
  • Solutions déployées, étude de cas, thèmes de R&D.
• TPs sur simulateur 
  • Simulation de protocoles, déroulements de sessions multimédia sur différentes architectures (NGN, IMS)

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Ce module traite différents aspects liés à la sécurité des réseaux au niveau des différentes couches de l’architecture TCP/IP.

Sécurisation des échanges

• Chiffrement symétrique
• Chiffrement asymétrique
• Chiffrement mixte
• Fonction de hachage, signature digitale
• Infrastructures de clés publiques

Sécurité au niveau réseau et couches supérieures

Services de sécurité (Dangers, attaques, mécanismes de protection)

• Sécurité au niveau de la couche IP (IPSEC, AH, ESP, Sécurité IPv6)
• Sécurité au niveau des couches supérieures (TLS ; SSL ; certificats)

Liste des TP

• OpenPGP, WinPT,
• OpenVPN, OpenSWAN, OpenSSL
• FreeRADIUS, PyCrypto OpenSSH

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Ce module aborde d’une part, la modélisation du comportement des réseaux à l’aide des  chaînes de Markov et des files d’attente permettant l’évaluation des performances. D’autre part, ce module traite l’ingénierie du trafic grâce à l’utilisation des lois d’Erlang.

Evaluation des performances des réseaux (12h CM + 12h TD)

• Processus stochastiques, modélisation Markovienne,
• Modélisation Markovienne : chaîne de Markov à temps discret et à temps continu, régime transitoire, régime permanent, distribution stationnaire…
• Formalisme des files d’attente, les réseaux de file d’attente à forme produit.

Ingénierie du trafic (4h CM + 6h TD)

• Méthodes de dimensionnement des équipements et liaisons
• Théorie des systèmes avec pertes, avec attente (Lois d’Erlang)

Simulation des réseaux (2h CM + 4h TP)

• Simulation des réseaux comme technique d’évaluation de performances
• Utilisation d’un outil de simulation réseaux

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Ce module permettra aux élèves l’obtention de la certification Cisco CCNA Exploration4 qui porte sur les concepts et les caractéristiques des réseaux étendus. Ce cours décrit les technologies de réseau étendu et les services réseau requis par les applications convergentes dans des réseaux d’entreprise.

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Principaux thèmes :

Ce module traite les aspects liés à la garantie du niveau de service en mettant l’accent sur les mécanismes de QoS de la couche IP (DiffServ et IntServ avec RSVP).

Principes de la QoS

• Enjeux de la QoS, Vue générale des mécanismes de QoS
• Mécanismes de QoS internes aux équipements

Détails des modèles de QoS

• Modèles et protocoles de niveau 2 : 802.1p ; Frame Relay, ATM
• Modèles et protocoles de niveau 3 : IntServ/RSVP ; DiffServ ; (MPLS)

Projets de QoS

• Négociation de la QoS, COPS-RSVP/-PR, GMPLS, RSVP-TE
• 11e, Multicast IP, RTP/RTCP, RTSP, FTTH/FTTLA…

Liste de TP : réalisés avec NS-2

• Simulation des mécanismes d’ordonnancement (PRI, RR, WRR, WIRR)
• Simulation des algorithmes de contrôle de conformité (Token Bucket, SrTCM, TrTCM, TSW2CM, TSW3CM)
• Simulation d’un réseau avec QoS : DiffServ

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• Présentation de l’enseignement et de l’enseignant - Analyse des besoins
• Exercice appliqué de gestion de projet « Elaboration d’un Pont »
• Travail en équipe Projet sur un exercice appliqué
• Présentation des Travaux réalisés
• Débriefing et retour sur les apprentissages

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D’octobre à mi-janvier, deux journées hebdomadaires sont réservées au PFE, suivies par une semaine complète qui permet de finaliser le projet.

L’évaluation est réalisée par le responsable industriel ou académique sous forme d'une fiche d'appréciation. Par ailleurs dans le cadre d'un exercice pédagogique de synthèse, un rapport écrit et une soutenance orale (en anglais ou dans la langue du pays d'accueil si le stage a eu lieu à l'étranger) sont présentés devant un jury constitué d'enseignants de la spécialité et des tuteurs universitaire et industriel

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Le stage ingénieur constitue une étape importante de la formation. En plus de marquer la fin du cycle d’études, c’est le moment pour l’élève d’affiner son projet professionnel par une expérience de plusieurs mois dans le secteur d’activité choisi, ou d’en découvrir de nouveaux.

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