Friedt Jean-Michel

La localisation, la navigation et le transfert de temps (PNT) par constellation de satellites, et notamment le Système de Positionnement Global (GPS), sont devenus omniprésents dans notre quotidien. Le brouillage – volontaire ou non – et le leurrage de ces signaux très faibles sont désormais accessibles à tout le monde, mais les subir n’est pas une fatalité : nous allons aborder les méthodes pour se protéger de tels désagréments afin de retrouver les services d’origine en annulant ces interférants par une approche multi-antennes.

Il existe de nombreux cas où le matériel n’est pas disponible pour développer un système embarqué, que ce soit parce que la carte commandée n’a pas encore été livrée, parce que le collègue chargé de la conception du circuit imprimé a fait une erreur ou est en retard, ou parce qu’un virus interdit l’accès aux salles de travaux pratiques de l’Université (Fig. 1). Pour toutes ces raisons, nous désirons appréhender le développement d’un système embarqué sur un émulateur, c’est-à-dire un logiciel capable de fournir une représentation fidèle du comportement du dispositif réel, incluant ses latences et temporisations.

KiCAD et FreeCAD convergent pour fournir un environnement cohérent de conception électronique et mécanique assistée par ordinateur. Ces deux outils rendent leurs fonctions accessibles depuis Python, langage permettant d’automatiser un certain nombre de tâches répétitives et donc fastidieuses. Nous proposons de rédiger quelques greffons (plugins) pour distribuer des vias [1] le long de lignes de transmissions radiofréquences (KiCAD), puis automatiser la réalisation du boîtier contenant un circuit imprimé avec les ouvertures pour ses connecteurs (FreeCAD).

KiCAD a récemment été illustré sur le NE555, le composant réputé comme le plus commercialisé dans l’histoire de l’électronique [1]. Nous pouvons nous interroger sur l’utilisation actuelle de ce composant analogique aux fonctionnalités réduites. Dans le cadre d’une étude sur la robustesse des systèmes de navigation par satellite, nous avons acquis un « bloqueur » GPS. Le budget que nous nous étions alloué pour un tel achat était de 10 euros : l’analyse du système acquis s’avère centrée sur le vénérable NE555. Analysons son fonctionnement et surtout, les conséquences de son utilisation.

Nous proposons d’utiliser un oscilloscope radiofréquence comme source de données GNU Radio pour les applications nécessitant une large bande passante, telles que les mesures de temps de vol. Cette exploration sera l’occasion de découvrir la nouvelle mouture de GNU Radio attendue depuis 6 ans, la version 3.8, avec son lot de nouveautés et d’incompatibilités.

Les antennes de petites dimensions sont un sujet qui a toujours été à la mode auprès des ingénieurs, désireux de faire rayonner un signal électromagnétique par un conducteur de dimensions aussi réduites que possible (penser « faire tenir une antenne dans un téléphone portable »). Le problème a été abordé très tôt, alors que les émissions sub-MHz, donc avec des longueurs d’onde de plusieurs kilomètres, étaient courantes [1]. Alors qu’il a été rapidement montré qu’il existe des limitations physiques aux performances de telles antennes, qui ne sont déterminées que par le rayon de la sphère englobant l’antenne [2] – et en particulier, sur le facteur de qualité de l’antenne, qui est d’autant plus élevé que l’antenne est petite, réduisant ainsi sa bande passante – le sujet reste d’actualité, dans un contexte de prolifération des objets communiquant par onde radiofréquence, de plus en plus petits [3].

La conférence européenne GNU Radio Days s’est tenue mi-juin à Besançon. Opportunité de faire se rencontrer académiques, industriels, amateurs et professionnels des agences gouvernementales, les 85 participants ont pu démontrer leur capacité à mettre en pratique les concepts de traitement de signaux échantillonnés en temps discret sur des problèmes concrets grâce à l’environnement libre GNU Radio, largement développé dans ces pages ces derniers mois pour traiter numériquement des signaux radiofréquences.

Nous étudions un dernier élément de la chaîne de décodage des images de Meteor-M2 par la correction d'erreurs par bloc qu'est Reed Solomon. Son exploration sera l'opportunité d'approfondir quelques concepts de communication numérique et en particulier, justifier l'utilisation conjointe des codes convolutifs et des codes de Reed-Solomon, compte tenu du bilan de liaison entre le satellite et le sol et d'un objectif de taux d'erreurs de réception borné.

Le monde fascinant du développement sur systèmes embarqués – des petits microcontrôleurs 8 bits aux processeurs capables d’exécuter GNU/Linux – est accessible même sans posséder de plateforme matérielle dédiée, grâce aux émulateurs. Nous proposons un cheminement progressif, du petit ATmega32U4 avec le tracé des chronogrammes des signaux internes, au STM32 programmé en C ou exécutant NuttX, pour aborder le tout nouveau RISC-V exécutant FreeRTOS et finalement, voir GNU/Linux tourner sur RISC-V, MIPS ou ARM.