Hackable N°
Numéro
43

Économisez l'énergie ! Réduisez la consommation de vos projets

Temporalité
Juillet / Août 2022
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Économisez l'énergie ! Réduisez la consommation de vos projets
Article mis en avant

Résumé

Le courant consommé par un montage peut sembler être quelque chose de relativement secondaire, en comparaison avec sa fiabilité ou ses performances. Le plus souvent, on cherche à développer une solution robuste accomplissant le travail de façon efficace en partant du principe que l'alimentation est une source magique intarissable. Mais dès lors que le projet implique un accu ou une pile, les perspectives changent totalement. Fort heureusement, les constructeurs de microcontrôleurs ont prévu la prise en charge de ce type de contrainte, et proposent des solutions.

Dans ce numéro...


Il devient de plus en plus difficile de trouver des devkits, SBC et autres cartes d'évaluation à un prix abordable. La pénurie s'est installée et risque de perdurer encore de nombreux mois. Ceci peut paraître surprenant puisqu'en parallèle, les semiconducteurs haut de gamme, comme les processeurs, ne semblent pas rencontrer de problème (du moins pas à la même échelle). Que se passe-t-il ?
Nous proposons d’aborder la transformée de Fourier rapide dans le contexte de l’environnement exécutif multitâches FreeRTOS à destination de microcontrôleurs ARM émulés dans QEMU. Ce faisant, nous découvrirons les plaisirs du partage de ressources et des queues pour échanger les données entre tâches, ainsi que quelques appels de fonctions cachées dans les bibliothèques dont l’utilisation s’avérera quelque peu périlleuse.
Cet article pourra vous apprendre diverses choses, mais n'a aucunement pour objectif de vous permettre de reproduire ce qu'il décrit. Bien au contraire, il est même destiné à vous montrer qu'avant de se lancer dans un projet, il est important de jauger posément les choses et de se montrer raisonnablement objectif. Ceci est l'histoire technique d'un demi-échec et d'une phénoménale perte de temps.
Pour s'initier à Verilog et au monde des FPGA, il existe une pléthore de solutions, open source ou non, coûteuses ou non, riches en ressources ou non, modernes ou non... Certaines combinaisons de ces caractéristiques sont faciles à trouver, d'autres un peu moins, voire pas du tout. Ainsi, mettre la main sur une plateforme puissante, open source, économique et moderne relève encore du challenge, même s'il commence à y avoir des pistes intéressantes (voir [1], [2] ou encore [3]). Une autre option consiste à faire quelques concessions et à opter pour quelque chose d'ancien et propriétaire, mais bien fourni et économique. Un bon exemple concerne la famille de FPGA Cyclone d'Altera (maintenant Intel). Mais faire fonctionner, sur un système récent, un environnement de développement tout aussi dédié qu'obsolète n'est pas une mince affaire...
L'analyseur logique fait partie des outils indispensables lorsqu'il s'agit de mettre au point des projets impliquant des communications série ou parallèle. Comme nous l'avons vu dans de précédents articles ([1] et [2]), accompagnés des bons logiciels, ils permettent très simplement d'espionner des bus SPI, i2c, série, LCD, etc. Mais il est possible d'aller bien plus loin et de développer sa propre solution pour traiter des signaux bien plus exotiques...
Le passage au codage DTMF dans les années 80, puis à l’ADSL de nos lignes téléphoniques filaires a rendu obsolètes nos téléphones à cadran. On en trouve aujourd’hui pour quelques euros dans les brocantes. Ils ne trouvent que rarement preneurs, car ce sont désormais des objets inutiles (hormis leur aspect esthétique « vintage » prisé des nostalgiques ou des collectionneurs). C’est bien dommage, car il est assez facile de les rendre compatibles avec nos box et nos lignes modernes. Il est alors amusant de constater que cet objet, une fois fonctionnel, attire la sympathie et la curiosité de tous. Il permet aussi de mesurer le chemin parcouru par la téléphonie en un demi-siècle : du simple téléphone à cadran au smartphone actuel.
Concevoir des composants numériques en Verilog passe nécessairement par la simulation. Pour simuler du Verilog, il existe un logiciel open source nommé Icarus qui remplit bien sa fonction. Il existe également des simulateurs non libres qui sont généralement plus performants. Mais tous ces simulateurs ont le même défaut, ils sont lents. Verilator est un simulateur un peu particulier qui se concentre sur la partie synthétisable du Verilog et génère un objet C++ que l’on va simuler au moyen d’un programme écrit dans ce même langage. Cette approche permet un gain de l’ordre d’une trentaine de fois plus rapide qu’Icarus dans l’exemple que nous allons voir. Il est également nettement plus rapide que tous les simulateurs commerciaux.

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