Détection de présence

Il y a quelques semaines, au détour d'un post X, je découvre la carte PCIe YPCB-00388-1P1 de TiferKing [1] équipée d'un monstrueux FPGA Xilinx Kintex7 XC7K480T et vendue sur eBay pour moins de 80 €, port inclus (cherchez juste « XC7K480T », il y a des vendeurs et des offres à foison). On parle ici de quelque 470000 éléments logiques (LE), 380 E/S et de ~34 Mb de mémoire embarquée. À ce prix, c'est une affaire de rêve, d'autant que le support LiteX pointait déjà le bout du nez.

La famille de MCU Espressif Systems est déjà bien étoffée et, entre le « simple » ESP32, les « vieux » ESP8266 et toutes les déclinaisons intermédiaires à base de cœurs Tensilica Xtensa (ESP32-S*) ou de RISC-V (ESP32-C*), nous avons de quoi faire. L'ESP32-P4 cependant est très différent et adresse des besoins qui vont bien au-delà de ceux satisfaits par les autres modules et MCU de la famille. Nous avons là une « bête », mettant l'accent sur la performance et la richesse en fonctionnalités.

Lorsqu'on imagine des capteurs et sondes, on y associe presque toujours une communication radio (Wi-Fi ou BLE) ou filaire (série, CAN, Ethernet, etc.). Mais il existe des situations où ce type de média n'est pas envisageable et/ou souhaitable. Il peut s'agir de contraintes pratiques dues à la situation de la sonde ou tout simplement un impératif de sécurité pour exposer le moins possible l'installation à d'éventuelles attaques. Dans ces cas de figure, l'option NFC peut constituer une approche intéressante...

Dans de précédents articles, nous avons expérimenté autour des smartcards et des Java Cards en particulier, allant même jusqu'à développer nos propres programmes ou applets s'y exécutant. Ici, nous allons être un peu plus « passifs » et, plutôt que de créer, allons simplement explorer un certain type de smartcard que vous avez très probablement sous la main : la carte SIM de votre téléphone/smartphone.

Dans de précédents articles, et dans le dernier sur le sujet des contrôleurs UDC intégrés aux SBC et à certains PC en particulier [1], nous avons vu qu'il était relativement aisé de créer arbitrairement des périphériques USB. Et même qu'il était possible de faire cela d'une façon qu'on pourrait qualifier de « logicielle » grâce au support USB Gadget de Linux. Mais lorsque le SBC en question ne dispose pas d'un contrôleur dédié, que peut-on faire ? La réponse est simple, il suffit de l'ajouter...

Un signal différentiel est caractérisé par la propagation sur deux fils supposés proches, pour subir les mêmes perturbations électromagnétiques, de potentiels opposés pour propager une information, et ces potentiels ne sont pas référencés à une masse, mais l’un par rapport à l’autre. Un oscilloscope ne peut observer qu’un potentiel référencé à sa masse (puisque les normes interdisent « normalement » de déconnecter la masse de la terre pour la rendre flottante), et même si la solution de soustraire la mesure de deux voies pour analyser le signal différentiel est désormais disponible sur oscilloscopes numériques, d’énormes oscillations du secteur à 50 Hz polluent la mesure différentielle. Nous proposons un circuit dédié, à faible coût et facile à assembler, pour convertir le signal différentiel en signal référencé.

Dans cet article, nous explorons la transmission Ethernet au niveau de la couche physique, en nous intéressant en particulier à l’observation et à l’analyse des signaux électriques transmis sur le câble. À l’aide d’oscilloscopes et d’outils logiciels, nous allons visualiser les trames et décoder les données échangées selon les protocoles 10BASE-T et 100BASE-TX (Fast Ethernet). Nous commencerons par 10BASE-T, qui repose sur un codage Manchester assez simple. Nous verrons comment observer ces signaux et en extraire les octets bruts à l’aide du langage Python. Nous poursuivrons avec 100BASE-TX, où l’encodage devient plus sophistiqué avec le 4B/5B, le scrambling et l’encodage MLT-3, qui réduit efficacement la bande passante nécessaire. Enfin, nous évoquerons 1000BASE-T (Gigabit Ethernet), qui introduit encore plus de complexité avec la transmission sur les quatre paires de fils simultanément, l’utilisation du codage PAM-5 et de systèmes de correction d’erreurs. Bien que nous ne décodions pas directement ces signaux Gigabit, nous verrons comment les principes physiques évoluent à mesure que les débits augmentent.