Techniques de réduction de la consommation de l’énergie des systèmes embarqués à faible puissance. Application aux étiquettes RFID et cartes à puce.
Des informations générales:
Le niveau |
Master |
Titre |
Techniques de réduction de la consommation de l’énergie des systèmes embarqués à faible puissance. Application aux étiquettes RFID et cartes à puce. |
SPECIALITE |
Electronique des Systèmes Embarqués |
Page de garde:
Sommaire:
CHAPITRE I:
Généralité sur les systèmes embarqués :
I
Introduction:
I.1
I.1.1 Système autonome.
I.1.2 Système embarqué :.
I.1.3
Les processeurs :
I.1.3.1 Les types de processeurs :
I.1.3.1.1 Processeur à usage général (GPP):. I.1.3.1.2 Les processeurs embarqués et les uc :.
Les systèmes embarqués à faible puissance :.
Les systèmes embarqués alimenté par batterie :
Des systèmes alimentés par intermittence :
RFID computationnels :
I.2.2.1
1.2.2.2 Carte à contact:
Des applications basse consommation :
La Technologie RFID
I.3.1.1
L’identification par radiofréquence (RFID) :
I.3.1.2 Les différents composants d’un système RFID :.
1.3.1.2.1 L’étiquette RFID :
1.3.1.2.1.1 Les transpondeurs passifs, semi-passifs et actifs :.
1.3.1.2.1.2 Les transpondeurs actifs :.
1.3.1.2.1.3 Les transpondeurs passifs :.
1.3.1.2.2 Lecteur RFID :
1.3.1.2.3 Une antenne :.
Fonctionnement de la RFID :
I.3.1.4
La famille des radiofréquences
1.3.1.5 Le marché de la RFID :
1.3.2 Technologie des cartes à puce:
Carte à puce:
L’architecture de base d’une carte à puce :.
Les types de carte à puce :.
Carte à puce avec contact:.
1.3.2.3.2 Carte à puce sans contact:
1.3.3 Système d’étiquette RFID active.
CHAPITRE II:
Introduction:
Propriétés de conception basse consommation:
II
II.1
II.1.1
Flux de conception :
II.1.2
Modèle CMOS :
II.1.2.1
II.1.3
Les principales sources de la consommation d’énergie Modèle de batterie:
II.1.3.1
Définition de la densité d’énergie et de la densité de puissance :
II.1.3.2 Durée de vie de la batterie :
II.2
Minimisation d’énergie :
II.2.1 Minimisation au niveau technologique :
II.2.1.1 Minimiser la capacité :
II.2.1.2 Réduire la tension et la fréquence (DVFS)
II.2.1.3 Éviter les activités inutiles :
II.2.1.3.1 Contrôle de l’horloge:
II.2.1.3.2 Minimiser les transitions :
II.2.1.3.3 Conception asynchrone:.
II.2.2
Minimisation au niveau μ contrôleur MCU :
II.2.2.1
Conception à faible consommation d’énergie utilisant le MSP430:.
II.2.2.1.1 μcontrôleur de Texas Instruments TI MSP430:
II.2.2.1.1.1 Le schéma fonctionnel :.
II.2.2.2 Les techniques de réduction d’énergie au MCU:
II.2.2.2.1 Energie en mode veille (Standby) :.
II.2.2.2.1.1 Réveil automatique sur les intervalles de temps:
II.2.2.2.1.2 Rétention de la RAM en veille :
II.2.2.2.1.3 Capacités d’interruption :
II.2.2.2.1.4 Surveillance de la puissance
II.2.2.2.1.5 Température :
II.2.2.2.2 Puissance des périphériques :.
II.2.3.1
II.2.3
II.2.2.2.3 Puissance d’enregistrement des données :
II.2.2.2.4 Puissance active :.
II.2.2.2.4.1 Exécution du logiciel à partir du RAM :.
II.2.2.2.4.2 Accélération :.
II.2.2.2.4.3 Optimisation de code :.
Minimisation d’énergie au RFID système
Système matériel de l’étiquette RFID active :.
II.2.3.1.1 Microcontrôleur du système étiquette actif :
II.2.3.1.2 Module RF d’étiquette active.
II.2.3.1.3 Communication entre RF-Module et MCUMSP430:.
II.2.3.2 Les techniques de réduction d’énergie des systèmes RFID actifs
II.2.3.2.1 Les problèmes :
II.2.3.2.1.1 La dissipation d’énergie des systèmes RFID actifs :
II.2.3.2.1.2 Sécurité et énergie:
II.2.3.2.1.3 Efficacités énergétique des protocoles RFID actifs
II.2.3.2.2 Des solutions.
II.2.3.2.2.1 Etiquette RFID active-passive
II.2.3.2.2.1.1 Technique de commutateur intelligent (Smart Buffer) :
II.2.3.2.2.1.1.1 Architecture Smart Buffer:.
II.2.3.2.2.1.1.2 Algorithme pour la technique de commutateur intelligent :.
II.2.3.2.2.1.2 Les techniques multicouches de la sécurité à faible consommation d’énergie:
II.2.3.2.2.1.2.1 Manchester / Manchester différentiel encodage:
II.2.3.2.2.1.2.2 Transmission de données cryptées avec AES:.
II.2.3.2.2.1.2.2.1 Architecture AES :
II.2.3.2.2.2 Protocoles et normes RFID active existants:
II.3
II.2.3.2.2.2.1 Le protocole actuel :.
II.2.3.2.2.2.2 Le protocole amélioré
II.2.3.2.2.2.3 IEEE 802.15.4.
Conclusion
CHAPITRE III:
Introduction:
III
III.1
Consommation du tag:
III.2
Comparaison et résultats de la consommation d’énergie :.
III.2.1
Comparaison entre les μcontrôleurs et le smart buffer:
III.2.2
Comparaison et résultats de la technique Manchester / Manchester différentiel
encodage :.
III.2.3 Comparaison et résultat de la technique transmission de
données cryptées avec AES:.
III.2.4 Comparaison et résultats des performances du protocole :
III.3
Conclusion
Généralité sur les systèmes embarqués :
I
Introduction:
I.1
I.1.1 Système autonome.
I.1.2 Système embarqué :.
I.1.3
Les processeurs :
I.1.3.1 Les types de processeurs :
I.1.3.1.1 Processeur à usage général (GPP):. I.1.3.1.2 Les processeurs embarqués et les uc :.
Les systèmes embarqués à faible puissance :.
Les systèmes embarqués alimenté par batterie :
Des systèmes alimentés par intermittence :
RFID computationnels :
I.2.2.1
1.2.2.2 Carte à contact:
Des applications basse consommation :
La Technologie RFID
I.3.1.1
L’identification par radiofréquence (RFID) :
I.3.1.2 Les différents composants d’un système RFID :.
1.3.1.2.1 L’étiquette RFID :
1.3.1.2.1.1 Les transpondeurs passifs, semi-passifs et actifs :.
1.3.1.2.1.2 Les transpondeurs actifs :.
1.3.1.2.1.3 Les transpondeurs passifs :.
1.3.1.2.2 Lecteur RFID :
1.3.1.2.3 Une antenne :.
Fonctionnement de la RFID :
I.3.1.4
La famille des radiofréquences
1.3.1.5 Le marché de la RFID :
1.3.2 Technologie des cartes à puce:
Carte à puce:
L’architecture de base d’une carte à puce :.
Les types de carte à puce :.
Carte à puce avec contact:.
1.3.2.3.2 Carte à puce sans contact:
1.3.3 Système d’étiquette RFID active.
CHAPITRE II:
Introduction:
Propriétés de conception basse consommation:
II
II.1
II.1.1
Flux de conception :
II.1.2
Modèle CMOS :
II.1.2.1
II.1.3
Les principales sources de la consommation d’énergie Modèle de batterie:
II.1.3.1
Définition de la densité d’énergie et de la densité de puissance :
II.1.3.2 Durée de vie de la batterie :
II.2
Minimisation d’énergie :
II.2.1 Minimisation au niveau technologique :
II.2.1.1 Minimiser la capacité :
II.2.1.2 Réduire la tension et la fréquence (DVFS)
II.2.1.3 Éviter les activités inutiles :
II.2.1.3.1 Contrôle de l’horloge:
II.2.1.3.2 Minimiser les transitions :
II.2.1.3.3 Conception asynchrone:.
II.2.2
Minimisation au niveau μ contrôleur MCU :
II.2.2.1
Conception à faible consommation d’énergie utilisant le MSP430:.
II.2.2.1.1 μcontrôleur de Texas Instruments TI MSP430:
II.2.2.1.1.1 Le schéma fonctionnel :.
II.2.2.2 Les techniques de réduction d’énergie au MCU:
II.2.2.2.1 Energie en mode veille (Standby) :.
II.2.2.2.1.1 Réveil automatique sur les intervalles de temps:
II.2.2.2.1.2 Rétention de la RAM en veille :
II.2.2.2.1.3 Capacités d’interruption :
II.2.2.2.1.4 Surveillance de la puissance
II.2.2.2.1.5 Température :
II.2.2.2.2 Puissance des périphériques :.
II.2.3.1
II.2.3
II.2.2.2.3 Puissance d’enregistrement des données :
II.2.2.2.4 Puissance active :.
II.2.2.2.4.1 Exécution du logiciel à partir du RAM :.
II.2.2.2.4.2 Accélération :.
II.2.2.2.4.3 Optimisation de code :.
Minimisation d’énergie au RFID système
Système matériel de l’étiquette RFID active :.
II.2.3.1.1 Microcontrôleur du système étiquette actif :
II.2.3.1.2 Module RF d’étiquette active.
II.2.3.1.3 Communication entre RF-Module et MCUMSP430:.
II.2.3.2 Les techniques de réduction d’énergie des systèmes RFID actifs
II.2.3.2.1 Les problèmes :
II.2.3.2.1.1 La dissipation d’énergie des systèmes RFID actifs :
II.2.3.2.1.2 Sécurité et énergie:
II.2.3.2.1.3 Efficacités énergétique des protocoles RFID actifs
II.2.3.2.2 Des solutions.
II.2.3.2.2.1 Etiquette RFID active-passive
II.2.3.2.2.1.1 Technique de commutateur intelligent (Smart Buffer) :
II.2.3.2.2.1.1.1 Architecture Smart Buffer:.
II.2.3.2.2.1.1.2 Algorithme pour la technique de commutateur intelligent :.
II.2.3.2.2.1.2 Les techniques multicouches de la sécurité à faible consommation d’énergie:
II.2.3.2.2.1.2.1 Manchester / Manchester différentiel encodage:
II.2.3.2.2.1.2.2 Transmission de données cryptées avec AES:.
II.2.3.2.2.1.2.2.1 Architecture AES :
II.2.3.2.2.2 Protocoles et normes RFID active existants:
II.3
II.2.3.2.2.2.1 Le protocole actuel :.
II.2.3.2.2.2.2 Le protocole amélioré
II.2.3.2.2.2.3 IEEE 802.15.4.
Conclusion
CHAPITRE III:
Introduction:
III
III.1
Consommation du tag:
III.2
Comparaison et résultats de la consommation d’énergie :.
III.2.1
Comparaison entre les μcontrôleurs et le smart buffer:
III.2.2
Comparaison et résultats de la technique Manchester / Manchester différentiel
encodage :.
III.2.3 Comparaison et résultat de la technique transmission de
données cryptées avec AES:.
III.2.4 Comparaison et résultats des performances du protocole :
III.3
Conclusion
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