Les systèmes embarqués - Nouveaux défis scientifiques pour l’informatique

par Joseph Sifakis, Directeur de recherche au CNRS
Joseph SIFAKIS
Avec Joseph SIFAKIS
Membre de l'Académie des sciences

Les systèmes embarqués sont des systèmes électronique et informatique autonomes que l’on retrouve dans les fours à micro-ondes, dans les consoles de jeux vidéo, mais aussi dans les fusées, les avions, les missiles, etc. Utilisés dans 95% des composants électroniques, les systèmes embarqués présentent cependant encore des failles qui rendent les opérations bancaires sur Internet pas totalement sécurisées à 100%. Il en va de même pour le vote électronique.

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Joseph Sifakis, directeur de recherche au CNRS, s'est exprimé sur les Nouveaux systèmes scientifiques pour l'informatique en matière de systèmes embarqués, au cours d'une communication donnée en séance de l'Académie des sciences en février 2009.

Joseph Sifakis

Les systèmes embarqués sont des composants qui intègrent du logiciel et du matériel et assurent des fonctionnalités critiques. Ils se caractérisent par une interaction continue avec leur environnement physique. Ils trouvent leur application dans de nombreux domaines comme les transports, les télécommunications, la distribution d’énergie ainsi que les produits électriques et électroniques.
Les systèmes embarqués doivent satisfaire non seulement des exigences fonctionnelles concernant la correction du calcul mais également des exigences extra-fonctionnelles. Ces dernières portent sur l’utilisation optimale des ressources (temps de calcul, mémoire, énergie) ainsi que sur l’autonomie, la réactivité et la robustesse du système.

Actuellement, nous ne disposons pas d’un cadre théorique permettant la prise en compte conjointe des exigences fonctionnelles et extra-fonctionnelles lors de la conception des systèmes embarqués.

Pour comprendre et analyser le comportement de ces systèmes, il faut pouvoir combiner des méthodes d’ingénierie fondées sur la physique et des méthodes de l’informatique. En effet, l’informatique s’appuie sur des modèles de calcul discrets qui ignorent le temps et les ressources physiques.
Étendre l’informatique en y incorporant des paradigmes de disciplines fondées sur la physique classique constitue aujourd’hui un défi majeur pour l’informatique.

Quatre aspects de ce défi sont présentés au cours de cette communication :
- unifier modèles analytiques et modèles de calcul discrets ;
- construire des systèmes par composition de composants ;
- garantir les propriétés des systèmes par construction afin de vaincre la complexité et les limitations actuelles de la vérification a posteriori ;
- assurer la prédictibilité du comportement afin de maîtriser l’incertitude inhérente au comportement dynamique des systèmes interactifs.

Joseph Sifakis est directeur de recherche au CNRS. Il occupe la chaire industrielle Schneider-INRIA au Laboratoire Verimag.
Il a reçu la médaille d'argent du CNRS en 2001.
Il est également lauréat, avec Edmund Clarke et Allen Emerson du Prix Turing 2007, et le premier Français à recevoir cette distinction.

En savoir plus :
- Joseph Sifakis
- Site de l'Académie des sciences

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