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A C T U A L I T É
Architecture
Payer avec un dispositif électronique
porté sur soi, bientôt une banalité ?
Selon Gartner, là où le paiement sans contact séduit de plus en plus les consommateurs, la moitié des utilisateurs
se serviront en 2018 de leur smartphone ou de leurs « wearables » pour effectuer des transactions. Des initiatives
focalisées sur les dispositifs électroniques portés sur soi se font jour çà et là.
C
’est désormais certain. Les
dispositifs électroniques portés sur soi, les accessoires de
mode, les gadgets grand public
seront à terme des moyens de paiement comme les cartes bancaires
avec ou sans contact… ou, plus
récemment, les téléphones mobiles.
S’il y a une société qui est convaincue de cette évolution, c’est bien
l’éditeur de systèmes de paiement
MasterCard qui vient de lancer un
programme d’envergure qui vise à
ajouter à un vaste éventail de produits la capacité technologique de
régler des achats en toute sécurité et
sans contact. Pour mener à bien son
entreprise, MasterCard s’est adjoint
le concours de plusieurs partenaires
spécialistes des objets connectés
comme le fabricant de bracelets
Nymi, le concepteur de bagues
Ringly et le fournisseur de capteurs
d’activités Bluetooth TrackR. Le
constructeur automobile General
Motors (avec des clés de voiture) et
le designer de robes et d’accessoires
pour stars hollywoodiennes Adam
Selman sont également au nombre
des premiers partenaires du programme de MasterCard qui devrait
s’étoffer dans les mois qui viennent.
pour ses velléités de diffuser ses
processeurs Snapdragon hors
de la téléphonie mobile. Le but
étant de développer des technologies qui facilitent l’intégration
de moyens de paiement sans
contact sécurisés dans virtuellement n’importe quel dispositif
ou accessoire… L’initiative a
d’ores et déjà séduit la société
de services financiers Capital
One qui est le premier émetteur
de cartes de crédit à souscrire
au programme de MasterCard.
Swatch se met à l’heure
de Visa
● MasterCard
L’Américain, qui prédit l’arrivée
commerciale d’objets connectés et
de wearables dotés de capacités de
paiement dès 2016 aux Etats-Unis et
ultérieurement dans le monde, a travaillé avec NXP, très présent sur le
marché des circuits sécurisés et spécialiste de la technologie de communication sans contact NFC, ainsi
qu'avec Qualcomm, bien connu
ST SIMPLIFIE L’INTÉGRATION DU PAIEMENT SANS CONTACT
DANS LES « WEARABLES »
n STMicroelectronics a mis sur
pied un écosystème dont l’ambition est de faciliter l’intégration
d’une fonction de paiement sécurisé sans contact et de faible empreinte silicium dans les dispositifs
portés sur soi. Objectif : regrouper
toutes les briques de base dont
les développeurs ont besoin
pour concevoir leurs applications
sur un hôte (un microcontrôleur
STM32 par exemple) et notamment des éléments sécurisés
disponibles au catalogue du fabricant franco-italien et, en option,
une technologie d’amplification
d’antenne NFC développée par
ams. Une technologie qui permet
d’utiliser des antennes NFC
6 / L’EMBARQUÉ / N°12 / 2016
Son concurrent Visa n’est toutefois pas en reste. L’éditeur s’est
ainsi rapproché de l’horloger
Swatch pour permettre aux
détenteurs de cartes Visa de
régler leurs achats avec la nouvelle
montre « pay-by-the-wrist » Swatch
Bellamy. Cet objet à cadran analogique, dont le lancement est prévu
en ce début 2016, sera utilisable partout où les paiements Visa sans
contact utilisant la technologie NFC
(Near Field Communication) sont
acceptés. Effectivement munie d’une
puce NFC intégrée sous son cadran,
la Swatch Bellamy fonctionne
comme une carte prépayée qui permet aux clients de régler leurs achats
sur les terminaux de paiement sans
contact des commerçants. Caractéristique intéressante, les transactions
pay-by-the-wrist ne nécessitent
aucune source d’énergie de la part
de la montre. Dès lors l’autonomie
standard d’une Swatch ne devrait pas
en être modifiée, assure l’horloger
suisse ! Le lancement de la Swatch
Bellamy, du nom de l’écrivain américain qui, dès 1888, avait imaginé
un monde utopique où le paiement
en liquide serait remplacé par des
cartes de débit/crédit, est prévu pour
le début de cette année initialement
aux États-Unis, en Suisse et au Brésil.
Le reste du monde devrait suivre…
a lancé un programme d’envergure
qui vise à ajouter à un vaste éventail de « wearables » la capacité technologique de régler des achats en toute sécurité et
sans contact.
miniatures idéalement adaptées
aux dimensions des dispositifs
électroniques portés sur soi,
assure STMicroelectronics.
n Dans la pratique, ST propose
plusieurs cartes d’extension intégrant notamment le microcontrôleur sécurisé ST31 ou le boîtier
SiP ST54 qui héberge un microcontrôleur sécurisé, un contrôleur
NFC, une antenne NFC amovible
et un ensemble de blocs logiciels.
Ces deux cartes disposent d’un
connecteur Arduino qui permet de
les associer aux environnements
(et aux cartes) de développement
de microcontrôleurs Nucleo
STM32, ainsi qu’à la gamme de
cartes X-Nucleo qui simplifient
l’ajout de fonctionnalités telles
qu’un module Bluetooth ou un
outil de reconnaissance d’empreintes digitales.
n Par ailleurs, les blocs logiciels
fournis regroupent les fonctions de
gestion de l’élément sécurisé, de
maintien de la connectivité BLE,
d’établissement des connexions
I2C, SPI et USB, et de gestion du
contrôleur NFC. Le kit comprend
aussi une pile de protocoles NFC
optimisée pour assurer des performances en temps réel et exploiter
pleinement les ressources des
microcontrôleurs, en minimisant
notamment l’espace occupé
par les mémoires RAM et flash,
précise STMicroelectronics.
Pierrick Arlot
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Processeur
L’architecture ARM 64 bits veut
sa place dans la voiture autonome
L’année 2015 a vu les premières annonces de processeurs SoC basés sur les cœurs 64 bits ARM Cortex-A53 et A57
et conçus pour le marché des automobiles semi ou quasi autonomes. Elles sont à mettre au crédit des sociétés
Renesas et Nvidia.
A
lors que les véhicules semi-autonomes et autonomes sont
désormais ancrés dans la
feuille de route de tous les grands
constructeurs automobiles, Renesas a
dévoilé en décembre la 3e génération
de ses plates-formes de calcul R-Car,
conçue justement pour répondre aux
exigences afférentes dans des applications d’info-divertissement et d’assistance à la sûreté et à la sécurité de la
conduite. En cours d’échantillonnage,
le circuit intégré de type SoC R-Car
H3, dont la production en volume
n’est pas attendue avant mars 2018, est
censé associer performances de
calcul, capacités de reconnaissance
d’images et conformité avec le
standard de sûreté de fonctionnement ISO 26262 Asil-B. Par rapport au R-Car H2 qui s’architecture
autour de quatre cœurs ARM Cortex-A15, de quatre cœurs Cortex-A7 et d’un processeur Risc
SH-4A, le R-Car H3 repose sur les
cœurs 64 bits Cortex-A57 et A53
configurés en mode big.LITTLE (*) et
dé ploie une puissance de
40 000 DMips. On y trouve aussi un
coprocesseur temps réel à cœurs
ARM Cortex-R7, un moteur graphique
3D PowerVR GX6650 qui délivre une
performance en calcul de shaders trois
fois supérieure à celle du R-Car H2, un
coprocesseur parallèle de reconnaissance d’image IMP-X5 quatre fois plus
puissant que l’IMP-X4 présent dans la
deuxième génération des processeurs
R-Car, ainsi qu’un codec vidéo qui
affiche une vitesse de restitution deux
fois plus élevée que celle du R-Car H2.
Egalement présenté par Renesas
comme le premier SoC automobile
gravé en technologie 16 nm, le R-Car
H3 bénéficie aussi d’une optimisation
de l’architecture de bus interne et
d’une bande passante mémoire quatre
(*) Le mode big.LITTLE associe au sein
d’un même circuit SoC un processeur
éco-efficace et un processeur à hautes
performances, l’objectif étant de donner
au logiciel de gestion de la consommation
la possibilité de choisir à tout moment le (ou les)
meilleur(s) cœur(s) pour la tâche à réaliser.
fois plus importante que son prédécesseur. Le SoC sera disponible en tant
que tel mais se verra en outre proposé
au sein d’un boîtier SiP (System-in-Package) avec mémoire DDR externe et
mémoire flash série pour l’amorçage
initial.
Nvidia dans la course
Le fabricant de semi-conducteurs
nippon n’est toutefois pas le premier
à concrétiser l’arrivée des cœurs 64
bits Cortex-A53 et A57 dans l’automobile puisque le Tegra X1 de Nvidia, annoncé début 2015, cible aussi
le marché des véhicules autonomes !
Bâti sur l’architecture graphique
Maxwell, ce SoC offre des performances doublées par rapport à
celles du Tegra K1 lancé en 2014 et
basé sur l’architecture de génération
précédente Kepler. Gravé en technologie 20 nm, le Tegra X1 intègre de
fait 256 unités de traitement graphique Maxwell et huit cœurs ARM
64 bits (quatre Cortex-A57 et quatre
Cortex-A53) contre 192 GPU Kepler
et cinq Cortex-A15 32 bits pour son
aîné. Supportant les principaux standards graphiques du marché, le dernier-né des processeurs Tegra est
censé afficher une puissance de traitement supérieure à 1 Tflops pour
une enveloppe thermique inférieure
à 10 W.
Lors du lancement du Tegra X1, Nvidia a nettement mis l’accent sur les
potentialités de son processeur dans
le domaine de l’automobile. Celui-ci
est ainsi le pivot central de la plateforme de calcul pour voitures autopilotées Drive PX. Cette plate-forme de
développement architecturée autour
● La
plate-forme
de développement Drive PX
de Nvidia est
bâtie autour de
deux Tegra X1
embarquant
chacun 256
unités de traitement graphique
Maxwell et huit
cœurs ARM
64 bits (quatre
Cortex-A57
et quatre Cortex-A53).
de deux Tegra X1 accepte des signaux
vidéo en provenance d’un maximum
de 12 caméras embarquées haute
résolution différentes et peut traiter
jusqu’à 1,3 milliard de pixels par
seconde. Des capacités qui, selon
Nvidia, permettent à une voiture de
trouver en toute autonomie une place
de parking libre dans un garage et de
se garer sans intervention humaine
(les actions inverses étant évidemment possibles). La plate-forme dispose également de fonctions d’apprentissage « en profondeur » (deep
learning) afin que l’automobile puisse
différentier différents types de véhicules (et agir en conséquence).
A noter que l’éditeur de logiciels
embarqués pour l’automobile Elektrobit, filiale depuis quelques mois de
l’équipementier Continental, a collaboré avec Nvidia et Infineon afin de
développer une solution clé en main
destinée à faciliter le travail des développeurs de systèmes d’aide évoluée
à la conduite (ADAS) offrant les
niveaux de sûreté fonctionnelle les
plus élevés. Architecturée autour de la
plate-forme Drive PX justement, cette
solution intègre la suite logicielle EB
tresos compatible Autosar 4.x de l’éditeur, optimisée pour s’exécuter sur les
processeurs Tegra X1 ainsi que sur le
microcontrôleur 32 bits Aurix d’Infineon. Selon Elektrobit, ce dernier
offre des performances de traitement
élevées en temps réel et intègre des
fonctions de sûreté et de sécurité qui
en font un outil bien adapté pour les
applications ADAS. La suite logicielle
EB tresos peut, quant à elle, faciliter
l’intégration sans couture des applications Linux et Autosar et prend en
charge des fonctions de base de la
plate-forme de Nvidia pour la gestion
de la surveillance et de la redondance.
Elle permet aussi la communication
entre les différentes unités de traitement avec un environnement d’exécution sûr et fiable, compatible avec
le niveau d’intégrité de sécurité automobile le plus élevé (Asil), ajoute
Elektrobit.
Pierrick Arlot
L’EMBARQUÉ / N°12 / 2016 /
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Internet des objets
En 2020, 85 % des connexions
Internet seront reliées à des « objets »
Selon le cabinet d’analystes IC Insights, 30 milliards de connexions Internet seront déployées dans le monde en 2020…
mais seules 15 % d’entre elles seront reliées à des terminaux utilisés par des êtres humains !
L
’Internet des objets (IoT) sera
bientôt une banalité si l’on en
croit la société d’études de
marché IC Insights. Selon le cabinet
d’analystes, 85 % des 30 milliards de
connexions Internet à l’œuvre en
2020 seront en effet utilisées pour
relier au Web des « choses » comme
des équipements ou des machines
professionnelles, industrielles ou
grand public, des capteurs distribués,
des véhicules ou des objets connec­
tés divers et variés… Les 15 % restants
seront exploités par des terminaux
électroniques (PC, tablettes, smart­
phones, etc.) utilisés par des êtres de
chair et d’os pour communiquer, télé­
charger des flux multimédias ou des
fichiers de données et rechercher des
informations en ligne. Il y a seulement
quinze ans, la situation était exacte­
ment inverse. En l’an 2000, 15 % des
488 millions de connexions Internet
desservaient des systèmes embar­
qués, des dispositifs de détection et
de mesure à distance et des commu­
nications de machine à machine
(M2M), se souvient IC Insights.
Des ventes de systèmes IoT
doublées d’ici à 2019
Cette montée en puissance de l’IoT
devrait faire des heureux financière­
ment parlant. Entre 2015 et 2019,
prédit la société d’études, le chiffre
d’affaires mondial de ventes de sys­
tèmes pour applications connectées à
l’Internet des objets va ainsi doubler
pour atteindre la valeur de 124,5 Md$
lors de la dernière année de cette
décennie. Dans le même laps de
temps, le nombre de nouvelles con­
NOUVELLES CONNEXIONS À L’INTERNET DES OBJETS
Le nombre de nouvelles connexions IoT devrait passer d’environ 1,7 milliard
en 2015 à près de 3,1 milliards en 2019.
Connexions IoT (en milliards)
19 %
20 %
1,147
12
13
1,377
14
nexions IoT devrait passer d’environ
1,7 milliard en 2015 à près de 3,1 mil­
liards en 2019 (figure ci-dessus).
Une telle effervescence n’est pas sans
conséquence sur les ventes de
semi-conducteurs. La croissance à
deux chiffres du marché de l’Internet
des objets devrait en particulier géné­
rer une progression annuelle moyenne
de 15,9 % des ventes de circuits inté­
grés pour applications IoT entre 2015
et 2019, estimées cette année-là par
IC Insights à 19,4 Md$ (tableau ci-des­
sous). Le sous-segment qui en profitera
le plus sera celui des microcontrôleurs
et des microprocesseurs de type SoC
(System-on-Chip) (+ 22,3 % par an en
moyenne), suivi par les mémoires
(+ 19,8 %), les produits standard pour
applications spécifiques (ASSP)
(+ 16,4 %) et les circuits intégrés ana­
logiques (+ 12,7 %). Le secteur des
composants optoélectroniques, des
capteurs/actuateurs et des
semi-conducteurs discrets (OSD)
devrait également profiter du phéno­
VENTES DE SEMI-CONDUCTEURS POUR L'IoT
CATÉGORIE
VENTES 2015
(EST.) (M$)
VENTES 2019
(EST.) (M$)
CAGR
2015-2019
Total semi-conducteurs
15 411
31 083
19,2 %
Total circuits intégrés
10 790
19 436
15,9 %
Total OSD
4 621
11 647
26 %
Dans la catégorie des circuits intégrés, le sous-segment qui profitera le plus
de la croissance de l’Internet des objets sera celui des microcontrôleurs et des SoC
avec des ventes sur ce créneau en progression de 22,3 % par an en moyenne d’ici à 2019.
8 / L’EMBARQUÉ / N°12 / 2016
23 %
18 %
14 %
966
Croissance %
1,691
1,995
2,173
19 % 3,054
18 %
2,594
9%
15 (est.)
16 (est.)
17 (est.)
18 (est.)
19 (est.)
mène. L’analyste prédit une croissance
moyenne de 26 % par an pour les
ventes de composants OSD qui
devraient avoisiner les 11,6 Md$ en
2019.
Top position
pour les « wearables »
Du côté des applications de l’Internet
des objets, les dispositifs électro­
niques portés sur soi (wearables en
anglais) ont clairement le vent en
poupe. Selon IC Insights, ce marché
sera celui qui progressera le plus rapi­
dement avec des ventes en augmen­
tation de 59 % par an en moyenne
d’ici à 2019. Grâce, en grande partie,
à une croissance fulgurante de 440 %
en 2015 qui s’explique par le lance­
ment des premières montres connec­
tées d’Apple au second trimestre de
l’année dernière. Au global, les
ventes de dispositifs électroniques
portés sur soi et reliés à l’Internet des
objets devraient atteindre la valeur de
15,2 Md$ en 2019 contre 1,5 milliard
en 2014 et environ 8,1 milliards en
2015.
Derrière les wearables, les voitures
connectées (voitures de tourisme et
camionnettes) devraient se position­
ner à la deuxième position des appli­
cations IoT progressant le plus rapi­
dement avec un chiffre d’affaires en
augmentation moyenne de 31,5 %
par an pour des ventes estimées par
IC Insights à 5,3 Md$ en 2019.
Pierrick Arlot
A C T U A L I T É
Logiciel
La plate-forme logicielle S3P
pour un IoT sûr et sécurisé
La plate-forme S3P, portée par un consortium d’industriels, vise à favoriser la mise en œuvre d’applications
de l’Internet des objets avec une combinaison originale de technologies de sûreté de fonctionnement, de sécurité,
d’agilité et de portabilité.
O
fficiellement lancée en fin
d’année dernière, l’initiative
française S3P, menée par un
consortium d’industriels, va sur une
durée de trois ans développer et promouvoir une plate-forme logicielle du
même nom pour Safe and Secure Software Development and Execution
Platform. Mené par Esterel Technologies, filiale à 100 % d’Ansys (un spécialiste des environnements de développement et des outils d’analyse), le
groupement industriel réunit des partenaires technologiques comme le
CEA, Krono-Safe (éditeur d'un système d’exploitation sécurisé), MicroEJ
(éditeur d›une plate-forme d’exécution
Java), PrismTech (fournisseur de
middle­wares Corba, DDS…), Prove &
Run (spécialiste de la sécurité), Sysgo
(fournisseur de systèmes d’exploitation
sécurisés et de logiciels de virtualisation), Telecom ParisTech et TrustInSoft
(spécialiste de la sécurité). Le consortium S3P intègre aussi en sus des partenaires industriels comme Airbus,
Alstom, Altran Connected Solutions,
AXA France, Continental Automotive,
Eolane, NXP, Sagem, Schneider Electric, Sorin, STMicroelectronics, SurTec, Thales et Withings.
Des objectifs de sécurité
clairement affichés
L’objectif de la plate-forme S3P est de
favoriser la mise en œuvre d’équipements, d’objets et d’applications de
l’Internet des objets avec, comme
caractéristique originale, la combinaison de technologies de sûreté de
fonctionnement, de sécurité, d’agilité
et de portabilité. Porteur du projet, le
consortium S3P a l’espoir que cette
technologie sera l’occasion de créer
un écosystème dynamique. Concrètement, le projet va bénéficier d’un
financement global à hauteur de
45 Me, dont 18,3 millions de fonds
publics liés aux investissements de la
Nouvelle France industrielle via le
Programme d’investissements d’avenir géré par la DGE (Direction générale des entreprises). Ce qui repré-
● Pour
les applications à sûreté de fonctionnement, le projet S3P prévoit la mise au point
d'environnements de développement et d'outils ad hoc qui s'appuieront sur la plate-forme S3P.
sente une force de travail non
négligeable de 300 personnes/an.
D’un point de vue technologique, la
plate-forme S3P se présentera
comme une pile logicielle ouverte,
interopérable avec toutes les principales plates-formes de l’Internet des
objets existantes avec une valeur
ajoutée spécifique apportée par des
caractéristiques que l’on retrouve
peu ou pas du tout dans les autres
plates-formes. Ainsi la sécurité doit
permettre le développement de logiciels d’application sur des passerelles
de l’IoT (Gateways) sécurisées et certifiables.
D’un autre côté, la sûreté de fonctionnement doit garantir un environnement d’exécution doté d’un degré de
confiance objectivement quantifiable,
avec à ce niveau la volonté d’étendre
le domaine de l’IoT à l’industrie toute
entière, y compris aux secteurs qui
s’appuient sur des systèmes certifiés à
très haut niveau de sûreté : le
nucléaire, l’avionique, les véhicules
autonomes, les usines de production
d’énergie, les équipements médicaux…
Enfin, selon ses promoteurs, le projet
S3P va s’appuyer sur les notions
d’agilité et de portabilité avec à ce
niveau la volonté de faciliter la
monétisation des développements
d’applications de l’Internet des objets
réalisés par des sociétés tierces, et ce
via une couche d’exécution à faible
empreinte mémoire, mais dans le
même temps extrêmement portable.
Des cas d’usages très variés
In fine l’objectif de la plate-forme
S3P sera d’abaisser le coût d’entrée
des applications de l’IoT au sens
large du terme, incluant le monde
industriel, et de favoriser la création
d’une chaîne de valeur et de modèles
financiers de développement. Des
notions qui seront mises en avant par
les industriels du consortium S3P
selon leur domaine de prédilection :
la santé avec Altran Connected Solutions et Sorin, les services à la personne et la gestion des bâtiments
avec SurTec et Eolane, l’aérospatial
et la Défense avec Sagem et Thales,
le ferroviaire avec Alstom, l’énergie
et les infrastructures intelligentes
avec Schneider Electric et AXA, les
objets connectés avec Withings et
l’automobile avec Continental.
François Gauthier
L’EMBARQUÉ / N°12 / 2016 /
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