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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours :

Pascal Giard

PLAN DE COURS

Automne 2026
ELE674 : Systèmes embarqués avancés (3 crédits)

Préalables
Pour tous profils : ELE543

Description du cours
Ce cours vise à approfondir les notions de systèmes embarqués par la réalisation d'un système complexe à l'aide de techniques de programmation multitâches en temps réel.

Au terme de ce cours, la personne étudiante sera en mesure de :

assembler la chaine d'amorçage d'un système embarqué;
expliquer le fonctionnement d'un système d'exploitation dans un contexte temps-réel;
concevoir une application multitâche sur un système embarqué;
évaluer la fiabilité et la robustesse d'un système embarqué;
intégrer les techniques de tolérance aux fautes à une application embarquée;
réaliser une application complexe sur système embarqué temps-réel;

Éléments de contenu : systèmes d'exploitation. Contraintes temps réel. Systèmes embarqués. Intégration matériel-logiciel. Systèmes-sur-puces. Programmation concourante multitâche. Robustesse, fiabilité et tolérance aux fautes. Amorçage d'un système. Outils de compilation

Stratégies pédagogiques

Un cours magistral par semaine.
Laboratoires : douze (12) séances de deux (2) heures

Informations concernant l’agrément du BCAPG
Ce cours compte 58,8 unités d'agrément réparties comme suit :

Catégories de UA	Nombre	Proportion	Matière(s) traitée(s)
Science du génie	29,4 UA	50,00 %
Conception Ingénierie	29,4 UA	50,00 %

Les objectifs de ce cours sont liés aux indicateurs de qualités requises des diplômés de la manière suivante :

Objectif spécifique	Qualité	Indicateur	Niveau d'enseignement
intégrer les techniques de tolérance aux fautes à une application embarquée;	Q1 . Connaissances en génie	i3 . Appliquer les concepts fondamentaux de l’ingénieri	Développé
intégrer les techniques de tolérance aux fautes à une application embarquée;	Q1 . Connaissances en génie	i4 . Appliquer les concepts spécialisés de l’ingénierie	Développé
expliquer le fonctionnement d'un système d'exploitation dans un contexte temps-réel;	Q2 . Analyse de problèmes	i2 . Choisir un modèle ou une méthode pour solutionner	Développé
expliquer le fonctionnement d'un système d'exploitation dans un contexte temps-réel;	Q2 . Analyse de problèmes	i4 . Interpréter les résultats	Développé
évaluer la fiabilité et la robustesse d'un système embarqué;	Q3 . Investigation	i1 . Planifier	Développé
évaluer la fiabilité et la robustesse d'un système embarqué;	Q3 . Investigation	i2 . Appliquer les méthodologies	Développé
évaluer la fiabilité et la robustesse d'un système embarqué;	Q3 . Investigation	i3 . Interpréter les résultats	Développé
concevoir une application multitâche sur un système embarqué;	Q4 . Conception	i1 . Formuler un problème d'ingénierie ouvert	Développé
concevoir une application multitâche sur un système embarqué;	Q4 . Conception	i2 . Développer des concepts	Développé
concevoir une application multitâche sur un système embarqué;	Q4 . Conception	i3 . Analyser les risques	Développé
concevoir une application multitâche sur un système embarqué;	Q4 . Conception	i4 . Intégrer les concepts	Développé
assembler la chaine d'amorçage d'un système embarqué;	Q5 . Outils d'ingénierie	i1 . Évaluer outils et techniques	Développé
assembler la chaine d'amorçage d'un système embarqué;	Q5 . Outils d'ingénierie	i2 . Appliquer	Développé
assembler la chaine d'amorçage d'un système embarqué;	Q5 . Outils d'ingénierie	i3 . Combiner, adapter, créer	Développé
réaliser une application complexe sur système embarqué temps-réel;	Q8 . Professionnalisme	i3 . Utiliser ses compétences	Développé

Utilisation d’appareils électroniques

ARDrone 2 équipé d'un Beaglebone Blue

Horaire

Groupe	Jour	Heure	Activité
01	Jeudi	13:30 - 15:30	Laboratoire
	Vendredi	08:30 - 12:00	Activité de cours

Coordonnées du personnel enseignant le cours

Groupe	Nom	Activité	Courriel	Local	Disponibilité
01	Simon Pichette	Activité de cours	Simon.Pichette@etsmtl.ca
01	Simon Pichette	Laboratoire	Simon.Pichette@etsmtl.ca
01	Simon Pichette	Activité de cours	Simon.Pichette@etsmtl.ca	B-2568
01	Simon Pichette	Laboratoire	Simon.Pichette@etsmtl.ca	B-2568

Cours

Date	Contenus traités dans le cours	Heures
	1. Introduction Anatomie d’un système embarqué moderne Architecture informatique du système Chaîne d’amorçage et processus de démarrage du système Concepts de base du « chargeur d’amorçage » (BootLoader) Considérations sur le Noyau Interpréteur de commandes de base BusyBox Système de fichier de base (RootFS).	6 heures
	2. Outils de développement et de mise au point Outils de conception du système : Émulation avec QEMU Conception d’un système complet avec BuildRoot Compilation croisée et « chaîne d’outils » (ToolChain) Environnements modernes de développement de systèmes embarqués Outils de déverminage, de vérification et de profilage (GDB, GCov, Valgrind, …) Techniques de déverminage et de vérification.	6 heures
	3. Développement d’applications embarquées Caractéristiques « temps-réel » du système d’exploitation Linux Gérer le matériel et ornières matérielles Programmation défensive Gestion du flot d’activités Faire plus avec moins : développement à ressources limitées Réduire la consommation en puissance.	12 heures
	4. Intra	3 heures
	5. Fiabilité, robustesse et tolérance aux fautes Classification des fautes, types de redondances et mesures de base Fautes matérielles : Taux de fautes, fiabilité et MTF Structures canoniques et résilientes Techniques de tolérance aux fautes Fautes byzantines Redondance de données Modèle de fiabilité et tolérance logicielle : Tests d’acceptation Tolérance à version unique et programmation en N-versions Approche par blocs de recouvrement Préconditions, post-conditions et assertions	12 heures
	Total	39

Laboratoires et travaux pratiques

Date	Description	Heures
	Le laboratoire consiste à faire la conception d’un système embarqué robuste basé sur un système d’exploitation moderne. Plus spécifiquement, il s’agit dans un premier temps de monter les composantes du système pour un quadri-rotor AR-Drone de Parrot. Cet appareil est basé sur la carte de développement Beagelbone Blue et sur le système d’exploitation Linux. Suivit de la mise au point du microprogramme qui contrôle les composantes du drone (capteurs, moteurs, …) et sa communication avec la station au sol. Le tout se terminant par l’ajout des mécanismes logiciels requis pour assurer un fonctionnement robuste et tolérant aux fautes. Au travers de ce développement, le laboratoire vise aussi à se familiariser avec des outils de développement modernes, les principes de programmation défensive et la méthodologie de conception d’un système embarqué moderne.	24 heures
	Total	24 heures

Utilisation d'outils d'ingénierie

ARDrone 2.0 de Parrot
Beaglebone Blue.

Évaluation

Type d'évaluation	Pondération	Modalité	Description	Utilisation de l'IA
Examen intra	25	Individuel	Le 23 octobre 2026	Utilisation interdite
Examen final	25	Individuel		Utilisation interdite
Projet / Travail / travail de session	20	En équipe	Date de remise le 22 octobre	Utilisation balisée
Projet / Travail / travail de session	30	En équipe	date de remise le 12 décembre	Utilisation balisée

Informations additionnelles :

Dates des examens intra

Groupe(s)	Date
1	23 octobre 2026

Politique de retard des travaux
Conformément au Règlement des études de premier cycle (article 7.5.6) et au Règlement des études de cycles supérieurs (article 6.5.6), tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés à l’article 7.5.5.1 dans le Règlement des études de premier cycle et l’article 6.5.2 dans le Règlement des études de cycles supérieurs, se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions soient communiquées par écrit par la personne enseignante dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Pénalité de 5 % par jour de retard.

Absence à une évaluation

Afin de faire valider une absence à une évaluation en vue d’obtenir un examen de compensation, l’étudiante ou l’étudiant doit utiliser le formulaire prévu à cet effet dans son portail MonÉTS pour un examen final qui se déroule durant la période des examens finaux ou pour tout autre élément d’évaluation surveillé de 15% et plus durant la session. Si l’absence concerne un élément d’évaluation de moins de 15% durant la session, l’étudiant ou l’étudiante doit soumettre une demande par écrit à son enseignante ou enseignant.

Toute demande de validation d’absence doit se faire dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de l’évaluation, sauf dans les cas d’une absence pour participation à une activité prévue aux règlements des études où la demande doit être soumise dans les cinq (5) jours ouvrables avant le jour de départ de l’ÉTS pour se rendre à l’activité.

Toute absence non justifiée par un motif majeur (voir articles 7.2.6.1 du RÉPC et 6.5.2 du RÉCS) entraînera l’attribution de la note zéro (0).

Infractions de nature académique
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiantes et les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (www.etsmtl.ca/a-propos/gouvernance/secretariat-general/cadre-reglementaire/reglement-sur-les-infractions-de-nature-academique) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet. À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et tous les membres de la communauté étudiante sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

Systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG)
L’utilisation des systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG) dans les activités d’évaluation constitue une infraction de nature académique au sens du Règlement sur les infractions de nature académique, sauf si elle est explicitement autorisée par la personne enseignante du cours ou la personne coordonnatrice dans le cas des stages.

Documentation obligatoire

Documentation recommandée

Hallinan, C., Embedded Linux Primer – A Practical Real-World Approach, 2nd Edition, Prentice Hall, 2011.
Yaghmour, K., Masters, J., Ben-Yossef G., Gerum, P., Building Embedded Linux Systems, 2nd Edition, O’Reilly Media, 2008.
Koren, I., Mani Krishna, C., Fault-Tolerant Systems, Elsevier, 2007.

Ouvrages de références

Sally, G., Pro Linux Embedded Systems, Springer-Verlag, 2010.
White, E., Making Embedded Systems, O’Reilly Media, 2012.
Corbet, J., Rubini, A., Kroah-Hartman, G., Linux Device Drivers, 3rd Edition, O’Reilly Media, 2005.
Love, R., Linux Kernel Development, 2nd Edition, Novell Press, 2005.

Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Site du cours: https://cours.etsmtl.ca/ele674/