Initiation à la programmation FPGA

Présentation de la carte Arduino MKR VIDOR 4000, qui regroupe un microcontrôleur faible consommation ARM Cortex-M0 32 bits SAM D21 (langage Arduino) et un FPGA Intel Cyclone 10CL016 (langage Verilog).
10 exemplaires de cette carte ont été achetés par le réseau des électroniciens afin d’organiser des formations d’initiation à la programmation FPGA.

Éco-conception du PCB : comment améliorer son cycle de vie grâce à des bio-matériaux et de nouvelles approches de conception et de recyclage de la carte électronique

La réduction des déchets ultimes d’équipements électriques et électroniques (DEEE) passe aussi par la réduction de la part liée au PCB, aujourd’hui très mal revalorisé. Il concentre une part importante des métaux critiques dans les brasures et dans les couches conductrices de cuivre. La part de cuivre qui y est stocké est significative. Par ailleurs, les préimprégnés de type FR4 ne sont pas recyclables et des alternatives biosourcées deviennent crédibles. Elles peuvent être compatibles avec l’outillage industriel de fabrication soustractive actuel.
En fin de vie de la carte électronique, les principaux métaux présents sur le PCB et sur les composants non enlevés peuvent être récupérés de manière sélective par le procédé écologique de bio-hydrométallurgie (ou « bio-lixiviation ») et éviter le faible rendement de la pyrométallurgie, actuellement utilisée uniquement sur les cartes à forte valeur ajoutée.
Changer les matériaux des préimprégnés et traiter différemment la fin de vie requiert une adaptation de nos techniques de conception électronique du PCB, afin de maintenir une performance comparable des cartes électroniques.

Node-RED, un outil de développement open source pour la programmation visuelle, est spécialisé dans le contrôle-commande. Il permet de créer rapidement des solutions efficaces, avec le soutien de nombreux fabricants d’automates. Sa conception logicielle modulaire et auto-documentée garantit robustesse et longévité.

Pour le matériel d’interface, l’accent est mis sur l’interopérabilité et la durabilité, encourageant la réutilisation et le recyclage des composants.

En s’appuyant sur l’expérience acquise avec les plateformes Grid’5000 (2003) et FIT IoT-LAB (2011), l’infrastructure de recherche SLICES-FR (Scientific Large Scale Infrastructure for Computing/Communication Experimental Studies France) démarrée en 2022 regroupe une quinzaine d’établissements de l’ESR. SLICES-FR, financé par les PEPR Cloud et Réseaux du futur, a pour ambition d’unifier l’accès aux services d’expérimentation dans les domaines des protocoles réseaux, des technologies radio, des services et de la collecte de données ainsi que du calcul parallèle et distribué.

SLICES-FR exploite une infrastructure à grande échelle permettant l’accès contrôlé et uniforme à des technologies de pointe hétérogènes et variées. Elle répond à la nécessité de soutenir la recherche fondamentale dans ces domaines (Cloud, HPC, Edge, IoT, 5G) où l’accès à de tels instruments est essentiel. En plus de fournir un accès distant aux ressources matérielles, SLICES-FR vise à proposer des services de configuration bas-niveau (baremetal) et tout une suite d’outils de traitement des résultats, notamment la consommation énergétique, pour permettre l’évaluation complète d’une application numérique de bout en bout. Par exemple, SLICES-FR est capable de construire des scénarios évolués mettant en œuvre une chaîne complète de traitement de données de l’IoT au Cloud en passant par un réseau de collecte et d’en évaluer la sobriété énergétique globale.

A travers notre présentation, nous souhaitons présenter l’offre globale de service SLICES-FR à travers les catégories d’équipements systèmes et réseaux disponibles. Nous proposons de faire un focus sur les ressources embarquées orientées IoT et de mettre en lumière l’intérêt d’une telle infrastructure facilitant le prototypage d’une chaine de traitement de données complète pour la communauté du réseau des électroniciens du CNRS.