Les blocs fonctionnels d’un Smartphone, d’une tablette, d’un appareil nomade LJP.

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1 Les blocs fonctionnels d’un Smartphone, d’une tablette, d’un appareil nomade
LJP

2 Définition - SmatPhone
Un Smartphone, Ordiphone ou téléphone intelligent, est un téléphone mobile disposant aussi des fonctions telles que: Assistant numérique personnel, GPS, Lecteur Multimédia, Navigateurs Web, Courrier… Les données sont alors saisies à l’aide d'un écran tactile ou d'un clavier

3 Définition - Tablette Une tablette tactile, tablette électronique, ardoise électronique ou encore tablette numérique est un ordinateur mobile en forme de tablette fine dépourvue de clavier et de souris, dont la principale interface est un écran tactile Il existe certaines versions « hybrides » proposant un clavier

4 Avant propos Les appareils nomades (Smartphones, tablettes…) proposent des applications proches de celles d’un PC et proposent même un système d’exploitation identique (Windows 7, Windows CE, Androïd, Linpus…) Quel que soit l’appareil il ne peut pas fonctionner sans système d’exploitation! Les blocs fonctionnels seront donc très proches, voir identiques à ceux du PC

5 Les grands blocs fonctionnels d’un appareil « nomade »
Les grands blocs que l’on peut trouver dans un appareil « nomade »: L’unité de traitement L’alimentation L’unité de stockage L’unité d’entrée sortie Le bloc de communication

6 L’unité de traitement L’unité de traitement est l’endroit ou vont être traitées les commandes et différentes commandes en général: Tout comme pour le PC, on parle de la carte mère Bien que miniaturisée, donc présentant des performances moindres, elle est identique en tout point à celle du PC Pour plus d’informations sur l’unité de traitement des appareils nomades on pourra se référer à celle du PC

7 L’alimentation L’alimentation se décompose en 2 parties principales:
Une source d’énergie autonome: une batterie Une source d’énergie externe (alimentation externe) permettant de recharger la batterie

8 L’alimentation externe
L’alimentation externe d’un appareil nomade est identique a celle du PC avec pour différence un besoin en puissance moindre (des quelques Watts au lieu de quelques centaines) Composition de l’alimentation: Circuit d’entrée Circuit de sortie (basse tension) Sur certains modèles une sortie basse tension secondaire

9 L’alimentation externe
Bloc d’entrée de l’alimentation: Les alimentations sont du type alimentation à découpage: C’est une alimentation électrique dont la régulation est assurée par un composant électrotechnique utilisé en commutation (généralement un transistor, triac…) où il s’agit de découper une tension élevée, pour en obtenir à l’aide de filtre une tension plus faible En dehors de la puissance de sortie, plus faible, le fonctionnement est identique à celle d’un PC

10 L’alimentation autonome
L’alimentation de l’appareil est généralement assuré par une batterie (quelques rares appareils utilisent encore des piles). On parle aussi d’accumulateur (il accumule l’énergie) On trouve 2 types de batteries en informatique: L’accumulateur au nickel ou NiMH (nickel-hydrure, de l'anglais nickel-metal hydride), L’accumulateur lithium-ion.

11 L’alimentation autonome
L’accumulateur au nickel (NiMH): Les accumulateurs NiMH ont été commercialisés vers 1990 car ils présentaient une énergie supérieure de plus de 30 % par rapport aux accumulateurs NiCd (Nickel-Cadmium) Ils sont aujourd'hui il disparaissent au profit des accumulateurs Li-ion (Lithium-ion) et Lithium-Polymère. On pourra noter sur ces carractéristiques: Un taux de décharger de 10% à 15% par mois Un cycle de vie de 24 à 48 mois Ce qui explique ce taux de batteries HS couramment rencontré

12 L’alimentation autonome
L’accumulateur au Lithium-ion: La batterie au Lithium-ion est couramment utilisée aujourd’hui . La batterie au Lithium existe sous de nombreuses variantes. On ne donc en tirer des caractéristiques générales. Cependant elles ont pris le pas sur l’ensemble des autres batteries grâce à leur caractéristiques: Un auto-déchargement faible: 1 à 10% par mois, Une durée de vie de 7 ans (moyenne), Un cycle de recharge plus grand (1200 pour 500 à 1000 pour les batterie au nickel), Une tension nominale pour un élément de 3,7v: Ce qui permet de limiter le nombre d’éléments dans un bloc Un poids plus faible

13 A propos de recharge Accumulateurs lithium-ion:
L’accumulateur vieillit moins vite lorsqu‘il est rechargé par des recharges partielles que lors de cycles complets de décharge/recharge: On notera qu’il n’en est pas de même que les batterie au Nickel! Une autodécharge de la batterie étant visible, il convient de recharger une batterie (même inutilisée) 1x par an!

14 A propos de recharge Accumulateurs lithium-ion:
Bien que plus stable que d’autres techniques au Lithium, il est nécessaire de suivre quelques précautions sur le circuit de charge: Une protection est indispensable (en cas de court-circuit, charge prolongée… il peut y avoir risque d’explosion ou inflammation), Circuit de régulation, Protection par fusible, Fusible thermique, Soupape de dégazage. Pour de nombreuses charges simultanées, il peut être envisagé d’utiliser une « salle de charge ».

15 L’unité de stockage La miniaturisation nécessaire aux appareils nomades étant nécessaire l’unité de stockage se limite généralement à un disque de stockage de masse: Mémoire interne Disque SSD (tablettes) Mémoire flash (Smartphones)

16 L’unité de stockage Suivant le type de Système d’Exploitation installé (souvent à base Unix), le Smartphone (ou autre appareil mobile) est moins exigeant: En performance, En qualité de connexion au support principal (unité de traitement), En quantité de mémoire … En tout état de cause le principe de stockage reste un stockage binaire!

17 Les blocs fonctionnels d’un Smartphone, d’une tablette, d’un appareil nomade
(suite)

18 Unité d’entrée sortie: interne
Suivant le type de matériel nomade on trouvera: Un clavier, dont le principe est basé sur l’association et la commutation de contacteur Un pavé ou écran tactile

19 Unité d’entrée sortie: interne
Le clavier est basé sur l’association la commutation de contacteurs (principe): Sortie 1 2 3 A B C D E F

20 Unité d’entrée sortie: interne
Le clavier est basé sur l’association la commutation de contacteurs (principe): Sortie 1 2 3 A 01 B 02 C 03 D 12 E 13 F 23

21 Unité d’entrée sortie: interne
Un pavé tactile ou touchpad (terme anglais), est un dispositif de pointage utilisé en remplacement d'une souris sur les ordinateurs portable ou certains smartphones. Le pavé tactile fonctionne comme un dispositif de pointage relatif. Il n'existe pas de relation entre la position du doigt sur le pavé et celle du curseur à l’écran. Fonctionnement: On dirige le pointeur en déplaçant le doigt sur une surface sensible, La plupart des pavés tactiles utilisent une propriété physique nommée capacité électrique: on utilise la conduction de la peau sur un ensemble de contacteurs très petits (on parle maillage), pour détecter un mouvement entre ces contacteurs et le transmettre au pointeur affiché à l’écran

22 Unité d’entrée sortie: interne
Un écran tactile est un périphérique informatique qui combine les fonctionnalités d'affichage d'un écran (moniteur) et celles d'un dispositif de pointage, comme la souris ou le pavé tactile: Le fonctionnement est identique à celui rencontré pour le pavé tactile à la seule différence que le pointeur prend alors la position absolue de l’endroit ou se trouve le doigt: On dirige le pointeur en déplaçant le doigt sur une surface sensible, Tout comme pour le pavé tactile, la plupart des écrans tactiles utilisent la propriété physique de capacité électrique ou la conduction de la peau permet de détecter un mouvement ou la position du doigt au travers d’une multitude de contacteurs placés sur l’écran Mouvement ou position qui est ensuite transmis au pointeur

23 Unité d’entrée sortie: interne
Le clavier tactile: Un clavier tactile est une transposition d’un ensemble de click de souris appliqué à un écran tactile Un programme affichant un clavier virtuel interprète alors les clicks appliqué sur ces touches virtuelles en évènements clavier

24 Unité d’entrée sortie: interne
L’unité d’entrée sortie/interne de Smartphone peut revêtir de nombreuses autres formes: Appareil photo, GPS, Lecteur de carte mémoire, … Ces divers éléments seront abordés lors de l’étude des bloc de périphériques

25 Unité d’entrée sortie: externe
L’unité d’entrée/sortie de l’appareil se limite (pour raison de miniaturisation) souvent à un contrôleur USB: Bien qu’une norme tente de se mettre en place de nombreux constructeurs on encore leur propre connexion.

26 Module de communication
Souvent équipé de Wifi, Bluetooth, le module de communication est l’élément principal de l’appareil nomade (pour le Smartphone, cela reste sa raison d’être principale) Le module de communication est composé de 3 éléments:

27 Module de communication
Souvent équipé de Wifi, Bluetooth, le module de communication est l’élément principal de l’appareil nomade (pour le Smartphone, cela reste sa raison d’être principale) Le module de communication est composé de 3 éléments: Le module de sécurité Le module d’émission Le module de réception

28 Module de communication
Le module de sécurité est principalement assuré de manière logicielle: C’est le principe de cryptage des données qui est utilisé: La cryptographie s'attache à protéger des messages (assurant confidentialité, authenticité et intégrité) en s'aidant principalement de clés, appelées clef de cryptage. On distingue deux type de clefs: Les clefs publiques, Les clefs privées.

29 Module de communication
Le module de sécurité, clefs publiques/privées: La clef publique est un système de codage du message qui sera donné à toute émetteur du message (elle peut-être récupérée directement chez le destinataire): Cette clef est alors utilisée pour « encoder » le message qui sera envoyé, Par principe, la connaissance d'une clé ne permet pas d’en déduire l'autre. La clef privé que seul le destinataire détient permet alors de décoder le message envoyé

30 Module de communication
Le module de sécurité: Le système de codage par clefs publiques/privées est appelé « cryptographie asymétrique » ou « cryptographie à clé publique » Ce système reste le moyen actuel le plus efficace, en effet, un pirate qui essaierait de déchiffrer le message par la force brute devrait essayer une par une toutes les clefs possibles: Un chiffrement symétrique au moyen d'une clé de 128 bits propose 2128 (3, ) façons de chiffrer un message!

31 Module de communication
Le module de sécurité: D’où vient la faille? La faille vient généralement de l’utilisateur lui-même (cas des clefs WEP, WPA… ou l’utilisateur défini sa clef). Par facilité il est choisi: Un mot de passe (ou clef) simple, connu, Une phrase ou mot clef facile à retenir pour l’utilisateur, Une clef de longueur faible, …

32 Module de communication
Le module de sécurité: Les méthode diverses Parmi les méthodes de cryptage on trouve également: Cryptographie asymétrique (à clef publique) Cryptographie hybride (clef publique et clef secrète) Signature numérique Les fonctions de hachage Les générateurs de nombres pseudo-aléatoires …

33 Bloc de communication: l’émetteur
Un émetteur est un appareil qui « rayonne » des ondes électromagnétiques. De manière simplifiée: L’onde est un signal électrique envoyé vers une antenne, qui le diffusera dans l’air L’onde dépendra alors sa fréquence, on parle d’hertz, De sa puissance

34 Bloc de communication: l’émetteur
Le hertz, de symbole Hz, est l'unité de mesure de la fréquence. Le hertz représente un nombre d'oscillations par seconde ou plus généralement le nombre de répétition d'un phénomène en une seconde

35 Bloc de communication: l’émetteur
On connaît le « courant » alternatif du secteur: Il a une fréquence de 50Hz: Il passe donc de 0 à 310v, puis de 310v à 0, de 0 à -310v et enfin de -310 à 0v, 50 fois par seconde Soit 1/50  tous les 20 ms Ce qui fait une moyenne de 310v * 1/ 2 = 220 v On dit que 310v est la valeur de crête ou de pointe

36 Bloc de communication: l’émetteur
Fréquences utilisée: Le wifi: travaille à environ 2,4 GHz Avec 14 canaux disponibles: 14 fréquences disponibles proches de celle de travail Un canal permet alors d’utiliser plusieurs émetteurs d’une même catégorie (ici le Wifi) sans que l’un ne perturbe l’autre

37 Bloc de communication: l’émetteur
En résumé, un émetteur: Est un appareil qui génère une fréquence, Cette fréquence est modulée (Modulation de Fréquence), ou son amplitude est modulée (la force du signal est modulée: on parle de Modulation d’Amplitude) Ce signale est ensuite amplifié, Puis envoyé vers une antenne

38 Bloc de communication: l’émetteur
Synoptique d’un émetteur: Générateur de fréquence, Modulateur Amplificateur Antenne Générateur de fréquence Modulateur Amplificateur

39 Bloc de communication: l’émetteur
Les fréquences employées: Le Wifi  2,4 Ghz Le téléphone  900 Mhz et 1800 Mhz Le Bluetooth  entre Mhz et 2 483,5 MHz Environ 2,4Ghz

40 Bloc de communication: le récepteur
Le récepteur radio est destiné à recevoir les ondes radioélectriques émises par un émetteur radio. Sa fonction est aussi d'extraire de ces ondes les informations qui y ont été incorporées lors de leurs émissions (modulation) On parle de démodulation

41 Bloc de communication: le récepteur
Pour rendre cette action possible il lui faut: Une antenne Des amplificateurs: RF (radiofréquence) / FI (fréquence intermédiaire) des filtres Un démodulateur Un amplificateur audio

42 Bloc de communication: le récepteur
L’antenne: L’antenne a pour rôle de convertir les ondes électromagnétiques provenant de l'émetteur en signal électrique (courant ou tension) qui sera appliqué au récepteur L’antenne devra être adaptée (tout comme celle de l’émetteur) à la fréquence du signal à recevoir: On parle parfois de longueur d’onde (la distance parcouru par le signal électromagnétique sur 1 période: l’hertz) Le champs magnétique se propageant à la vitesse de la lumière on pourra alors en calculer la longueur avec la formule: L=V*T

43 Bloc de communication: le récepteur
Des amplificateurs: RF (radiofréquence) / FI (fréquence intermédiaire) Le signal reçu sur l’antenne étant extrêmement faible (quelques µv), il est nécessaire d’amplifier le signal Le signal étant si faible qu’une simple amplification est souvent insuffisante on parle alors de « préamplificateur » et « d’amplificateur » Cette amplification sera alors réalisée à partir d’une abaissement de fréquence (appelé étage mélangeur)

44 Bloc de communication: le récepteur
Les filtres L’antenne, reçoit toutes les fréquences disponibles dans l’air et en particulier celles correspondantes à sa « longueur » (voir longueur d’onde précédemment) A cette étape, les signaux sont encore nombreux, il est alors nécessaire d’y appliquer un filtre qui ne laissera alors passer que la fréquence désirée

45 Bloc de communication: le récepteur
Un démodulateur Après filtrage du signal, conjointement au filtre, un signal correspondant à celui émis arrive au démodulateur qui aura pour rôle: D’extraire le signal d’origine a celui de la fréquence envoyée: on parle de démodulation (on récupère le signal de modulation)

46 Bloc de communication: le récepteur
Un amplificateur Suivant le type de signal reçu (audio pour la téléphonie, numérique pour le Wifi, Bluetooth), afin de pouvoir l’exploiter une dernière opération est nécessaire: Amplifier le signal reçu, c’est alors le rôle de l’amplificateur de sortie du récepteur

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