L'IA embarquée, c'est pas juste un buzzword de salon type CES. C'est vraiment ce qui fait que votre voiture freine toute seule, que votre drone évite les arbres et que votre prothèse auditive filtre le bruit en temps réel. Sauf que pour déployer un réseau de neurones sur un microcontrôleur de 256 Ko de RAM... bah on dépend quasi exclusivement de frameworks américains ou chinois.

Un peu gênant, non ?

Du coup, le CEA (oui, le Commissariat à l'énergie atomique, celui de Palaiseau) a décidé de s'y coller avec AIDGE , un framework open source dédié à l'IA embarquée qui est hébergé par la fondation Eclipse. En gros, vous prenez votre modèle de deep learning entraîné sous PyTorch ou importé en ONNX, et AIDGE se charge de l'optimiser puis de générer du code C/C++ standalone prêt à tourner sur votre cible matérielle. Pas du pseudo-code donc mais du vrai C++ compilable.

Et quand je vous dis "cible matérielle", y'a bien sûr pour les GPU et les CPU mais également pour des microcontrôleurs, des DSP, des FPGA (ces puces reprogrammables), des NPU (processeurs spécialisés IA) et même d'ASIC custom. Le framework du CEA supporte les architectures CNN, RNN, GAN et Transformers, avec tout l'arsenal d'optimisation qui va bien tels que quantification post-entraînement, pruning, compression, et même du Quantization Aware Training basé sur les méthodes SAT et LSQ. Bon ok, ça fait beaucoup d'acronymes, on ne comprend pas tout ^^, mais en résumé c'est ce qui permet de réduire la taille d'un modèle de plusieurs gigas à quelques centaines de Mo sans trop perdre en précision.

en fait, au lieu de réécrire tout pour chaque puce, AIDGE utilise un système de graphes pour manipuler et transformer vos modèles indépendamment du hardware cible. Comme ça si vous changez de puce, vous regénérez le code, et c'est reparti. Pas besoin de réécrire votre pipeline de déploiement à chaque fois (et ça, si vous avez déjà bossé dans l'embarqué, vous savez que c'est pas rien). Bon par contre, faut pas s'attendre à un pip install aidge qui marchera du premier coup... ce serait trop simple ;-). Faudra quand même compiler quelques dépendances C++ avant d'en profiter.

AIDGE est porté par deux gros programmes : DeepGreen côté français avec 18 partenaires (Airbus, Thales, Dassault Aviation, EDF, MBDA, Inria dans la boucle) et Neurokit2E financé par Horizon Europe qui réunit 25 partenaires dans 5 pays (STMicroelectronics, Infineon, Fraunhofer entre autres). Et le projet embarque même un design de chip dédié qui s'appelle NeuroCorgi (oui, comme le chien de la reine d'Angleterre ^^).

D'ailleurs, les cas d'usage vont du classique à des choses plus inattendues : détection d'objets pour l'ADAS automobile (genre, freiner avant le piéton), maintenance prédictive en usine, ou encore amélioration audio temps réel pour les prothèses auditives. Le tout sous licence Eclipse Public License 2.0, donc libre et gratuit.

Bon après, la doc a encore du mal à suivre (comme souvent avec les projets de recherche) et j'aurais aimé des benchmarks comparatifs clairs face à TensorFlow Lite ou ONNX Runtime, histoire de voir concrètement combien de millisecondes on gagne sur un STM32 par rapport aux alternatives. Mais le fait d'avoir une chaîne complète design-optimisation-déploiement qui soit européenne, open source et hardware-agnostique... ça mérite quand même qu'on s'y intéresse. Surtout quand on voit la dépendance actuelle à PyTorch qui est, faut bien le dire, piloté par Meta.

Bref, si vous bossez dans l'embarqué ou que vous kiffez bidouiller du deep learning sur des petites puces, allez jeter un oeil .

Merci à Fabrice pour le lien !

Un vidéaste scientifique vient de reproduire des expériences de physique quantique depuis chez lui, avec un simple détecteur gamma portable et une capsule radioactive récupérée dans un vieux détecteur de fumée. Et les résultats sont plutôt convaincants.

De la physique quantique dans un garage

Huygens Optics, une chaîne YouTube spécialisée dans l'optique et la physique, s'est attaqué à une question qui occupe les physiciens depuis plus d'un siècle : la lumière est-elle une onde ou une particule ? Pour tenter d'y répondre, pas besoin d'un accélérateur de particules ou d'un labo à plusieurs millions d'euros.

Le vidéaste a utilisé un Radiacode 110, un petit détecteur de rayons gamma qui tient dans la main (67 grammes, connecté en Bluetooth à un smartphone), une capsule d'américium-241 extraite d'un détecteur de fumée hors service, un boîtier en plomb coulé maison et un Arduino pour mesurer les impulsions. Le tout pour quelques centaines d'euros.

Un maker connu sous le pseudo ALTco a construit une horloge numérique sans le moindre circuit imprimé. Six mètres de fil de laiton, des puces logiques des années 70 et des afficheurs sept segments : le résultat est une sculpture électronique franchement canon.

Six mètres de laiton et zéro circuit imprimé

Le projet est aussi simple à décrire que fou à réaliser. ALTco avait sous la main un kit d'horloge numérique avec ses circuits imprimés fournis, mais il a décidé de tout jeter pour reconstruire le circuit en freeform, c'est-à-dire en suspendant chaque composant dans les airs, reliés entre eux par du fil de laiton.

Générer un signal VGA avec un microcontrôleur 8 bits PIC18 est un défi technique de taille. Ce projet Hackaday montre comment détourner les ressources limitées d'un processeur rudimentaire pour produire une image stable. Une petite plongée dans le bit-banging pur et dur.

Le défi du timing analogique

Le standard VGA impose une rigueur chronométrique absolue à celui qui s'y frotte. Pour obtenir une image stable, typiquement en 640x480 à 60 Hz, le contrôleur doit générer des signaux de synchronisation horizontale (H-sync) et verticale (V-sync) avec une précision de l'ordre de la microseconde. Sur une architecture PIC18 cadencée à quelques dizaines de mégahertz, chaque cycle d'instruction est précieux. L'astuce réside ici dans l'utilisation intelligente des timers internes et des interruptions prioritaires pour maintenir cette cadence sans aucune dérive temporelle, sous peine de voir l'image se désynchroniser immédiatement.

Un DAC rudimentaire pour les couleurs

Côté matériel, la solution retenue est ultra simple (si on peut dire). Pour transformer les sorties numériques binaires du microcontrôleur en signaux analogiques exploitables par un moniteur CRT ou LCD, l'auteur a implémenté une échelle de résistances, aussi appelée DAC R-2R. Ce montage passif permet de convertir des combinaisons de bits en niveaux de tension spécifiques pour les canaux Rouge, Vert et Bleu. C'est une approche classique en électronique "low-cost" qui permet d'obtenir une palette de couleurs certes limitée, mais parfaitement fonctionnelle pour de l'affichage de texte ou de graphismes simples.

L'art du bit-banging et des périphériques détournés

L'envoi des données de pixels vers l'écran nécessite une bande passante que le CPU seul peinerait à fournir en mode pur "bit-banging". Pour optimiser le processus, le développeur détourne souvent le module SPI ou le port série synchrone (MSSP) du PIC pour envoyer les octets de données à la vitesse de l'horloge système. Cela permet de déléguer une partie de la charge de travail au hardware interne et de libérer quelques cycles processeur pour gérer la logique d'affichage. C'est un équilibre précaire où la moindre latence logicielle se traduit par des pixels décalés ou des lignes de travers. Chaud donc.

Ce projet illustre bien l'adage selon lequel la contrainte stimule la créativité. Là où nous utilisons aujourd'hui des processeurs multi-cœurs pour la moindre interface, ce hack prouve qu'un vieux microcontrôleur 8 bits peut encore faire le job. C’est une leçon d'architecture informatique qui permet de comprendre concrètement comment l'information devient image. C'est aussi une forme de résistance face à la démesure logicielle actuelle.

Source : Hackaday

Un développeur a mis au point un système de détection de drones qui tient dans la main et coûte moins de 15 dollars.

Le projet Batear utilise un microcontrôleur ESP32-S3 et un micro pour repérer les drones par le son de leurs hélices. Le tout est open source et fonctionne sans connexion internet.

Écouter les hélices plutôt que chercher un radar

Le principe de Batear est assez simple en fait. Plutôt que d'utiliser un radar ou une caméra, le système analyse le son ambiant pour y détecter les fréquences caractéristiques des moteurs de drones.

L'algorithme de Goertzel surveille six fréquences précises entre 200 et 4000 Hz, qui correspondent aux harmoniques habituelles des rotors.

Un développeur vietnamien a trouvé le moyen de faire fonctionner du code Arduino sur un microcontrôleur 8051, une architecture conçue par Intel en 1980.

L'astuce repose sur un émulateur RISC-V intégré directement dans la puce, et le tout est disponible en open source sur GitHub.

Une puce de 45 ans qui refuse de mourir

Le 8051, c'est un microcontrôleur 8 bits qu'Intel a conçu en 1980. L'anecdote veut que son architecture ait été dessinée en un week-end par l'ingénieur John Wharton.

Depuis, Intel a vendu plus de 100 millions d'unités rien que sur la première décennie, et des variantes compatibles sont encore produites et utilisées un peu partout, des souris d'ordinateur aux puces Bluetooth.

La version ciblée ici, c'est le STC8H8K64U, un dérivé moderne fabriqué par le chinois STC Micro. Il coûte moins d'un dollar et reste populaire en Asie, mais les outils de développement modernes ne le prennent pas en charge. D'où l'idée du projet.

Un émulateur RISC-V dans un 8051

Bùi Trịnh Thế Viên n'a pas cherché à porter le compilateur Arduino directement sur l'architecture 8051, ce qui aurait été un chantier monstre.

Il a opté pour une approche détournée : intégrer un émulateur RISC-V (appelé rv51, écrit en assembleur 8051 par un autre développeur, cyrozap) dans la puce STC8. Le code Arduino est compilé pour RISC-V, puis exécuté via cet émulateur.

Le projet est disponible sur GitHub sous le nom STC_Arduino_Core.

Des limites assumées

L'émulation a un coût. L'émulateur consomme 8 Ko de mémoire flash sur la puce, et la vitesse d'exécution est divisée par 100 à 1 000 par rapport au code natif. Pour le code qui demande du temps réel, comme la gestion des interruptions, il faut repasser sur de l'assembleur 8051 classique.

Et puis il faut le dire, des microcontrôleurs RISC-V natifs existent et coûtent à peine plus cher. Le projet reste donc un exercice technique et pédagogique, pas une solution de production.

C'est le genre de bidouille qui fait sourire. Faire tourner du code Arduino sur une architecture de 1980 via un émulateur RISC-V coincé dans 8 Ko, il fallait quand même y penser.

Bon par contre, on ne va pas se raconter d'histoires, en pratique ça n'a pas beaucoup d'intérêt face à un vrai microcontrôleur RISC-V à 2 euros. Mais l'exercice a le mérite de prouver que le 8051 a encore de la ressource, 45 ans après sa création.

Source : Hackaday

Quand Nvidia a racheté 3dfx, la Voodoo est morte façon Marion Cotillard dans Batman, et tout le monde était "mui tristé"... Mais vous allez pouvoir sécher vos larmes de "crocrodiles" car un dev vient de la ressusciter... dans un FPGA (c'est une puce reprogrammable).

SpinalVoodoo, c'est 430 registres de configuration, un pipeline graphique complet et des jeux à l'ancienne qui tournent OKLM du genre Quake ou Screamer 2.

Hé oui, sur un FPGA !

Le projet de Francisco Ayala Le Brun, c'est en fait une réimplémentation complète du GPU Voodoo 1 en SpinalHDL (un langage pour décrire des circuits). Pas de l'émulation logicielle genre 86Box mais une reconstruction totale du pipeline hardware registre par registre dans une puce reprogrammable. Du coup chaque pixel sort comme sur la carte d'origine comme quand elle faisait tourner Quake en 640x480 sous Windows 95. Enfin presque...

Screamer 2 par SpinalVoodoo

Je dis "enfin presque" parce que la Voodoo original, c'est pas juste un chip qui balance des triangles. Il y a en fait quatre types de registres qui réagissent chacun différemment selon le timing. Du coup si vous changez un paramètre au mauvais moment pendant qu'un triangle traverse le pipeline, les derniers pixels du triangle A se retrouvent avec la config du triangle B. Bref, bonjour la corruption !

SpinalHDL permet donc d'encoder tout ça proprement. Chaque registre déclare son adresse, sa catégorie et son mode d'accès en une seule déclaration. Pour un projet fait en solo, c'est quand même du costaud.

D'ailleurs, le récit de débogage vaut le détour. L'auteur avait des pixels d'overlay translucides qui devenaient mystérieusement transparents. Il a d'abord soupçonné un problème de framebuffer, changé les priorités d'écriture, ajouté des chemins sans cache... et l'artefact bougeait à peine. Snif...

Et là, avec Conetrace (un outil qui trace le chemin des pixels à travers le design), il a fini par trouver le coupable : 3 micro-erreurs de précision qui, séparément, étaient quasi invisibles, mais qui ensemble foutaient le bordel sur certains pixels. Le "bug mémoire" n'en était finalement pas un. Va savoir combien de développeurs hardware se seraient arrachés les cheveux là-dessus !

Quake sur SpinalVoodoo, rendu FPGA fidèle à l'original

Côté compatibilité, la majorité du pipeline graphique est implémenté (textures, transparence, brouillard, depth buffer, dithering...) par contre, y'a pas encore de contrôleur d'affichage (pas de sortie VGA native pour le moment), pas de trilinéaire, et pas de multi-texture. Attention aussi, pas de licence spécifiée sur le repo pour le moment, ce qui est un peu dommage si vous comptez réutiliser le code.

Si vous avez suivi le mec qui a conçu sa carte mère 486 from scratch avec un FPGA Spartan II, ou la Game Bub et son FPGA pour le rétrogaming, SpinalVoodoo pousse le curseur encore plus loin. Reproduire un GPU dédié avec son pipeline fixe et ses subtilités de timing, c'est quand même pas le même délire qu'émuler un CPU.

Bref, qu'une seule personne puisse recréer un GPU complet avec les outils RTL modernes, moi je trouve ça assez foufou !

Source

Un maker français a fabriqué une station météo miniature avec une interface façon Windows 95, logée dans un boîtier imprimé en 3D en forme de vieux moniteur cathodique. Le projet tourne sur une carte ESP32 à une quinzaine d'euros et récupère la météo en temps réel via Wi-Fi. Prévisions, vent, images satellite, tout y est.

Un mini écran façon années 90

Jordan Blanchard a publié son projet sur Hackaday.io et le résultat a de quoi plaire aux nostalgiques. L'interface reprend les codes visuels de Windows 95 : fenêtres avec barres de titre, panneaux biseautés, typographie pixelisée.

On y retrouve la météo du jour, les prévisions heure par heure, la vitesse du vent avec boussole, et même des images satellite et radar. Le tout sur un écran TFT de 2,8 pouces en 320 x 240 pixels, ce qui colle parfaitement au style rétro.

Un bricoleur a assemblé un petit montage à base d'ATtiny85 qui joue automatiquement au jeu du dinosaure caché dans Google Chrome. Le tout pour moins de 10 euros de composants et avec un microcontrôleur pas plus grand qu'un pouce.

Deux capteurs et un microcontrôleur, c'est tout

Le projet est signé Albert David, et le principe est assez malin. Une carte Digispark ATtiny85, qui coûte entre 2 et 5 euros, est branchée en USB sur un PC et se fait passer pour un clavier grâce au protocole HID. Pour le reste, vous avez deux modules LM393 photorésistants qui sont collés directement sur l'écran, le premier au niveau du sol pour voir les cactus, et le second plus haut pour voir les oiseaux.

C'est au passage de chaque obstacle que la luminosité change, et donc que le capteur s'active pour envoyer la touche espace ou la flèche du bas pour sauter et baisser la tête, le tout à travers le microcontrôleur, et seulement 8 ko de mémoire flash.

Un système qui s'adapte à la vitesse du jeu

Encore plus fort, l'ensemble intègre un système de timing interactif, avec un firmware qui mesure la largeur des obstacles, et surtout conserve un historique de cinq mesures, pour estimer au mieux la vitesse du jeu.

Le délai entre la détection et l'appui sur la touche est recalculé en permanence, avec des bornes minimales et maximales pour éviter les ratés. Il y a aussi un délai de 400 millisecondes entre chaque action pour ne pas mitrailler les touches.

Côté calibration, il faut quand même un peu de patience. Les deux capteurs doivent être positionnés à 30-40 mm devant le dinosaure, et les potentiomètres des modules LM393 ajustés pour que le fond blanc de l'écran ne déclenche rien mais que les obstacles foncés soient bien détectés.

Un développeur a créé Galagino, un émulateur open source qui fait tourner Pac-Man, Galaga, Donkey Kong et trois autres classiques de l'arcade sur un simple microcontrôleur ESP32. Le projet est gratuit, le code est sur GitHub, et avec quelques composants et une imprimante 3D vous fabriquez votre propre mini borne pour presque rien.

Six jeux d'arcade sur une puce à quelques euros

Galagino est un projet open source développé par Till Harbaum. Le principe : émuler des jeux d'arcade des années 80 sur un ESP32, cette petite puce à double coeur cadencée à 240 MHz qui coûte une poignée d'euros. Et ça ne rigole pas côté catalogue, puisque six titres sont pris en charge : Galaga, Pac-Man, Donkey Kong, Frogger, Dig Dug et 1942.

L'émulation est complète, avec le son et la vidéo, le tout affiché sur un petit écran TFT de 320 x 240 pixels en 2 à 3 pouces. Pour les contrôles, cinq boutons poussoirs suffisent, ou un joystick si vous préférez. Le Galaga d'origine tournait sur trois processeurs Z80 plus deux puces dédiées aux entrées et au son. Ici, l'ESP32 gère tout seul, et les deux coeurs sont quand même bien sollicités.