Ci contre, la gravure "Jour et nuit" de M.C. Escher (1938), montre que le jour et la nuit sont des notions floues.

" La précision n'est pas vraie ", Henri Matisse, 1947.

Historique
C'est à l'université de Berkeley Californie, USA en 1963, qu'est née la logique floue ou "Fuzzy logic". Son père créateur c'est Monsieur LotfiA. Zadeh, né en ex-URSS de parents iraniens, professeur d'informatique au département ingénierie électrique et informatique de l'université. Mr Zadeh fait une comparaison entre les ordinateurs de l'époque et le raisonnement humain ( comparaison toujours valable d'ailleurs ) :
si l'ordinateur calcule beaucoup plus vite de façon rigoureuse, ses capacités de réflexion et d'apprentissage sont limitées. De plus sa rigidité en tant que machine et son fonctionnement binaire, rend l'ordinateur peu adapté à certaines tâches, qui pour un humain semble si simple . Mr Zadeh prend l'exemple du créneau réalisé par un automobiliste pour garer sa voiture ; si le conducteur réalise cette opération en une minute environ, la simulation de la même action sur un ordinateur demandait à l'époque plusieurs heures de calculs complexes. Le pire dans l'histoire, c'est que l'humain fait tout ceci de façon approximative que ce soit pour la conduite dans le cas présent, comme bon nombres d'actions de la vie quotidienne? Cela marche donc avec l'approximation et une expérience des fonctions à réaliser. Naissance de la logique floue, dont le concept sera complètement ignoré aux USA, comme en Europe. Il faut attendre 25 ans pour voir apparaître les premières applications au Japon ; à noter que l'exemple de la voiture à garer de Mr Zadeh est repris, et mis en application avec une voiture truffée de capteurs, d'un calculateur flou et qui parvient à se garer toute seule.


Les Systèmes experts
Au même moment, les informaticiens se disent : si l'ordinateur manque d'expérience et de réflexion il faut lui faire assimiler le savoir humain par un expert : c'est l'apparition de l'intelligence artificielle ( IA ) et des systèmes experts ; ces dernier nécessitant l'acquisition d'une base de connaissance très détaillée et l'écriture de centaines de règles de production interdépendantes. Pour une application il faut disposer de un ou plusieurs experts humains dans le domaine considéré pour acquérir les connaissances et non pas un informaticien ; ce dernier ne fait que transcrire le savoir de l'expert afin de le "porter" sur le système. Le problème c'est que les systèmes experts fonctionnent en logique binaire et ne savent enchaîner que des décision de type vrai / faux. Pour compenser le manque de réflexion de l'expert automatique, il faut multiplier le nombre de règles ; ces dernières sont de la forme : SI (conditions) alors (conclusions). Un système expert est constitué principalement de :

• une base de règles contenant les règles de production ( la réflexion )
• une base de faits ou mémoire de travail ( apprentissage, déduit et acquis )
• un moteur d'inférence analysant et déduisant les faits

Le moteur d'inférence essaye d'appliquer les règles aux faits connus et aux faits déduits lorsqu'une règle s'applique ; la base de faits est mise à jour en permanence. Le moteur d'inférence "cale" lorsque plus aucune règle n'est applicable. Inconvénient majeur des systèmes experts, l'apprentissage parfois long et difficile à réaliser suivant la complexité de l'application : maintenance et détection de pannes, diagnostic médical, prédictions météo ... Si la logique floue s'apparente aux systèmes experts, les données traitées sont rendues approximatives pour le besoin.


Logique floue ou logique du flou ?
L'imprécision et l'approximation sont les bases de le la logique floue. Cette théorie remet en cause la notion d'appartenance d'un objet à un ensemble. Dans la théorie classique des ensembles, la notion d'appartenance est liée à une valeur binaire 0 ou 1. Pour les ensembles flous la notion d'appartenance (µ) est liée à une fonction pouvant prendre toutes les valeurs entre 0 et 1 ( 0,1 / 0,3 ....0,9 ) indiquant de degrés ou le taux d'appartenance.
Les notions de propriété et d'ensemble sont utilisées, mais elles sont vagues. La logique floue permet un mode d'apprentissage sur la transcription de quelques règles règles seulement de savoir faire, celles-ci étant formulées sans grande précision ; entre le "tout ou rien", la logique floue prend en compte une infinité de degrés approximatifs comme : un peu, beaucoup, fort, faible, chaud, moyen, froid..


Fonctionnement d'un système flou
Un système flou est en fait un système expert un peu plus "humain" dans le raisonnement et dans sa compréhension du monde extérieur, en l'occurrence le processus à contrôler. La démarche est la suivante : le processus "alimente" le système flou en entrée ( capteurs, mesures, synthèse vocale ..), celles-ci sont alors rendues floues par association d'un degrés approximatif, puis le moteur d'inférence flou applique les règles de fonctionnement du système, et fourni une ou plusieurs "sorties" floues retournées au processus ( commande de moteur, servos, vannes, vérins, actionneurs divers ...) et la boucle est bouclée. C'est un processus de régulation classique, mais amélioré. Les opérations de "fuzzification" et de "défuzzification" ( sa ne s'invente pas ) servent d'interface avec le monde extérieur et le système flou. En effet, les données échangées sont de toutes natures et pas vraiment floues Ex : valeur binaire d'un convertisseur analogique / numérique. Il convient donc de les associer à des ensembles flous afin de définir des valeurs floues, manipulables en logique floue par le moteur d'inférence. En sortie il se produit l'opération inverse : les résultats fournis étant flous, ils sont reconvertis vers des interfaces en logique ...binaire !


Avantages
Fondamentalement, les applications utilisant la logique floue ne sont pas plus performantes mais tout simplement plus facile à réaliser et à utiliser. Des machines complexes peuvent devenir plus conviviales ; on peut traiter des informations ayant des limites floues de l'entrée à la sortie en passant par le traitement, le calcul et la mémoire. La logique étant purement mathématique, les résultats ne sont pas flous, mais tout à fait clairs et précis. Par comparaison, dans un automatisme logique standard, un ensemble d'équations permet de déterminer une valeur de sortie à partir des données d'où la difficulté d'exprimer l'expérience humaine par les mathématiques. L'expression linguistique utilisée dans la formulation de la logique floue utilise un langage de tous les jours et donc l'ensemble du système flou reste compréhensible pour les opérateurs et les personnes non expertes. Ces derniers peuvent aisément interpréter les effets et les conséquences des règles de production.

Une multitude d’applications industrielles et grand public font la part belle aux afficheurs de 2 à 12 pouces de diagonale : téléphone, PDA, GPS, ordinateur de bord, instruments, signalisation etc … La technologie à cristaux liquides ou LCD ( Liquid Cristal Display ), est de loin la plus utilisée. Dans cette technologie, il est parfois difficile de s’y retrouver parmi les TN, HTN, STN, FSTN …. BN ( non ça c’est les chocos BN ! )

Tout d’abord petit aperçus des technologies concurrentes :
les afficheurs Oled - Organic LED - [ lire article ] qui offrent d’excellentes performances au niveau du contraste, de l’angle de vue, du temps de réponse et de la température de fonctionnement ; les inconvénients c’est un prix encore élevé et des petits formats, avec aussi quelques incertitudes sur la durée de vie des versions couleurs.
Les afficheurs fluorescents VFD ( Vacuum Fluorescent Display ) qui ont une excellente lisibilité même à distance et une température de fonctionnement étendue de –40 à +85°C ; en plus de la traditionnelle couleur bleue-vert on trouve maintenant du jaune, du rouge, du blanc ….
Les afficheurs électroluminescents qui ont des caractéristiques très proches des VFD, mais limité au monochrome avec une couleur ambre sur fond noir, avec l’inconvénient d’avoir une tension d’environ 200V pour fonctionner.
Un peu à part, les afficheurs bistables ou à encre électronique qui permettent de réduire fortement la consommation quand on affiche des caractères ou des motifs statiques ( étiquettes de magasins ).

Le LCD quand a lui a beaucoup évolué et l’on trouve pas moins de 7 technologies de LCD : TN ( Twisted Nematic ), HTN ( High Performances Twisted Nematic ), STN ( Super Twisted Nematic ), FSTN ( Film Compensated Super Twisted Nematic ), CSTN ( Color Super Twisted Nematic ), TFT ( Thin Film Transistor ) et LTPS ( Low Temperature PolySilicon ).
Les LCD TN, HTN, STN et FSTN sont tous des afficheurs monochromes qui se distinguent par un contraste et un angle de vision différent. C’est l’angle de torsion des molécules de cristaux liquides dans la couche optique qui détermine les performances visuelles : 90° pour les TN, 110° pour les HTN et 180 à 240° pour les STN, ces derniers étant les meilleurs.
Pour la couleur c’est du CSTN ou du TFT. Les CSTN ( matrice passive ) c’est pour des écrans avec une diagonale inférieure à 10 pouces, car au delà il y a trop de pertes en ligne. C’est le TFT ( matrice active ) qui prend le relais pour des afficheurs de grandes tailles, mais on le trouve aussi dans les petites diagonales : la matrice TFT est composée de transistors en couche fine, intégrés à chaque sous pixel RVB. Le TFT est bien sûr un peu plus cher que le CSTN, d’environ 20%. La technologie LTPS étant réservée à des applications haut de gamme avec une définition supérieure au TFT, liée à une intégration plus poussée de la matrice active : il en résulte une plus grande résolution pour la même surface.

Pour le rétro-éclairage la traditionnelle lampe fluo CCFL ( Cold Cathod Fluorescent Lamp ), avec sa tension de fonctionnement de l’ordre de 400 à 500 V, tant à laisser sa place aux LED blanches qui ne requièrent aucun composants supplémentaires et qui se contentent d’un tension de 3,5 V.
Pour la  température de fonctionnement, les 0 à +50°C sont oubliés, au profit d’une gamme de température étendue de –20°C à +70°C pour certains TFT, on trouve aussi du –10°C à +70°C ou mieux du –30°C à +80°C.
Du côté luminance cela s’améliore aussi : on passe de 350 cd/m² à 450 voir 500 cd/m². Petit rappel aussi sur les aspects transmitif, réflectif ou transflectif : ce dernier est un écran équipé d'un rétro-éclairage pour une utilisation dans un endroit peu éclairé (transmissif), et peut également utiliser la lumière ambiante pour fournir l'image dans des lieux très éclairés ou en extérieur (réflectif) … les trois définitions dans une !

Tags : GSR technology - Sharp - Oled Displays  - Varitronix - Liste de fabricants - CCFL backlight - Hitachi displays

FlexRay est un réseau de communication dit de « terrain », déterministe, rapide et tolérant aux fautes, utilisé dans l’automobile. Il est basé sur l’expérience de DaimlerChrysler dans ce domaine et du système de communication ByteFlight de BMW ; ByteFlight a été développé à la base pour les systèmes de sécurité passifs tels que les AirBags. FlexRay est une évolution logique de ByteFlight, où l’accent a été mis sur les aspects déterminisme et tolérance aux fautes. Porté par des poids lourds tels que BMW, DaimlerChrysler, General Motors, Ford, Wolkswagen et Bosch, le consortium FlexRay est appuyé par Freescale et NXP pour intégrer les contrôleurs de communication.

FlexRay est le remplaçant du CAN ? certainement, car les évolutions sont importantes : au niveau physique on trouve 2 canaux de communication séparés jusqu’à 10 Mb/s ( contre 1 Mb/s sur CAN ) qui assurent la redondance, mais peuvent être aussi couplés pour doubler la bande passante. La topologie du réseau est elle aussi particulière : si la vitesse est limitée volontairement < à 1 Mb/s, le réseau peut être une topologie de type BUS comme CAN. Au delà de 1 Mb/s la topologie sera obligatoirement de type étoile, point à point, avec une répartition active ( hub ), un peu comme un réseau Ethernet 10/100 base T. Chaque nœud se compose d’un processeur hôte et d’un contrôleur dédié FlexRay : ce dernier gère l’accès au réseau, la synchronisation, le monitoring et transmet les données de et vers le processeur hôte.

FlexRay utilise le principe du TDMA ( Time Division Multiple Access ), où chaque message se vois alloué un créneau de temps ( Slot Time ) exclusif sur le réseau. L’avantage de cette technique c’est que les délais sont prédictifs et donc cela assure le déterminisme. Le désavantage c’est que la bande passante n’est pas complètement exploitée : FlexRay peut contourner ce problème par une technique de segment de temps dynamique ( au lieu de statique ), le segment de base étant alors découpé en mini-créneaux de temps pour optimiser la bande passante.

Autre caractéristique essentielle sur les réseau de type TDMA, c’est la synchronisation entre les nœuds de communication : c’est une base de temps commune ( global time ) qui assure le synchronisme en diffusant des messages de synchronisation dans un segment de temps statique. A l’aide d’un algorithme spécial, chaque nœud recale son horloge locale pour un synchrone avec l’horloge globale.

Tags : Contrôleur Freescale MFR4200 - le site officiel de FlexRay -   IP Flexray - FlexRay chez Fujitsu -  Article FlexRay - IP Xilinx