Notre environnement
est analogique, la mesure des valeurs naturelles qui nous entourent constitue
la majorité des informations que l’on souhaite exploiter numériquement.
Les signaux apparaissent souvent sous la forme d’une onde électrique analogique, continue dans le temps.
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Pour être
exploités par les circuits électroniques embarqués sur les engins ou les véhicules,
ces signaux sont traités par un convertisseur analogique/numérique qui traduit
le signal en une série de nombres binaires.
Le signal
numérique obtenu peut ensuite être transporté par l’intermédiaire d’un réseau
CAN vers les calculateurs concernés.
La conversion d’un signal analogique en signal numérique est indispensable à la transmission des données aux différents calculateurs présents sur les engins et les véhicules.
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Le dispositif est réversible, il est en effet possible de reconstituer un signal analogique à partir de données numériques. La fidélité du signal obtenu dépend de la précision de l’échantillonnage et de l’erreur de quantification.
Un convertisseur analogique/numérique effectue trois opérations sur le signal analogique.
La première, l’échantillonnage, attribue une valeur discrète à un instant donné du signal analogique.
La seconde est la quantification ce procédé affecte une même valeur discrète à deux échantillons dont la valeur est très proche. Cette technique permet un gain de place très appréciable sans trop altérer la précision.
La troisième, le codage, associe à chaque valeur un code facilement transportable et utilisable sans équivoque dans un calculateur.
L’échantillonnage
L’échantillonnage consiste à relever la valeur instantanée du signal analogique à des intervalles de temps réguliers.
La période
choisie est appelée période d’échantillonnage.
Si l’on souhaite que le signal d’origine soit représenté avec une précision importante, il faut prélever un grand nombre d’échantillons.
Une période
d’échantillonnage très faible pose le problème du traitement d’un grand nombre
de données. A l’inverse, si la période est trop grande, on prend le risque que
le signal numérisé ne soit plus représentatif du signal analogique.
En fonction de l’information et de la précision désirée, il est nécessaire d’opter pour la bonne période d’échantillonnage de sorte que le signal d’origine soit fidèlement restitué.
La quantification
La quantification a lieu après l’échantillonnage, elle permet de ramener des valeurs échantillonnées très proches à un même niveau de manière à leur affecter un mot binaire unique et diminuer ainsi le poids des informations à transporter.
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À partir d’un
signal analogique constitué d’une infinité de points, l’échantillonnage permet d’obtenir
une image suffisamment fidèle du phénomène observé.
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Le codage
Le code binaire
En informatique on utilise le système de numération binaire dont les nombres sont nommés des bits (binary digit = chiffre binaire).
Deux valeurs sont employées, il s’agit des chiffres : 0 ou 1.
Le BusCan utilise pour le transport des informations un codage binaire dans lequel la valeur 1 constitue le bit récessif et la valeur 0 le bit dominant qui est prioritaire.
Un groupe de 8 bits constitué de 0 et de 1 se nomme un octet.
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En mode binaire
le logiciel traite les informations sous la forme de bits constituant des
octets. Les images, les sons, les programmes sont transmis par une suite de 0
et de 1.
On peut
modifier la configuration de ces séries lorsqu’on retouche une image ou un son par
exemple.
Le code hexadécimal
L’inconvénient de la représentation binaire est qu’elle nécessite un nombre de chiffres important pour représenter une valeur.
Pour cette
raison on utilise parfois le système hexadécimal qui permet un codage en base
16. Le codage hexadécimal utilise les 10 premiers chiffres décimaux puis les
lettres de A à F.
16 valeurs sont employées, il s’agit des signes :
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F.
Chaque chiffre (ou lettre), correspondant à 4 bits, la conversion avec le système binaire est aisée.
La notation hexadécimale présente l’avantage de prendre moins de place que la notation binaire car elle utilise jusqu’à quatre fois moins de signes pour représenter le même nombre.
Pour
représenter une valeur, un chiffre décimal peut être codé en binaire afin d'être
acheminé. Il sera ensuite représenté en hexadécimal, en regroupant les bits par quatre
pour réduire la taille de l’information. Un chiffre hexadécimal est
constitué de 4 bits soit un demi-octet.
