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44 changes: 22 additions & 22 deletions docs/design/communication.md
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Expand Up @@ -9,46 +9,46 @@ title: 'Communication'

| ID | Nom | Description | Implémentation |
| ------ | ----------- | ------------------------------------------------------------- | ---------------------------------------------------------------- |
| FCT-28 | BLE | Le systeme doit pouvoir communiquer par Bluetooth BLE 4.2. | STM32WB55RG — BLE 5.2 (depasse l'exigence) |
| FCT-29 | BLE - Range | Le systeme necessite une portee physique BLE d'au moins 10 m. | Antenne interne + filtre MLPF-WB55-01E3 |
| FCT-30 | OpenThread | Le systeme doit pouvoir communiquer par OpenThread. | STM32WB55RG — stack OpenThread integre |
| FCT-31 | ZigBee | Le systeme doit pouvoir communiquer par ZigBee. | STM32WB55RG — stack ZigBee integre |
| FCT-32 | Antenna | Le systeme doit integrer une antenne interne. | Antenne integree + filtre RF MLPF-WB55-01E3 (passe-bas 2.45 GHz) |
| FCT-28 | BLE | Le système doit pouvoir communiquer par Bluetooth BLE 4.2. | STM32WB55RG — BLE 5.2 (dépasse l'exigence) |
| FCT-29 | BLE - Range | Le système nécessite une portée physique BLE d'au moins 10 m. | Antenne interne + filtre MLPF-WB55-01E3 |
| FCT-30 | OpenThread | Le système doit pouvoir communiquer par OpenThread. | STM32WB55RG — stack OpenThread intégré |
| FCT-31 | ZigBee | Le système doit pouvoir communiquer par ZigBee. | STM32WB55RG — stack ZigBee intégré |
| FCT-32 | Antenna | Le système doit intégrer une antenne interne. | Antenne intégrée + filtre RF MLPF-WB55-01E3 (passe-bas 2.45 GHz) |

## Exigences — Stockage

| ID | Nom | Description | Implémentation |
| ------ | ----------------------------- | -------------------------------------------------------------------------- | -------------------------------- |
| FCT-33 | QSPI Flash | Le systeme doit integrer un stockage flash Quad-SPI de 64 Mbit. | Winbond W25Q64JVZPIM |
| FCT-34 | QSPI Flash - USB Mass Storage | Le stockage flash interne doit etre accessible a travers USB Mass Storage. | STM32F103 DAPLink (endpoint MSC) |
| FCT-33 | QSPI Flash | Le système doit intégrer un stockage flash Quad-SPI de 64 Mbit. | Winbond W25Q64JVZPIM |
| FCT-34 | QSPI Flash - USB Mass Storage | Le stockage flash interne doit être accessible à travers USB Mass Storage. | STM32F103 DAPLink (endpoint MSC) |

## Choix de conception

### Communication sans fil (FP6)

Le STM32WB55RG a ete choisi car il integre nativement les stacks BLE 5.2, OpenThread et ZigBee, satisfaisant les exigences FCT-28 a FCT-31 avec un seul composant. La version BLE 5.2 depasse l'exigence initiale (BLE 4.2) et apporte des ameliorations de debit et de portee.
Le STM32WB55RG a été choisi car il intègre nativement les stacks BLE 5.2, OpenThread et ZigBee, satisfaisant les exigences FCT-28 à FCT-31 avec un seul composant. La version BLE 5.2 dépasse l'exigence initiale (BLE 4.2) et apporte des améliorations de débit et de portée.

- **Radio** : Transceiver 2.4 GHz integre au STM32WB55RG
- **Antenne** : Antenne interne integree sur le PCB
- **Filtre RF** : MLPF-WB55-01E3 (passe-bas 2.45 GHz) pour la conformite EMC
- **Radio** : Transceiver 2.4 GHz intégré au STM32WB55RG
- **Antenne** : Antenne interne intégrée sur le PCB
- **Filtre RF** : MLPF-WB55-01E3 (passe-bas 2.45 GHz) pour la conformité EMC
- **Horloge RF** : Quartz 32 MHz

### Memoire flash externe (FP15)
### Mémoire flash externe (FP15)

La memoire flash externe est connectee au microcontroleur d'interface (STM32F103) et non au MCU applicatif (STM32WB55). Ce choix permet l'acces USB Mass Storage via DAPLink sans solliciter le processeur principal.
La mémoire flash externe est connectée au microcontrôleur d'interface (STM32F103) et non au MCU applicatif (STM32WB55). Ce choix permet l'accès USB Mass Storage via DAPLink sans solliciter le processeur principal.

- **Composant** : Winbond W25Q64JVZPIM
- **Capacite** : 64 Mbit (8 Mo)
- **Capacité** : 64 Mbit (8 Mo)
- **Interface** : SPI / Quad-SPI (QPI, DTR)
- **Frequence** : jusqu'a 133 MHz
- **Temps d'acces** : 6 ns
- **Boitier** : 8-WSON (6x5)
- **Fréquence** : jusqu'à 133 MHz
- **Temps d'accès** : 6 ns
- **Boîtier** : 8-WSON (6x5)

#### Fonctionnalites
#### Fonctionnalités

- **Acces stockage de masse** : La memoire flash est accessible via USB comme un peripherique de stockage de masse, permettant aux utilisateurs de recuperer les donnees facilement.
- **Format CSV** : Les donnees des capteurs sont stockees au format CSV, facilitant l'analyse avec des outils courants comme Excel.
- **Enregistrement de donnees** : Le microcontroleur d'interface gere l'ecriture et la recuperation des donnees, permettant un enregistrement continu sur de longues periodes.
- **Accès stockage de masse** : La mémoire flash est accessible via USB comme un périphérique de stockage de masse, permettant aux utilisateurs de récupérer les données facilement.
- **Format CSV** : Les données des capteurs sont stockées au format CSV, facilitant l'analyse avec des outils courants comme Excel.
- **Enregistrement de données** : Le microcontrôleur d'interface gère l'écriture et la récupération des données, permettant un enregistrement continu sur de longues périodes.

#### Signaux SPI (vers STM32F103)

Expand All @@ -64,5 +64,5 @@ La memoire flash externe est connectee au microcontroleur d'interface (STM32F103
## Voir aussi

- [Hardware](../hardware/)
- [Composants — Circuits integres](../hardware/components/integrated-circuits)
- [Composants — Circuits intégrés](../hardware/components/integrated-circuits)
- [Pin Mapping — Bus internes](../hardware/pin-mapping/internal-bus)
30 changes: 15 additions & 15 deletions docs/design/constraints.md
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Expand Up @@ -9,41 +9,41 @@ title: 'Contraintes'

| ID | Nom | Description | Implémentation |
| ------ | -------------------------- | ----------------------------------------------------------------------------------------- | ------------------------------------ |
| ENV-01 | Temperature | Le systeme doit pouvoir fonctionner dans la plage de -20°C a 85°C. | Composants grade industriel |
| ENV-02 | Lifetime | Le systeme doit pouvoir fonctionner pendant 70 000 heures (environ 8 ans). | Selection composants haute fiabilite |
| ENV-03 | ESD Protection | Les connecteurs d'entree et de sortie doivent etre equipes de protections ESD. | Protections ESD sur connecteurs |
| ENV-04 | User Interface Position | Le systeme doit integrer les elements d'affichage sur la face avant de la carte. | Ecran OLED et LEDs en face avant |
| ENV-05 | Command Interface Position | Le systeme doit integrer l'interface de controle (boutons) sur la face avant de la carte. | Boutons en face avant |
| ENV-01 | Temperature | Le système doit pouvoir fonctionner dans la plage de -20°C à 85°C. | Composants grade industriel |
| ENV-02 | Lifetime | Le système doit pouvoir fonctionner pendant 70 000 heures (environ 8 ans). | Sélection composants haute fiabilité |
| ENV-03 | ESD Protection | Les connecteurs d'entrée et de sortie doivent être équipés de protections ESD. | Protections ESD sur connecteurs |
| ENV-04 | User Interface Position | Le système doit intégrer les éléments d'affichage sur la face avant de la carte. | Écran OLED et LEDs en face avant |
| ENV-05 | Command Interface Position | Le système doit intégrer l'interface de contrôle (boutons) sur la face avant de la carte. | Boutons en face avant |

## Exigences physiques

| ID | Nom | Description | Implémentation |
| ------ | ------------------- | ------------------------------------------------------------------------------------------------ | ----------------------------- |
| PHY-01 | Size | Le systeme doit etre contenu dans un volume inferieur a 100 mm de longueur par 60 mm de largeur. | PCB < 100 x 60 mm |
| PHY-02 | Weight | Le poids doit etre inferieur ou egal a 100 g. | ≤ 100 g |
| PHY-03 | Battery integration | Le systeme peut integrer une batterie a l'arriere. | LiPo 1600 mAh en face arriere |
| PHY-01 | Size | Le système doit être contenu dans un volume inférieur à 100 mm de longueur par 60 mm de largeur. | PCB < 100 x 60 mm |
| PHY-02 | Weight | Le poids doit être inférieur ou égal à 100 g. | ≤ 100 g |
| PHY-03 | Battery integration | Le système peut intégrer une batterie à l'arrière. | LiPo 1600 mAh en face arrière |

## Choix de conception

### Temperature de fonctionnement (ENV-01)
### Température de fonctionnement (ENV-01)

La plage -20°C a 85°C couvre les applications educatives en interieur et en exterieur. Tous les composants actifs (MCU, capteurs, PMIC) sont selectionnes en grade industriel pour garantir cette plage.
La plage -20°C à 85°C couvre les applications éducatives en intérieur et en extérieur. Tous les composants actifs (MCU, capteurs, PMIC) sont sélectionnés en grade industriel pour garantir cette plage.

### Duree de vie (ENV-02)
### Durée de vie (ENV-02)

La cible de 70 000 heures (~8 ans) est assuree par la selection de composants avec une duree de vie garantie superieure et par l'absence de pieces mecaniques d'usure (hors boutons).
La cible de 70 000 heures (~8 ans) est assurée par la sélection de composants avec une durée de vie garantie supérieure et par l'absence de pièces mécaniques d'usure (hors boutons).

### Protection ESD (ENV-03)

Les connecteurs externes (micro-USB, edge connector, STEMMA/Qwiic, Jacdac) sont equipes de diodes de protection ESD pour proteger les circuits internes contre les decharges electrostatiques.
Les connecteurs externes (micro-USB, edge connector, STEMMA/Qwiic, Jacdac) sont équipés de diodes de protection ESD pour protéger les circuits internes contre les décharges électrostatiques.

### Ergonomie (ENV-04, ENV-05)

L'ecran OLED, les LEDs et les boutons sont tous places en face avant pour une utilisation intuitive. La batterie est en face arriere (PHY-03) pour ne pas interferer avec l'interface utilisateur.
L'écran OLED, les LEDs et les boutons sont tous placés en face avant pour une utilisation intuitive. La batterie est en face arrière (PHY-03) pour ne pas interférer avec l'interface utilisateur.

### Dimensions et poids (PHY-01, PHY-02)

Le format compact (< 100 x 60 mm, ≤ 100 g) est compatible avec le connecteur edge micro:bit et permet une prise en main facile dans un contexte educatif.
Le format compact (< 100 x 60 mm, ≤ 100 g) est compatible avec le connecteur edge micro:bit et permet une prise en main facile dans un contexte éducatif.

## Voir aussi

Expand Down
18 changes: 9 additions & 9 deletions docs/design/index.md
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Expand Up @@ -20,15 +20,15 @@ Les exigences sont regroupées par domaine fonctionnel. Chaque domaine présente

| Domaine | Exigences | Blocs fonctionnels |
| ----------------------------------------- | -------------------------------- | ----------------------------------------- |
| [Alimentation](./power) | FCT-01 a FCT-09 | Batterie, chargeur, jauge, convertisseurs |
| [Interface utilisateur](./user-interface) | FCT-10 a FCT-27 | Ecran, LEDs, boutons, buzzer |
| [Communication](./communication) | FCT-28 a FCT-34 | Bluetooth, radio, flash |
| [MCU et stockage](./mcu-storage) | FCT-35 a FCT-39 | STM32WB55, memoire |
| [Capteurs](./sensors) | FCT-40 a FCT-54 | 7 capteurs internes, connecteurs externes |
| [Service et USB](./service-usb) | FCT-55 a FCT-64 | SWD, DAPLink, USB |
| [Contraintes](./constraints) | ENV-01 a ENV-05, PHY-01 a PHY-03 | Environnement, mecanique |
| [Alimentation](./power) | FCT-01 à FCT-09 | Batterie, chargeur, jauge, convertisseurs |
| [Interface utilisateur](./user-interface) | FCT-10 à FCT-27 | Écran, LEDs, boutons, buzzer |
| [Communication](./communication) | FCT-28 à FCT-34 | Bluetooth, radio, flash |
| [MCU et stockage](./mcu-storage) | FCT-35 à FCT-39 | STM32WB55, mémoire |
| [Capteurs](./sensors) | FCT-40 à FCT-54 | 7 capteurs internes, connecteurs externes |
| [Service et USB](./service-usb) | FCT-55 à FCT-64 | SWD, DAPLink, USB |
| [Contraintes](./constraints) | ENV-01 à ENV-05, PHY-01 à PHY-03 | Environnement, mécanique |

## Voir aussi

- [Hardware](../hardware/) — Description du materiel
- [Schemas](../hardware/schematic) — Fichiers Altium et PDF
- [Hardware](../hardware/) — Description du matériel
- [Schémas](../hardware/schematic) — Fichiers Altium et PDF
38 changes: 19 additions & 19 deletions docs/design/mcu-storage.md
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Expand Up @@ -3,51 +3,51 @@ sidebar_position: 5
title: 'MCU et stockage'
---

# Microcontroleur et stockage
# Microcontrôleur et stockage

## Exigences

| ID | Nom | Description | Implémentation |
| ------ | ----------------------- | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ | ----------------------- |
| FCT-35 | Microcontroller | Le systeme doit integrer un microcontroleur ARM Cortex-M STM32WB55 de STMicroelectronics. | STM32WB55RG (Cortex-M4) |
| FCT-36 | Microcontroller - RAM | Le systeme doit integrer un MCU avec suffisamment de RAM pour effectuer des operations graphiques de base (minimum pour un framebuffer 128x128). | 256 Ko SRAM |
| FCT-37 | Microcontroller - Flash | Le systeme doit integrer un MCU avec au moins 512 Ko de memoire flash. | 1 Mo Flash |
| FCT-38 | Microcontroller - Speed | Le systeme doit integrer un MCU avec une vitesse de processeur d'au moins 64 MHz. | ARM Cortex-M4 @ 64 MHz |
| FCT-39 | Internal sensors - Bus | Tous les capteurs internes doivent etre connectes sur le premier bus I2C. | I2C1 (PB8/PB9) |
| FCT-35 | Microcontroller | Le système doit intégrer un microcontrôleur ARM Cortex-M STM32WB55 de STMicroelectronics. | STM32WB55RG (Cortex-M4) |
| FCT-36 | Microcontroller - RAM | Le système doit intégrer un MCU avec suffisamment de RAM pour effectuer des opérations graphiques de base (minimum pour un framebuffer 128x128). | 256 Ko SRAM |
| FCT-37 | Microcontroller - Flash | Le système doit intégrer un MCU avec au moins 512 Ko de mémoire flash. | 1 Mo Flash |
| FCT-38 | Microcontroller - Speed | Le système doit intégrer un MCU avec une vitesse de processeur d'au moins 64 MHz. | ARM Cortex-M4 @ 64 MHz |
| FCT-39 | Internal sensors - Bus | Tous les capteurs internes doivent être connectés sur le premier bus I2C. | I2C1 (PB8/PB9) |

## Choix de conception

### Microcontroleur applicatif (FP6)
### Microcontrôleur applicatif (FP6)

Le STM32WB55RG a ete selectionne pour ses capacites multiprotocoles sans fil (BLE, OpenThread, ZigBee) tout en offrant des performances suffisantes pour les operations graphiques et le traitement des capteurs.
Le STM32WB55RG a été sélectionné pour ses capacités multiprotocoles sans fil (BLE, OpenThread, ZigBee) tout en offrant des performances suffisantes pour les opérations graphiques et le traitement des capteurs.

- **Composant** : STMicroelectronics STM32WB55RG
- **Coeur** : ARM Cortex-M4 @ 64 MHz
- **Memoire Flash** : 1 Mo (depasse l'exigence de 512 Ko)
- **Cœur** : ARM Cortex-M4 @ 64 MHz
- **Mémoire Flash** : 1 Mo (dépasse l'exigence de 512 Ko)
- **RAM** : 256 Ko SRAM
- **Communication sans fil** : Bluetooth BLE 5.2, OpenThread, ZigBee
- **Antenne** : Antenne interne integree
- **Antenne** : Antenne interne intégrée
- **Filtre RF** : MLPF-WB55-01E3 (passe-bas 2.45 GHz)
- **Horloge** : Quartz 32 MHz + Quartz 32 KHz (RTC)
- **Boitier** : VFQFPN68
- **Boîtier** : VFQFPN68

### Bus et peripheriques
### Bus et périphériques

Le MCU organise ses peripheriques sur plusieurs bus pour separer les usages internes et externes :
Le MCU organise ses périphériques sur plusieurs bus pour séparer les usages internes et externes :

- **I2C1** (interne) : capteurs, jauge batterie — partage avec le STM32F103
- **I2C1** (interne) : capteurs, jauge batterie — partagé avec le STM32F103
- **I2C3** (externe) : connecteur edge, STEMMA/Qwiic
- **SPI1** (interne) : ecran OLED
- **SPI1** (interne) : écran OLED
- **SPI2** (externe) : connecteur edge
- **UART** : communication serie avec le microcontroleur interface
- **UART** : communication série avec le microcontrôleur interface

### Pourquoi un bus I2C unique pour les capteurs (FCT-39) ?

Regrouper tous les capteurs internes sur I2C1 simplifie le routage PCB et permet au STM32F103 (DAPLink) d'acceder egalement aux capteurs via le meme bus. Chaque capteur possede sa propre ligne d'interruption pour eviter le polling.
Regrouper tous les capteurs internes sur I2C1 simplifie le routage PCB et permet au STM32F103 (DAPLink) d'accéder également aux capteurs via le même bus. Chaque capteur possède sa propre ligne d'interruption pour éviter le polling.

## Voir aussi

- [Hardware](../hardware/)
- [Composants — Circuits integres](../hardware/components/integrated-circuits)
- [Composants — Circuits intégrés](../hardware/components/integrated-circuits)
- [Pin Mapping — Bus internes](../hardware/pin-mapping/internal-bus)
- [Conception — Communication](./communication)
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