Activité de recherche

Mon domaine d’intérêt actuel est l’organisation interne et le fonctionnement des mémoires à semi-conducteurs. Je m’intéresse aux conséquences qu’aura l’utilisation des mémoires que je qualifie «d’idéales » au niveau des mécanismes internes du Système d’Exploitation (SE). Le portrait idéal d’une telle mémoire serait, par rapport aux générations actuelles, une densité de mémorisation toujours plus élevée, des temps d’accès (lecture) et de cycles de lecture et d’écriture les moins éloignés des temps de cycle du CPU, des consommations électriques en fonctionnement et au repos (standby) minimales pour une meilleure efficacité énergétique (energy efficiency) et surtout une absence de volatilité de l’information.

Ces mémoires appartiennent aux technologies émergeantes. Une première direction est d’utiliser les technologies existantes. Elle comprend l’approche MLC pour Multi(ple)-Levels-per-Cell et la technologie «silicium-sur-isolant» ou SOI (Silicon-On-Insulator). Dans le premier cas, il s’agit d’une mémorisation à plusieurs niveaux logiques permettant ainsi de stocker plusieurs bits par cellule (multi-bit memory storage). Elle est déjà exploitée dans la technologie Flash de l’EEPROM et, dans une moindre mesure, dans l’EAROM avec la NROM (Nitride ROM). La deuxième approche est de réaliser une cellule DRAM sans condensateur implanté spécifiquement. Une deuxième direction est d’exploiter certaines propriétés d’un matériau, par exemple les propriétés ferroélectriques comme pour la FRAM ou FeRAM™ pour Ferroelectric RAM, magnétiques comme pour la MRAM pour Magnetoresistive RAM ou le changement de phase (PCM pour Phase-change Memory). Des technologies non électroniques de type MEMS (Micro Electro Mechanical System) comme la mémoire à sonde (probe storage) ou encore plus miniaturisées, de type NEMS (NanoElectroMechanical System) avec la mémoire à nanotubes sont présentes dans les laboratoires. Ces voies technologiques utilisent pour la mémorisation un autre matériau que le silicium comme le carbone sous la forme de nanotubes ou un film polymère. Une dernière direction est d’utiliser des dispositifs moléculaires à base, par exemple, de fullerène (C60). Par ailleurs, les fabricants cherchent à intégrer la mémoire dans la puce microprocesseur (mémoire embarquée, par exemple la eDRAM pour embedded DRAM) ou l’inverse (par exemple, l’iRAM pour Intelligent RAM). Cet état de l’art a donné lieu à la publication d’un premier volume aux éditions Vuibert [Darche 12]. Un second sur les mémoires mortes est en cours de rédaction et devrait sortir dans quatre ans. Les deux volumes devraient représenter un total de plus de 1000 pages.

Publications 1994-2021

• 2021
  • Ph. Darche : “Le Microprocesseur 1 : fonctions de calcul et de mémorisation, modèles de calcul et architecture des ordinateurs”, (ISTE Ltd), (ISBN: 978-1-78405-769-5, 978-1-78406-769-4) (2021)
  • Ph. Darche : “Le Microprocesseur 2 : communication dans un système numérique”, (ISTE Ltd), (ISBN: 978-1-78405-770-1, 978-1-78406-770-0) (2021)
  • Ph. Darche : “Le Microprocesseur 3 : aspects matériels”, (ISTE Ltd), (ISBN: 978-1-78405-771-8, 978-178406-771-7) (2021)
  • Ph. Darche : “Le Microprocesseur 4 : aspects logiciels”, (ISTE Ltd), (ISBN: 978-1-78405-772-5, 978-178406-772-4) (2021)
  • Ph. Darche : “Le Microprocesseur 5 : aspects logiciels et matériels du développement, du débogage et du test”, (ISTE Ltd), (ISBN: 978-1-78405-773-2, 978-178406-773-1) (2021)
  • Ph. Darche : “Microprocessor 4. Core Concepts: Software Aspects”, (ISTE Ltd and John Wiley & Sons, Inc.), (ISBN: 978-1-786-30566-4) (2021)
  • Ph. Darche : “Microprocessor 5. Software and Hardware Aspects of Development, Debugging and Testing – The Microcomputer”, (ISTE Ltd and John Wiley & Sons, Inc.), (ISBN: 978-1-786-30651-7) (2021)
• 2020
  • Ph. Darche : “Microprocessor 2. Core Concepts: Communication in a Digital System”, (ISTE Ltd and John Wiley & Sons, Inc.), (ISBN: 978-1-786-30564-0) (2020)
  • Ph. Darche : “Microprocessor 3. Core Concepts: Hardware Aspects”, (ISTE Ltd and John Wiley & Sons, Inc.), (ISBN: 978-1-119-78800-3) (2020)
  • Ph. Darche : “Microprocessor 1: Prolegomenes - Calculation and Storage Functions - Models of Computation and Computer Architecture”, (ISTE Ltd and John Wiley & Sons, Inc.), (ISBN: 978-1-786-30563-3) (2020)
  • Ph. Darche : “Évolution des mémoires à semi-conducteurs à accès aléatoire - version 2”, Techniques de l'Ingenieur, (Techniques de l'ingénieur) (2020)
• 2017
  • Ph. Darche : “Évolution des mémoires à semi-conducteurs à accès aléatoire”, Techniques de l'Ingenieur, (Techniques de l'ingénieur) (2017)
• 2011
  • Ph. Darche : “Architecture des ordinateurs-Mémoires à semi-conducteurs : Principe de fonctionnement et organisation interne des mémoires vives”, vol. 1, (Editions Vuibert), (ISBN: 978-2-311-00476-2) (2011)
• 2004
  • Ph. Darche : “Architecture des ordinateurs - Logique booléenne : Implémentations et technologies”, 284 pages, (Vuibert), (ISBN: 2711748219) (2004)
• 2003
  • Ph. Darche : “Architecture des ordinateurs - Interfaces et périphériques”, 416 pages pages, (Vuibert), (ISBN: 2711748146) (2003)
• 2002
  • Ph. Darche : “Architecture des ordinateurs - Fonctions booléennes, logiques combinatoire et séquentielle - Cours et exercices en VHDL”, 360 pages, (Vuibert), (ISBN: 2711786889) (2002)
• 2000
  • Ph. Darche : “Architecture des ordinateurs - Représentation des nombres en machine et codes - Cours avec exercices corrigés”, (Gaëtan Morin), (ISBN: 2910749495) (2000)
• 1994
  • Ph. Darche : “Le Paradigme Acteur appliqué aux Systèmes Embarqués Communicants : ActNet, un Réseau d’Acteurs Robotiques”, thèse, soutenance 02/03/1994, direction de recherche Girault, Claude (1994)