Direction de recherche : Patrick GARDA

Co-encadrement : DENOULET Julien, FERUGLIO Sylvain, VALLETTE Farouk

Modélisation du niveau système de l'intégrité du signal dans les système hétérogènes

En raison de l’évolution technologique vers les petites dimensions, de la densité d’intégration croissante et de l’augmentation des vitesses de fonctionnement, l’analyse de l’intégrité du signal est devenue de plus en plus critique dans la conception des systèmes électroniques. Plusieurs méthodes d’analyse ont été proposées et sont utilisées par les concepteurs. Cependant, en considérant l’hétérogénéité croissante des systèmes et la réduction du temps de mise sur le marché des applications, les concepteurs ont besoin de nouvelles méthodes travaillant à haut niveau d’abstraction, afin qu’elles puissent être intégrées facilement à un modèle au niveau système de l’application, et ainsi analyser l’intégrité du signal au plus tôt dans le cycle de conception. Dans cette thèse, nous proposons une méthode de modélisation de l’intégrité du signal basée sur deux types de blocs complémentaires, nommés blocs fonctionnels et blocs non-fonctionnels, décrits à l’aide d’un même langage (C/C++ et les bibliothèques SystemC/SystemC-AMS), et donc aisément simulables dans un unique environnement. Les blocs fonctionnels servent à modéliser les comportements idéaux du système. Les comportements non-idéaux, introduits par les problèmes d’intégrité du signal, sont modélisés dans les blocs non-fonctionnels à l’aide de réseaux de neurones. Pour valider notre méthodologie, deux applications autour des bus I2C et USB 3.0 ont été modélisées à l’aide de notre méthode. Les résultats de simulations démontrent la faisabilité de notre méthodologie. En la comparant à des modèles de référence, notre méthode permet de réduire de façon remarquable le temps de simulation (20% par rapport à un modèle équivalent SystemC/SystemC-AMS à bas niveau et 99% par rapport à un modèle SPICE équivalent). En termes de précision, l’écart moyen entre nos modèles et les modèles de référence est d’environ 3%. Notre méthode offre enfin certaines possibilités de flexibilité et de modularité. Il est en effet possible de paramétrer les modèles (par exemple, pour émuler les modes de configuration d’un émetteur) et de composer un modèle d’une application complexe à l’aide de sous-modèles élémentaires. En perspective, cette méthode originale de modélisation de l’intégrité du signal à haut niveau d’abstraction pourra être intégrée au futur environnement de conception de systèmes cyber-physiques.

Publications 2012-2016

• 2016
  • R. Wang, J. Denoulet, S. Feruglio, F. Vallette, P. Garda : “High-Level Virtual Prototyping of Signal Integrity in Bus Communication”, IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology, vol. 6 (6), pp. 864-872, (Institute of Electrical and Electronics Engineers) (2016)
• 2014
  • R. Wang : “Modélisation du niveau système de l’intégrité du signal dans les système hétérogènes”, soutenance de thèse, soutenance 15/07/2014, direction de recherche Garda, Patrick, co-encadrement : Denoulet, Julien, Feruglio, Sylvain, Vallette, Farouk (2014)
  • R. Wang, J. Denoulet, S. Feruglio, F. Vallette, P. Garda : “High Level Modeling of Signal Integrity in a USB 3.0 System”, Micro/Nano-Electronics Packaging and Assembly, Design and Manufacturing (MiNaPAD), Grenoble, France (2014)
• 2013
  • R. Wang, J. Denoulet, S. Feruglio, F. Vallette, P. Garda : “High Level Modeling of Signal Integrity in a High Frequency Point-to-Point System with SystemC-AMS”, Conference on Design of Circuits and Integrated Systems (DCIS), Donostia-San Sebastian, Spain, pp. 1-4 (2013)
  • R. Wang, J. Denoulet, S. Feruglio, F. Vallette, P. Garda : “Modeling of signal integrity in bus communications with timed data flow SystemC-AMS”, FDL 2013 - Forum on Specification Design Languages, Paris, France, pp. 1-6 (2013)
  • R. Wang, J. Denoulet, S. Feruglio, F. Vallette, P. Garda : “High Level Modeling of Signal Integrity in High Frequency USB 3.0 Systems with SystemC-AMS”, Colloque du GDR Systemes materiels-logiciels integres, Lyon, France (2013)
• 2012
  • R. Wang, J. Denoulet, S. Feruglio, F. Vallette, P. Garda : “High level modeling of signal integrity in field bus communication with SystemC-AMS”, Electronics, Circuits and Systems (ICECS), 2012 19^th IEEE International Conference on, Seville, Spain, pp. 889-892 (2012)
  • R. Wang, M. Alassir, J. Denoulet, S. Feruglio, F. Vallette, P. Garda : “Modeling Field Bus Communication with SystemC-AMS”, Colloque du GDR SOC-SIP, Paris, France, pp. 1-4 (2012)