Direction de recherche : François PÊCHEUX

Co-encadrement : LOUËRAT Marie-Minerve

Principes et réalisation d'une interface de synchronisation interopérable entre modèles de calcul SystemC AMS pour le prototypage virtuel optimisé de systèmes multi-disciplines

La conception de systèmes embarqués devient de plus en plus complexe. Ces systèmes sont hétérogènes dans le sens où ils nécessitent l’intégration de composants décrits au moyen de plusieurs disciplines scientifiques, par exemple, l'électricité, l'optique, la thermique, la mécanique, la chimie ou la biologie. De plus, ces disciplines peuvent être représentées dans des domaines temporels différents, par exemple, le domaine des événements discrets, celui du temps discret, ou celui du temps continu. Face à cette situation, les concepteurs ont besoin d'outils de modélisation et de simulation efficaces pour décrire le comportement d'un système hétérogène dans un environnement de simulation unique.
Nous examinons la possibilité de modéliser, de simuler et de synchroniser les systèmes multi-disciplines dans le même environnement, en utilisant comme référence la norme de simulation "SystemC Analog/Mixed-Signal (AMS)". Nous analysons la méthode introduite par SystemC AMS pour synchroniser le domaine des événements discrets avec celui du temps discret, et nous identifions ses inconvénients. Nous proposons une formalisation du problème de synchronisation qui permet de détecter les problèmes existants dans un modèle avant la simulation.
Nous proposons un prototype de simulateur appelé "SystemC Multi-Disciplinary Virtual Prototyping (MDVP)", qui est implémenté comme une extension de SystemC. Il permet la modélisation, l'élaboration, et la simulation hiérarchique de systèmes multi-disciplines au moyen de plusieurs modèles de calcul. Pour concevoir le simulateur MDVP, nous introduisons un nouveau principe de synchronisation entre plusieurs modèles de calcul.
En outre, nous introduisons une méthodologie pour ajouter, dans le prototype de simulateur, des modèles de calcul représentés par plusieurs domaines temporels. Nous appliquons cette méthodologie pour ajouter un modèle de calcul "Timed Data Flow (TDF)" dans SystemC MDVP. Ce modèle de calcul repose sur la sémantique du temps discret introduite par SystemC AMS, et sur la formalisation du principe de synchronisation entre le domaine des événements discrets et celui du temps discret.
Nous mettons en œuvre le modèle de calcul TDF, dans le cas d'un capteur de vibrations et son circuit numérique. Ce modèle comporte une boucle d'asservissement et plusieurs interactions entre le domaine des événements discrets et celui du temps discret.

Publications 2013-2020

• 2020
  • F. Pêcheux, L. Andrade Porras, M.‑M. Louërat, I. Bournias, R. Chotin, D. Genius : “Virtual Prototyping of Open Source Heterogeneous Systems with an Open Source Framework Featuring SystemC MDVP Extensions”, 2020 Forum for Specification and Design Languages (FDL), Kiel, Germany, pp. 1-8, (IEEE) (2020)
• 2016
  • L. Andrade : “Principles and Implementation of a Generic Synchronization Interface between SystemC AMS Models of Computation for the Virtual Prototyping of Multi-Disciplinary Systems ”, soutenance de thèse, soutenance 12/01/2016, direction de recherche Pêcheux, François, co-encadrement : Louërat, Marie-Minerve (2016)
• 2015
  • C. Ben Aoun, L. Andrade Porras, T. Maehne, F. Pêcheux, M.‑M. Louërat, A. Vachoux : “Pre-Simulation Elaboration of Heterogeneous Systems: The SystemC Multi-Disciplinary Virtual Prototyping Approach”, International Conference on Embedded Computer Systems: Architectures, Modelling and Simulation (SAMOS XV), Samos, Greece, pp. 278-285 (2015)
  • L. Andrade Porras, T. Maehne, A. Vachoux, C. Ben Aoun, F. Pêcheux, M.‑M. Louërat : “Pre-Simulation Symbolic Analysis of Synchronization Issues between Discrete Event and Timed Data Flow Models of Computation”, The 2015 Design, Automation & Test in Europe Conference & Exhibition, DATE 2015, Grenoble, France, pp. 1671-1676 (2015)
  • L. Andrade Porras, C. Ben Aoun, B. Vernay, T. Maehne, F. Pêcheux, M.‑M. Louërat : “Understanding the Heterogeneous Hardware: Do not forget the interconnection!”, 2^nd Workshop Design Automation for Understanding Hardware Designs (DUHDe), Grenoble, France (2015)
• 2014
  • T. Maehne, Zh. Wang, L. Andrade Porras, B. Vernay, C. Ben Aoun, J.‑P. Chaput, M.‑M. Louërat, F. Pêcheux, A. Krust, G. Schroepfer, M. Barnasconi, K. Einwich, F. Cenni, O. Guillaume : “UVM-SystemC-AMS based Framework for the Correct by Construction Design of MEMS in their Real Heterogeneous Application Context,”, IEEE International Conference on Electronics, Circuits, and Systems (ICECS), Marseille, France, pp. 862-865 (2014)
• 2013
  • L. Andrade Porras, T. Maehne, M.‑M. Louërat, F. Pêcheux : “Time Step Control and Threshold Crossing Detection in SystemC AMS 2.0”, Actes du huitième colloque du GDR SOC-SIP du CNRS, Lyon, France, pp. 3 (2013)