Asynchronous integrated systems and non-uniformly sampled signal processing
Systèmes intégrés asynchrones et de traitement des signaux non uniformément échantillonnés
Résumé
The studies presented in this HDR (Habilitation à Diriger des Re cherches) thesis result from a part of the CIS group activities at the TIMA laboratory. These researches have been focused on alternative techniques for designing signal processing and integrated systems (System-on-Chip).These works have demonstrated many times in many situations the asynchronous approach relevance. For instance, asynchronous techniques are suitable for designing reliable synchronization mechanisms, securing crypto-processors against side-channel attacks and easing designs in decananometric technologies where process variations, low-voltages and static leakage are challenging issues to address. The formalism of asynchronous design methods has also been studied in order to develop CAD tool for synthesizing Quasi-Delay Insensitive and micropipeline circuits. Finally a novel signal processing approach, fully compliant with the event-driven asynchronous logic principles, has been proposed. In particular, the researches show the benefits of non-uniformly sampled signals which are able to help reducing the integrated system power consumption by one to two orders of magnitude in the field of signal processing.
Les travaux présentés dans cette habilitation sont le fruit d'une partie des recherches effectuées au sein du groupe CIS du laboratoire TIMA. Ils se sont focalisés sur des techniques « alternatives » de conception des systèmes intégrés et de traitement de l'information. Ces recherches ont mis en évidence la pertinence de l'approche asynchrone dans bien des domaines. Les techniques asynchrones permettent, par exemple, de concevoir des dispositifs de synchronisation sûrs, de sécuriser les circuits de chiffrement contre les attaques par canaux cachés mais aussi de concevoir plus aisément dans les technologies décananométriques où les problèmes liés aux variations de procédés de fabrication, les faibles tensions d'alimentation et la consommation statique sont devenus des enjeux délicats à traiter. La formalisation des méthodes de conception asynchrone a également permis de concevoir des outils de synthèse pour des circuits quasi-insensibles au délais et micropipelines. Enfin, une nouvelle approche pour le traitement du signal, se mariant bien avec la logique asynchrone qui est par essence évènementielle, est proposée. Les recherches démontrent notamment les bénéfices que l'on peut tirer d'un échantillonnage non uniforme pour réduire d'un à deux ordres de grandeur la consommation d'un système intégré en traitement du signal.