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Fiche détaillée Thèses
Université de Grenoble (06/04/2012), Emmanuel Simeu (Dir.)
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Modélisation à haut niveau de systèmes hétérogènes, interfaçage analogique /numérique
Fabio Cenni1

L'objet de la thèse est la modélisation de systèmes hétérogènes intégrant différents domaines de la physique et à signaux mixtes, numériques et analogiques (AMS). Une étude approfondie de différentes techniques d'extraction et de calibration de modèles comportementaux de composants analogiques à différents niveaux d'abstraction et de précision est présentée. Cette étude a mis en lumière trois approches principales qui ont été validées par la modélisation de plusieurs applications issues de divers domaines: un amplificateur faible bruit (LNA), un capteur chimique basé sur des ondes acoustiques de surface (SAW), le développement à plusieurs niveaux d'abstraction d'un capteur CMOS vidéo, et son intégration dans une plateforme industrielle. Les outils développés sont basés sur les extensions AMS du standard IEEE 1666 SystemC mais les techniques proposées sont facilement transposables à d'autres langages tels que VHDL-AMS ou Verilog-AMS utilisés en conception de dispositifs mixtes.
1 :  TIMA - Techniques of Informatics and Microelectronics for integrated systems Architecture
Techniques de l'Informatique et de la Microélectronique pour l'Architecture d'ordinateurs
Flot – Méthodologie de conception de systèmes analogiques et signaux mixtes (AMS) – Modélisation comportementale – Réutilisation de blocs de propriété intellectuelle – Modèle de représentation d'état – Modèle d'ordre réduit – Modèle de calcul (MoC) – OSCI SystemC AMS – VHDL-AMS – Identification de modèles paramétriques – Capteur d'image – Modèle transactionnel (SystemC TLM)

High level modeling of heterogeneous systems, analog/digital interfacing.
The thesis objective is the modeling of heterogeneous systems. Such systems integrate different physical domains (mechanical, chemical, optical or magnetic) therefore integrate analog and mixed- signal (AMS) parts. The aim is to provide a methodology based on high-level modeling for assisting both the design and the verification of AMS systems. A study on different techniques for extracting behavioral models of analog devices at different abstraction levels and computational weights is presented. Three approaches are identified and regrouped in three techniques. These techniques have been validated through the virtual prototyping of different applications issued from different domains: a low noise amplifier (LNA), a surface acoustic wave-based (SAW) chemical sensor, a CMOS video sensor with models developed at different abstraction levels and their integration within an industrial platform. The flows developed are based on the AMS extensions of the SystemC (IEEE 1666) standard but the methodologies can be implemented using other Analog Hardware Description Languages (VHDL-AMS, Verilog-AMS) typically used for mixed-signal microelectronics design.
Analog and Mixed-Signal (AMS) Design Flow and Methodology – Behavioral Modeling – AMS IP reuse – State Space Model – Reduced Order Modeling – Model of Computation (MoC) – Multiphysical and AMS Systems on Chip (SoC) – OSCI SystemC AMS – VHDL-AMS – System Identification – Image Sensor – SystemC Transaction Level Modeling (TLM).