Modélisation à haut niveau de systèmes hétérogènes, interfaçage analogique /numérique

High level modeling of heterogeneous systems, analog/digital interfacing.

• Auteur / Autrice : Fabio Cenni
• Direction : Emmanuel Simeu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Nanoélectronique et nanotechnologie
• Date : Soutenance le 06/04/2012
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Techniques de l’informatique et de la microélectronique pour l’architecture des systèmes intégrés (Grenoble ; 1994-....)
• Jury : Président / Présidente : Nathalie Julien
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Emmanuel Simeu, Laurent Fesquet, Serge Scotti
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bertrand Granado, Christoph Grimm

Mots clés

Mots clés libres

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)

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).

Résumé

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.

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.