Optimisation et validation de spécifications pour transmetteurs multi-standards

par Benjamin Nicolle

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Gilles Jacquemod.

Soutenue en 2008

à Nice , dans le cadre de École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes) .

mots clés

• Simulink -- logiciel
• VHDL (langage de description de matériel informatique)
• Systèmes électroniques -- Modèles mathématiques
• Optimisation mathématique

Résumé

Nowadays, electronic systems are more and more complex, not only because of the integration density but also because of the use of “more than Moore” components. Design methodologies of such mixed signal and RF systems need to gain in flexibility in order to reduce verification and design time, spin numbers and so, the time-to-market. Our solution, based on a unified EDA platform, consists in finding the best trade-off, for each design step, between model accuracy and simulation time. This enables us to see the impact of some critical low-level blocks on complete system performance. Moreover, early detection of eventual errors during the design cycle increases the chances to obtain a first-time-right design. In order to illustrate he different levels of the V diagram design flow, we applied our method to the design of a Bluetooth transceiver with a stress on the architectural exploration, functional prototyping and behavioral modeling steps. Finally, the validation of a Entropic Communications satellite receiver shows the reuse capabilities of our Models and demonstrates the interest of our approach.

Titre traduit

Optimization and validation of multi-standard transceiver specifications

Résumé

Depuis quelques années, la complexité des systèmes électroniques croit à un rythme important, incluant une nouvelle problématique appelée « more than moore ». La recherche d'une stratégie de conception – validation flexible doit permettre une réduction des coûts de production, une minimisation des erreurs et une réduction du « time-to-market ». Dans ce contexte, la thèse présentée dans ce mémoire s'inscrit comme une contribution à la problématique actuelle d'aide à la conception et vérification de ces systèmes hétérogènes. En se basant sur un état de l'art de la conception passée et actuelle des systèmes numériques et analogiques avec les étapes des flots de conception, les outils de simulation et les langages permettant de modéliser ces systèmes, nous avons ainsi recherché les meilleurs triptyques : outils de simulation, langages de modélisation, niveaux d'abstraction. Validée sur une application Bluetooth, une méthodologie de conception optimisée a été présentée avec les étapes clés d'un projet : exploration d'architecture, découpage fonctionnel, modélisation comportementale du niveau système au niveau circuit. Nous avons pu simuler certaines spécifications à différents niveaux hiérarchiques, en réalisant à chaque fois le meilleur compromis entre la précision de la modélisation et le temps de simulation. La recherche de « reuse » pour optimiser le temps de développement impose aux concepteurs une écriture de modèles génériques, précis et un langage couvrant un maximum de domaines. Une étude des techniques de modélisation a donc été menée afin de répondre aux besoins de modélisations actuels et futurs avec leurs avantages et leurs limitations. Enfin, une méthodologie de validation a été développée et a rendu possible la vérification d'un circuit mixte et RF de la société Entropic Communications avec des temps de simulation rapides et un niveau de précision très proche de la réalité des mesures.