[000077].pdf


Aperçu du fichier PDF 000077.pdf - page 3/83

Page 1 2 34583



Aperçu texte


Unités de recherche

applicatif. L’ensemble du système composé du logiciel et du matériel doit vérifier les contraintes imposées par
l’application, aussi bien celles fonctionnelles que non-fonctionnelles (temps réel, énergie par exemple). , Les
études sur les architectures et logiciels pour systèmes embarqués se sont dans un premier temps focalisées sur
la partie numérique des architectures. Ainsi la prise en compte conjointe des applications et des architectures
numériques embarquées avec les contraintes applicatives et de conception induites, implique l’étude et le
développement de méthodes et techniques en rapport avec les modèles utilisés pour décrire de façon
pertinente le système. Il s’agit par exemple :
• d’algorithmes d’optimisation de la consommation d’énergie pour des systèmes multi-tâches avec intégration
de ces algorithmes dans un intergiciel (middleware) embarqué,
• de la mise en place de techniques d’estimation de la puissance/énergie consommée par un système, validées
par des expérimentations sur plateformes réelles (MPSoC, réseaux de capteurs par exemple),
• de la virtualisation d’architectures matérielles reconfigurables pour faciliter les développements de logiciels
parallélisés embarqués et permettre l’adaptation dynamique de l’architecture aux besoins,
• de proposer une approche modulaire pour la description, la vérification et la génération de code concernant
le logiciel embarqué.
L’hétérogénéité des architectures matérielles évoquée ci-dessus impose de considérer globalement l’ensemble
des composants analogiques, RF et numériques dans le processus de conception et d’optimisation multicritère.
Depuis deux ans différents travaux sur cet axe de recherche ont déjà démarré au laboratoire, en particulier en
considérant le domaine applicatif des réseaux de capteurs. Les premiers travaux sont présentés dans cette
partie bilan, leurs orientations sont précisées dans la partie projet.
Intégration et reconfigurabilité des systèmes de communication
La reconfigurabilité des récepteurs numériques fait l’objet de recherches récentes en radio logicielle et est
perçue comme la solution aux problèmes de coût et de complexité face à la multiplicité des standards.
L’automatisation de cette reconfigurabilité est la voie de passage obligée pour le développement de
récepteurs réellement adaptatifs. La convergence technologique impose aux objets communicants d’être
multistandards et compatibles avec un nombre croissant de protocoles et de fréquences. Si la radio logicielle
peut apporter un début de solution pour diminuer la complexité et le coût des émetteurs-récepteurs, le
problème lié à l’intégration des antennes reste posé. Développer et améliorer l’aspect communicant de petits
objets sécurisés et plus spécialement sa partie antennaire, tout en tenant compte des standards de
communications existants et du canal de propagation mis en jeu lors de l’échange de données, nécessite la
résolution des problématiques d'intégration et de reconfigurabilité. La première concerne bien évidemment la
miniaturisation, en particulier dans le domaine de la téléphonie mobile, et pour la conception de systèmes multiantennes miniatures internes mais aussi pour de nombreuses autres applications des télécommunications
(spatiales, militaires). On peut citer l’intégration directe de l’antenne sur le boîtier de l’une des puces de l’objet
communicant (System In Package), dans le cas où l’antenne est simultanément intégrée avec d’autres composants
ou modules qui réalisent certaines fonctions électroniques de la chaîne de transmission. On peut aussi envisager
une intégration de l’antenne sur la puce elle-même, celle-ci devant être envisagée dès la phase de conception
(System on Chip). Une troisième voie concerne l’utilisation de la carte électronique (PCB) de l’objet communicant
comme élément rayonnant, ce qui s’effectue généralement à l’aide d’une adaptation d’impédance par
composants discrets rapportés. La reconfigurabilité d’un objet communicant réside dans sa capacité à échanger
des données à travers plusieurs protocoles de communications (agilité en fréquence), dans différentes positions
vis-à-vis de la station de base ou des autres objets communicants (agilité en direction de polarisation), avec les
seuls objets avec lesquels la transmission est désirée par une reconfiguration de la couverture spatiale du
diagramme de rayonnement. Cependant, même dans le cas d’un système mono ou multiantennaire totalement
reconfigurable, il est utile d’optimiser la transmission de données en augmentant la capacité du canal au moyen
de techniques multi-capteurs (ex. : MIMO). Le principe consiste à intégrer plusieurs antennes découplées,
décorrélées et possédant un rayonnement efficace, au sein d’un même objet communicant de faible volume, ce
qui conduit à la problématique précédente d’intégration de plusieurs antennes.
Objets mobiles sécurisés
La conception de systèmes sur puce (Systems on Chip) devient l’étape critique dans le cycle des nouveaux
produits car elle doit être de durée la plus courte possible tout en traitant des fonctions de plus en plus
complexes à des niveaux d’intégration jamais atteints, pour arriver au prototypage qui permettra par la suite
la mise en production puis la montée en volume. Plus particulièrement, cette complexité croissante entraîne la
mise en œuvre de méthodologies, chaînes de conception et vérification de plus en plus coûteuses et
complexes. Ces méthodologies mettent en jeu des nouveaux langages de description, divers modèles de calculs
évolués, et des concepts de réutilisation (IP), le tout dans des environnements informatiques sophistiqués dont
l’évolution constante reste difficile à maîtriser pour les acteurs industriels.
Réseaux de capteurs
Les réseaux de capteurs (Sensor Networks) ou encore réseaux de « puces communicantes » constituent un
domaine de recherche en développement très rapide aux Etats-Unis et, dans une moindre mesure, en Europe.
Il s’agit d’un ensemble de microsystèmes combinant des technologies de micromécanique, microbiologie,
microélectronique, informatique et télécommunications, disséminés dans une zone géographique ou sur des
mobiles afin d’obtenir et de traiter des informations de types très variés : mesures, positionnements,
accélérations,... Ces informations peuvent être mises à profit pour des applications très diverses: surveillance
de l’environnement, gestion de la circulation, sécurité, santé, étude des comportements,...

mars 2010 - vague B

3