Amélioration de plateforme de simulation de fautes transitoires en

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Université Joseph Fourier
Département Licence Sciences & Technologie
RAPPORT DE STAGE
Amélioration de plateforme de simulation de fautes transitoires en
systèmes intègrés
Zerroug Aimen
Laboratoire d‟accueil : TIMA équipe CIS
Directeur du laboratoire : Salvador Mir
Responsables du stage : Rodrigo Possamai Bastos
Licence Sciences et Technologies 2ème année Mathématiques et Informatique
Année Universitaire : 2014 – 2015

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Présentation du laboratoire
TIMA (Unité Mixte de Recherche N°5159) est un Laboratoire public de recherche sous la tutelle du
CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique), de Grenoble INP (Institut Polytechnique de
Grenoble), et de l'UJF (Université Joseph Fourier). TIMA est une équipe cosmopolite, avec des
chercheurs et stagiaires du monde entier. Une grande partie de la recherche s'effectue dans le contexte
de projets coopératifs, avec des partenaires industriels et académiques, financés par des contrats
régionaux, nationaux et européens.
Les sujets de recherche du Laboratoire TIMA couvrent la spécification, la conception, la vérification,
le test, les outils CAO et méthodes d'aide à la conception pour les systèmes intégrés, depuis les
composants de base analogiques et numériques jusqu'aux systèmes multiprocesseurs sur la puce et à
leur système d'exploitation de base.
TIMA est à l'origine de 8 créations d'entreprises. Parmi les plus récentes, TIEMPO a été créée en 2007
pour commercialiser la technologie de conception de circuits asynchrones inventée par le Groupe CIS;
UROMEMS est issue des résultats de thèse de Hamid Lamraoui (groupe MNS) en collaboration avec
TIMC et l'hôpital de la Pitié Salpétrière à Paris.
La plupart des personnels universitaires de TIMA sont rattachés à Grenoble INP ou à l'UJF. Ils ont
d'importantes responsabilités pédagogiques. En particulier, ils sont responsables des filières : 3I et E2I
à Polytech (UJF), Systèmes Electroniques Embarqués à PHELMA (Grenoble INP), Systèmes et
Logiciels Embarqués à l'ENSIMAG et à PHELMA (Grenoble INP), Master CSINA (conception de
systèmes intégrés numériques et analogiques) à l'UJF. Les personnels universitaires de TIMA
enseignent dans toutes les filières mentionnées ci-dessus. Ils assurent également l'enseignement de 80
% des cours de l'option « Conception » du Master Micro-Nano-Electronique, et sont impliqués dans la
Licence d'Informatique ainsi que dans les programmes de Masters.
Des membres de TIMA sont responsables de 4 plateformes de recherche et d'enseignement sur 8 au
CIME-Nanotech (Centre Inter-universitaire de Micro Electronique) : salle blanche, systèmes
embarqués, micro-nano systèmes, conception. Les membres de TIMA sont également très présents
dans la formation continue dispensée chaque année aux ingénieurs dans le secteur industriel.
Sommaire:

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Sommaire :
- Présentation abstraite 4
- Introduction 4
- La simulation de la procédure d‟injection et détection de fautes 6
1. Le programme HSPICE et son utilisation 6
2. La composition de la simulation de scripts et HSPICE 6
3. Entrée de la simulation 7
4. Sorties de la simulation 8
5. Procédure de la simulation 9
6. Exemple de simulation 12
- Améliorations de la simulation 15
1. Affichage des variables 15
2. Création des variables 16
- Conclusion 18

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présentation abstraite: les bbics sont des systèmes de protection des circuits
intégrés. Avant de lancer une vraie expérience, une simulation sur l’ordinateur est
conduite pour tester la performance du système. La simulation est aussi une
procédure complexe qui demande beaucoup de données et de temps pour donner
des résultats utilisables. Ce travail détail la procédure de simulation et donne des
améliorations possible sur la plate-forme.
Introduction
Les circuits intégrés sont les composants de plusieurs systèmes et machines modernes,
leurs conception et fabrication est un processus difficile et complexe, mais leurs rôles
sont important et ils sont objet des attaques des pirates.
Le but des attaques est d‟induire des défauts transitoires dans le circuit, une variation de
voltage à un endroit dans le circuit peut propager et à un certain moment peut être la
cause de perte ou fuite d‟informations. Les défauts transitoires peuvent être produits par
des perturbations environnementales (comme les particules alpha libéré par des
éléments radioactive) ou intentionnées comme les attaques des pirates. Il existe
plusieurs manières pour changer le voltage d‟un endroit dans un circuit; parmi les
méthodes les moins chers on compte : sous-alimenter le circuit en changeant la source
de tension, L‟injection de hautes tensions dans des petits intervalles de temps, changer
le cycle d‟horloge du circuit (réduire ou allonger) ou changer la température du circuit.
Et parmi les méthodes les plus chers : utiliser un faisceau de lumière fort et précisément
focalisé pour induire un effet photoélectrique et changer un certain voltage et utiliser un
rayon laser ou un faisceau ionique. La précision des dernières techniques les rend plus
chers et efficaces. Un exemple d‟une attaque efficace est de cibler l‟entrée d‟une porte
logique afin de changer sa sortie, si la sortie d‟une porte est l‟entrée d‟une autre l‟erreur
va propager et peut avoir un grand effet sur le travail du circuit.
Pour défendre les circuits un système de détection de fautes peut y être implémenté,
c‟est BBICS (“Bulk Built-in Current Sensor” traduit en français: ). Le bbics était
présenté pour la première fois en 2005 par un professeur brésilien et était amélioré
pendant les dernières années. Le but de BBICS est de signaler toute faute commise dans
le circuit, lorsqu‟un courant de sortie d‟une porte logique n‟est pas conforme au résultat
attendu, BBICS lance un signal pour décider comment agir. BBICS est un circuit
intégré qui peut être implémenté dans tout circuit.

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Pour tester l‟efficacité du BBICS dans la détection des fautes, un système était
développé dans le serveur du laboratoire TIMA. Ce système utilise une bibliothèque de
données et sauvegarde une grande quantité de résultats qui est utile pour la recherche.
Le système contient plusieurs scripts shell de manipulation de fichiers et d'exécution de
programmes. Le plus important des programme est HSPICE. HSPICE s‟occupe de la
simulation du circuit, des conditions de travail et des mesures sur le circuit, donne les
résultats sous des formes spéciales et affiche les graphs. Les résultats produits enfin sont
des graphs et des mesures du temps, courant voltage...Etc. Le but de ce stage était de
comprendre la structure du système de la simulation, de l‟améliorer et d‟y ajouter des
options.
Ce travail donne d‟abord une description profonde de la procédure de simulation ainsi
que des exemples de simulation, et présente les modifications faites sur ce système afin
de l‟améliorer.