Développement de circuits et systèmes embarqués Michel MUR

M.Mur, La Colle sur Loup, 13 0ct. 2004 Développement de circuits et systèmes embarqués 1
Systèmes sur puce
L’impact des FPGA
Quelques exemples
Méthodologie
Perspectives
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Développement de circuits et
systèmes embarqués
Michel MUR
CEA/DSM/DAPNIA/SEDI

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Systèmes électroniques de l’ère « Post-PC »
Applications
Assistants numériques personnels (PDA)
Téléphonie mobile
Appareils photo numériques
Audiovisuel numérique fixe et portable, jeux
Biométrie
cartes à puce
Réseaux filaires/sans fil
Besoins
Fonctionnalités croissantes
Puissance de calcul
Consommation réduite
Reconfigurabilité (adaptation aux standards)
Faible coût
Mise sur le marché rapide
Souci d’évolution (suivie des normes et standards)

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Systèmes sur Puce (System On Chip)
Progrès technologiques
Nombre de transistors/puce: *2/2 ans
Fréquence d’horloge : *2/3ans (processeurs: *2/2 ans)
Part croissante du traitement logiciel
Communication
Cryptage
Encodage/décodage
Logiciel radio
Limitation des méthodes et outils de développement
Capacité d’intégration: *50 /10 ans
Capacité de conception: croissance 3 fois plus faible
Architecture
Insertion de cœurs de processeurs prouvés
Insertion de blocs IP (Intellectual Property) prouvés
Modules de traitement de signal
Modules d’entrée-sortie standard
Développement de blocs propriétaires
Connexion sur interface interne prouvée
Réutilisation du logiciel

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Systèmes sur puce : alternatives
ASIC
Applications grand volume
Performances
Consommation
Faible coût unitaire
Coût de développement élevé
Applications contraintes
Très basse consommation
Tenue aux radiations
Systèmes mixtes
Qualification spatiale
Systèmes forte puissance
FPGA
Applications faible/moyen volume
Prototypage ASIC
Reconfiguration
Familles tolérantes aux radiations
Blocs performants
Cœurs de processeurs (blocs durs) PowerPC, ARM
Interface bus interne CoreConnect, AMBA
Communications série Gbit/s (blocs durs)
Mémoires, opérateurs arithmétiques
Faible efficacité silicium
Coût unitaire élevé
Consommation
Processeur dur Caches, mémoire
IP
E/S
DSP
E/S E/S
Mem Proc soft

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Exemples d’applications FPGA
Sonde de Test Usb Configurable: STUC
Personnalisation
Réutilisation
Coût
D0 trigger 1: frontal calorimètre
Traitement de signal
filtrage numérique
CMS Selective Readout Processor
Traitement rapide (convolution en place)
Liens de communications optiques multi-Gbit/s
Moniteur par processeur embarqué
Antares, km3
Système sur puce: évolution du noyau d’acquisition