Circuits Reconfigurables Robustes

UNIVERSITE MONTPELLIER II
SCIENCES ET TECHNIQUES DU LANGUEDOC
T H E S E
Pour obtenir le grade de
DOCTEUR DE L'UNIVERSITE MONTPELLIER II
Discipline : Electronique, Optronique et Systèmes
Formation Doctorale : Systèmes Automatiques et Microélectroniques
Ecole Doctorale : Information, Structures et Systèmes
présentée et soutenue publiquement
par
Jean-Max DUTERTRE
Le 30 octobre 2002
Circuits Reconfigurables Robustes
JURY
M. BERTRAND Y., Professeur, Université Montpellier II , Président
M. FOUILLAT P., Professeur, ENSEIRB, Université Bordeaux I , Rapporteur
M. NICOLAIDIS M., Directeur de Recherche CNRS, iRoC Technologies , Rapporteur
M. CATHEBRAS G., Maître de Conférences, Université Montpellier II , Examinateur
M. MICHEL J., Maître de Conférences, Université Strasbourg I , Examinateur
M. ROCHE F.M., Maître de Conférences, Université Montpellier II , Directeur de Thèse

Au terme de ce travail de thèse effectué au Département Microélectronique du
Laboratoire d’Informatique, de Robotique et de Microélectronique de l’Université
Montpellier II, je tiens à remercier :
Monsieur Gaston CAMBON, Professeur, Directeur du LIRMM de m’avoir accueilli au sein
du Laboratoire.
Messieurs Christian LANDRAULT et Michel RENOVELL, Directeurs de Recherche CNRS,
responsables successifs du Département Microélectronique de m’avoir fourni des conditions
optimales à la poursuite de cette étude.
Monsieur Yves BERTRAND, Professeur à l’Université Montpellier II, qui m’a fait l’honneur
de présider le jury de cette Thèse.
Monsieur Pascal FOUILLAT, Professeur à l’ENSEIRB, Université Bordeaux I et Monsieur
Michaël NICOLAIDIS, Directeur de Recherche CNRS, Directeur Scientifique de iRoC
Technologies, qui m’ont fait l’honneur d’accepter d’être les rapporteurs du mémoire.
Monsieur Guy CATHEBRAS, Maître de Conférences à l’Université Montpellier II et
Monsieur Jacques MICHEL, Maître de Conférences à l’Université Strasbourg I, pour leur
participation au Jury .
Monsieur Fernand-Michel ROCHE, Maître de Conférences à l’Université Montpellier II, pour
m’avoir encadré et avoir dirigé mes recherches tout au long de ces trois années. Je le remercie
également pour le choix du sujet de ce travail, que j’ai trouvé passionnant.
J’adresse une nouvelle fois mes remerciements à Monsieur Yves BERTRAND, pour
son rôle dans mon choix du LIRMM et également pour la confiance qu’il n’a cessé de me
témoigner comme moniteur dans le cadre des enseignements qu’il m’avait confié en DEUG
STPI . Que Monsieur Guy CATHEBRAS, trouve également ici l’expression de ma gratitude
pour sa disponibilité dans le règlement de mes soucis d’utilisation des outils de CAO ; le
circuit que nous avons réalisé lui doit une grande part.

Je tiens aussi à assurer de toute mon amitié mes collègues thésards du LIRMM : Serge,
mon ex–colocataire qui m’a vivement incité à venir à Montpellier; Frédéric et Philippe, et
également Xavier et Yannick, pour les parties homériques disputées ensembles. Isabelle qui a
partagé notre box ; Julien, Olivier, Vincent, Philippe ( le 2éme ) et encore Yannick les "Star
men" ; Marianne et Ben, Régis, Wence, Pascal, Alain, Gilles, David et tous les autres qui
m’ont rendu si agréables ces trois années.
Merci également à tous les personnels du LIRMM que j’ai côtoyés avec beaucoup de
plaisir.
Enfin je remercie Isabelle pour son aide, son soutien et ses relectures lors de la
rédaction de ce manuscrit.

Table des matières
I Introduction générale 3
II Position du problème 5
A – Les FPGA à base de SRAM 7
A.1. Présentation et architecture des FPGA 7
A.1.1. Intérêt des FPGA 7
A.1.2. Couche de configuration et couche opérative 7
A.2. La couche opérative 9
A.2.1. Les cellules logiques 9
A.2.2. Les interconnexions 13
A.2.3. Les entrées / sorties 14
A.3. La couche de configuration 15
A.3.1. Les points mémoire de configuration 15
A.3.2. Ordonnancement des CSRAM et principe de la configuration 16
A.4. Conclusion 18
B – Les phénomènes radiatifs 19
B.1. Origine des phénomènes radiatifs 20
B.2. Les effets de dose cumulée 22
B.3. Les effets singuliers 22
B.3.1. Le Latch Up 22
B.3.2. Les effets transitoires 23
B.3.3. L’hypothèse de l’événement unique 27