Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Cet article introduit la conception conjointe matériel/logiciel des systèmes intégrés sur puce, en exposant les principes et concepts généraux servant à décrire, évaluer/analyser et mettre en œuvre ces systèmes. Il s’appuie sur les étapes clés telles que : la spécification et la modélisation des caractéristiques d’un système (exigences, fonctionnalités), le partitionnement en parties matérielle et logicielle, la synthèse et vérification permettant d’inférer des mises-en-œuvre des deux parties et garantir les exigences des systèmes ; sans oublier la question méthodologique, cruciale pour le concepteur. Il se termine par une réflexion sur l’impact des technologies émergentes (mémoires non volatiles) et des nouveaux paradigmes de calcul (neuro-inspiré, quantique) sur la conception conjointe.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Abdoulaye GAMATIE : Directeur de Recherche au CNRS, - Laboratoire d’Informatique, de Robotique et de Microélectronique de Montpellier (LIRMM)
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Lionel TORRES : Professeur à l’Université de Montpellier, Polytech’Montpellier - Laboratoire d’Informatique, de Robotique et de Microélectronique de Montpellier (LIRMM)
INTRODUCTION
Les circuits intégrés permettent l’intégration de fonctions logiques dans une puce de silicium, fonctions basées sur un élément unitaire qui est le transistor. La puissance de ces circuits augmente avec le nombre de transistors, mais une limitation apparaît. En effet, la dissipation thermique devient trop importante en présence d’un grand nombre de composants. Les architectures parallèles offrent une réponse intéressante à cette limitation, puisque la puissance dissipée ne varie plus exponentiellement avec la puissance de calcul comme dans une machine monoprocesseur, mais linéairement sur une machine multiprocesseur.
Par ailleurs, des évolutions importantes apparaissent également aux niveaux logiciel et applicatif. Au regard de tous ces changements, la méthodologie dite de conception-conjointe ou « co-conception » matériel/logiciel apporte une réponse intéressante pour une implantation efficace des systèmes intégrés sur puce.
Cet article offre un aperçu général des principes et concepts généraux relatifs à la conception conjointe matériel/logiciel. Cela est organisé autour des principales étapes d’un flot classique de conception : dans un premier temps, nous abordons la question de la spécification et de la modélisation ; ensuite, nous introduisons les enjeux du partitionnement matériel/logiciel, suivi d’une présentation générale concernant la synthèse et les techniques de vérification ; enfin, des aspects méthodologiques sont discutés au travers d’une illustration basée sur quelques environnements de conception conjointe basée sur des modèles. En guise de discussion ouverte sur une évolution possible des pratiques courantes en conception conjointe matériel/logiciel, nous proposons une brève réflexion concernant les technologies émergentes et les nouveaux paradigmes de calcul.
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Technologies émergentes et nouveaux paradigmes de calcul
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5. Méthodologies de co-conception
5.1 Généralités
5.1.1 Niveaux d’abstractions dans la conception
Lors de la conception conjointe d’un système intégré sur puce, le temps et la précision requis pour évaluer différents scénarios dépendent en grande partie du niveau d'abstraction considéré. Par exemple, une évaluation au niveau transactionnel (TLM) est nettement plus rapide qu’une évaluation au niveau transfert de registre (RTL). Cela est lié au niveau de détail architectural réduit considéré en TLM par rapport au niveau RTL. En revanche, ce dernier offre plus de précision quant aux raisonnements que le concepteur est amené à faire. En réalité, ces niveaux d’abstraction sont plutôt complémentaires, par exemple dans le cadre d’une méthodologie qui commence à des niveaux d’abstraction élevés permettant d’élaguer rapidement et facilement un certain nombre de choix de conception afin de se focaliser sur un nombre restreint à des niveaux d’abstraction plus bas.
Par conséquent, un compromis existe entre, d'une part, la précision de l'analyse, de la vérification et de la simulation du système, et d'une autre part, le temps global de la mise à disposition sur le marché.
Les différents niveaux d'abstraction distingués dans le célèbre schéma de conception en Y (dû à Gajski et Kuhn), sont illustrés sur la figure 9 à travers les cercles. Chaque axe correspond à un domaine (ou vue) selon lequel peut être abordée la conception d’un système électronique. Ces domaines correspondent aux aspects suivants :
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comportemental par la description des fonctionnalités d'un système ;
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structurel par la description hiérarchique d’un système sous forme de sous-systèmes ou composants interconnectés ;
-
physique par la description du système au niveau physique (matériaux, masques, etc.).
À travers les domaines, on distingue clairement l’application, l’architecture, et leur association. De plus, à mesure que l’on se rapproche du centre du schéma en Y, les niveaux de description deviennent moins abstraits :
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le...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BENVENISTE (A.), CASPI (P.), EDWARDS (S.A.), HALBWACHS (N.), LE GUERNIC (P.), DE SIMONE (R.) - « The synchronous languages twelve years later ». - Proceedings of the IEEE, 91 (1) : 64-83 (January 2003).
-
(2) - AUGUIN (M.), SENTIEYS (O.) - Conception de systèmes sur puce : nécessité d'approches globales face à la concentration des difficultés. - In M. Jemni and D. Trystram, editors, État des lieux en Architecture, Parallélisme et Système. Hermes (2005).
-
(3) - HOARE (C.A.R.) - « Communicating sequential processes », Communications of the ACM. - Vol. 21, n° 8, p. 666-677 (1978).
-
(4) - MILNER (R.) - Communication and Concurrency. - Prentice Hall, International Series in Computer Science, ISBN 0-13-115007-3 (1989).
-
(5) - JANTSCH (A.), SANDER (I.) - « Models of computation and languages for embedded system design ». - vol. 152, n° 2, pages 114-129, IEE...
ANNEXES
SynDEx
SysML
UML
Simulink
https://fr.mathworks.com/products/simulink.html
Accelera SystemC
http://accellera.org/downloads/standards/systemc
Modelica
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