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« Contrôle du spectre électromagnétique d’un circuit numérique asynchrone ».

Auteur : S. Germain
Directeur de thèse : L. Fesquet
Co-directeur de thèse : S. Engels
Président du jury : L. Hébrard
Rapporteur(s) de thèse : L. Torres, S. Ben Dhia,
Examinateur(s) de thèse : F. Ndagijimana,
These de Doctorat Université Grenoble Alpes
Spécialité : Nanoélectronique et Nanotechnologies
Soutenance : 25/11/2019
ISBN : 978-2-11-129257-4

Résumé

La compatibilité électromagnétique des circuits est devenue un enjeu majeur en conception numérique. Des méthodes de conception existent déjà pour réduire de manière qualitative le rayonnement des circuits synchrones. Cependant, il est difficile de réduire les harmoniques du spectre dues au signal d’horloge. La logique asynchrone est une alternative très intéressante, qui permet d’éviter la commutation simultanée de tous les éléments de mémorisation et de supprimer les harmoniques de l’horloge. Nous avons développé un flot de conception pour mettre en forme le rayonnement électromagnétique et ainsi répondre aux normes de compatibilité électromagnétique. Notre méthode s’applique à des circuits asynchrones. Une analyse temporelle statique permet d’extraire les délais à insérer dans le chemin de contrôle nécessaire au respect des hypothèses temporelles. Cette analyse sert aussi à annoter le modèle du circuit dans un simulateur analogique rapide, qui a été développé spécifiquement pour extraire sa consommation de courant. Grâce à ce simulateur, en calculant la transformée de Fourier, il est possible de remonter au spectre électromagnétique. Un algorithme génétique est alors utilisé pour créer des combinaisons de délais, permettant de mettre en forme le spectre selon le gabarit spécifié. Des mesures électromagnétiques sur un circuit de test, fabriqué en technologie CMOS 40 nm STMicroelectronics, ont montré que notre méthode permet de contrôler le rayonnement électromagnétique du circuit.

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