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  • Fiche présentation : PS
 

Bilan

Cette école de Roscoff, la seconde sur le thème des systèmes matériels enfouis (la première édition avait eu lieu à Seix en novembre 2000), a permis la rencontre de chercheurs de communautés travaillant dans des domaines connexes mais ayant peu l'occasion de se rencontrer. Le thème 2 constitue une bonne introduction à la problématique de la conception de systèmes sur silicium  (SoC). Les thèmes 1, 4 et 5 traitent des problèmes de consommation, et ce à différents niveaux. Les thèmes 3, 7 et 9 abordent les systèmes intégrés multiprocesseur, les réseaux d’interconnexion pour systèmes multiprocesseur et les aspects de réseaux de communication sur silicium. Les thèmes 6 et 8 relèvent de l’arithmétique et de sa mise en œuvre en matériel. Les thèmes 10 et 11 traitent du reconfigurable, tant du point de vue des architectures matérielles que des outils logiciels. Le thème 12 brosse un panorama des architectures du futur. Le thème 13 aborde la spécification et la conception conjointe de systèmes matériels.

Le marché des systèmes matériels enfouis connaît une très forte croissance. Constitué principalement, dans les années passées, des applications industrielles, militaires, aéronautiques, il pénètre aujourd'hui tous les secteurs économiques et le grand public (automobile, télécommunication, électronique grand public, multimédia, etc.). La complexité croissante des applications, l'évolution fulgurante des technologies de réalisation des circuits intégrés, nécessitent la conception de nouvelles architectures de systèmes numériques. Les méthodologies de conception associées doivent être capables de tenir compte de nombreuses contraintes : temps réel, fiabilité, complexité, consommation. Aussi, les outils d'aide à la conception de ces nouvelles architectures doivent faire un saut qualitatif et quantitatif important afin de permettre la production d'équipements avec un rythme et un coût acceptables.

L'école thématique Archi03 (30 mars au 4 avril 2003) a permis de faire le point sur un certain nombre de sujets essentiels dans ce domaine de la conception de systèmes matériels : consommation d'énergie et de puissance, systèmes multiprocesseurs sur puce et réseaux d'interconnexion intégrés, opérateurs arithmétiques faible consommation, architectures reconfigurables et outils associés, méthodologies de conception conjointe de systèmes matériel/logiciel.

Le thème 2 a permis d'introduire les besoins en matière de systèmes sur puce et de détailler leur flot de conception, il a par ailleurs également montré l'évolution des méthodes de conception ainsi que l'étendue des perspectives de recherche sur ce thème. Les thèmes 1, 4 et 5 ont permis de faire le point sur la consommation d'énergie et de puissance : l'augmentation de la complexité des circuits, de leur niveau d'intégration, de la fréquence d'horloge contribuent à l'augmentation de puissance. La maîtrise de la consommation est aussi liée à des considérations de coût, de fiabilité, de durée de vie des batteries, etc. Les exposés des thèmes 4 et 5 ont montré la complexité du problème de la consommation, les paramètres étant nombreux et interdépendants. Des compromis entre performance, surface et puissance sont nécessaires et les solutions relèvent de différents niveaux : technologique, logique, architectural, logiciel, et système. L'exposé du thème 5 a montré comment le système d'exploitation pouvait gérer l'activité en fonction de l'évolution de l'application. Les thèmes 3, 7 et 9 ont permis de couvrir un certain nombre d'aspects des systèmes intégrés multiprocesseur. L'exposé du thème 3 a introduit la problématique des systèmes intégrés multiprocesseur en couvrant les aspects de modélisation d'applications en vue d'implantation matérielles/logicielles, d'architectures matérielles et d'implantation d'une spécification. L'exposé du thème 9 a adressé le problème des communications dans les systèmes intégrés sur puce, il a montré l'intérêt de l'utilisation de protocoles de communication standardisés pour la conception de composants virtuels inter-opérables. Le protocole VCI développé dans le cadre du consortium VSIA a été présenté. Un exemple de micro-réseau (SPIN) a ensuite été détaillé. L'exposé du thème 7 a brossé un panorama de l'évolution de réseaux d'interconnexion pour systèmes multiprocesseurs fortement couplés. Les thèmes 6 et 8 ont montré toute l'étendue du domaine de l'arithmétique. L'exposé du thème 8 a détaillé l'implémentation matérielle des opérations arithmétiques de base : addition, multiplication, division. Cet exposé a mis en évidence les besoins d'adéquation arithmétique-architecture pour la conception d'opérateurs de calcul performants. L'exposé du thème 6 a concerné les méthodologies de conversion automatique en virgule fixe pour les applications de traitement de signal. Les techniques employées en milieu industriel pour obtenir une représentation en virgule fixe sont presque toujours empiriques, basées sur des études en simulation à partir de jeux de tests difficiles à développer. La méthodologie exposée basée sur l'analyse et la détermination de la précision et de la dynamique des données, a la particularité de prendre en compte l'architecture du processeur cible. Les exposés des thèmes 10 et 11 ont couvert le thème du reconfigurable. La présentation du thème 10, après une introduction au calcul reconfigurable et une tentative de classification des architectures, a brossé un panorama des architectures configurables et reconfigurables, et conclut sur les challenges de la reconfiguration dynamique. L'exposé du thème 11 a concerné le logiciel pour le reconfigurable. La présentation a mis l'accent sur la nécessité de caractériser le rôle des outils en fonction des niveaux de reconfiguration : logique chemin de données, système. Ceux-ci doivent être paramétrés par des modèles reconnus par les applications et par les architectures. La présentation du thème 12, au travers d'exemples, a tenté d'esquisser quelques perspectives pour les architectures du futur. Le thème 13 a couvert les aspects de conception conjointe de systèmes. L'exposé, après une présentation la conception de niveau système et la démarche de codesign, s'est attaché à détaillé les approches pour la spécification de systèmes, les concepts pour la modélisation fonctionnelle, et la conception architecturale illustrés sur une application de codage MPEG. L'exposé a par ailleurs présenté une démonstration de l'outil MCSE Toolbox.

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