Méthodologies de conception pour multiprocesseurs sur circuits logiques programmables

The continuous increase of capacity integration on one side, the exponential increase of embedded application complexity on the other side led to system on chip (SoC) then to multiprocessor system on chip (MPSoC). The fundamental problem associated with the large scale system on chip is the one of design methodologies and the resulting design productivity crisis preventing efficient exploitation of these circuits. This design productivity crisis is the result of ad-hoc and manual design while the problem should be established as a multiobjective optimization problem which should be solved by automated optimization techniques. In this PhD thesis, we present a design methodology for multiprocessor systems on chip implementation on programmable circuits, whose originality is based on three main points: (1) multiobjective evolutionary algorithm based exploration of the design space in order to undertake an intelligent solution search, (2) the use of programmable logic circuits for fast performance evaluation through emulation which is far superior to simulation and finally (3) the use of MPSoC synthesis from a high level parallel programming language (Occam) and a monitoring on chip framework. Case studies on circuit's implementations prove the efficiency of such a design methodology to solve the problem of the design productivity crisis.L'augmentation continue de la capacité d'intégration d'une part, la complexité croissante des applications embarquées d'autre part, ont conduit aux systèmes sur puce (SoC) puis aux systèmes multiprocesseurs sur puce (MPSoC). Le problème fondamental associé à ces systèmes sur puces de grande taille est celui des méthodologies de conception et de la crise de productivité en résultant ne permettant pas d'exploiter de manière efficace ces circuits. Cette crise de productivité est le résultat d'approches ad-hoc et manuelle de la conception alors que le problème doit être posé comme un problème d'optimisation multi-objectif dont la résolution doit faire appel à des techniques d'optimisation automatique. Dans cette thèse, nous présentons une méthodologie de conception pour les systèmes multiprocesseurs sur circuits logiques programmables, dont l'originalité porte sur trois aspects : (1) l'exploration évolutionnaire multi objectif de l'espace de conception afin de mener une recherche intelligente, (2) l'utilisation des circuits logiques programmables de grande taille pour l'évaluation rapide par émulation largement supérieure à la simulation, et enfin (3) l'utilisation de la synthèse MPSoC depuis un langage de programmation parallèle haut niveau (Occam) et de la prise en compte du monitoring sur puce. Des cas d'études sur circuits ont démontré l'efficacité d'une telle méthodologie pour résoudre le problème de la crise de productivité de la conception