Modélisation multidisciplinaire VHDL-AMS de systèmes complexes : vers le Prototypage Virtuel

The industrial devices are more and more miniaturized and integrated. They allow various technical fields (digital and analog electronics as well as optics, mechanics, thermals or sensors...) to share the same chip. The traditional V design cycle does not fulfil the industrial requirements any more and a lot of bolts remain to identify and solve to breakthrough this field. The disturbing phenomena take more and more importance as the size of the systems decreases. Their design must take this into account from the very beginning of the step. The industrial evolution in this field implies the development of realistic and productive procedures to improve the design cycle. Virtual Prototyping offers an interesting solution making it possible to reduce times and costs of development by the formalization, capitalization and re-use of the models which can be directly simulated, like by the application of a rigorous methodology as for their design. Among the Hardware Description Languages available, VHDL-AMS seems to fit very good. Indeed, it makes it possible to model the multidisciplinary systems in a native way and offers possibilities of modelling at high levels of abstraction. Moreover, this language is spread more and more within industries, which generates a new public of users, not having knowledge of HDLs, for which the new generation of graphic simulators prove to be very useful. This thesis first of all presents the work carried out within the framework of the RMNT on the modelling of an optoelectronic device at high flow, short range and with strong thermal and mechanical interactions of the THALES Company. This study then made it possible to bring out elements of methodology which could make the design of models and the simulation of complex devices more in phase with a market increasingly more demanding.Les systèmes industriels sont de plus en plus miniaturisés et intégrés. Ils font cohabiter sur le même substrat différentes disciplines techniques (électronique analogique et numérique, optique, mécanique, thermique, différents capteurs ...). Le cycle de conception traditionnel en V ne répond plus aux exigences industrielles et beaucoup de problèmes restent à identifier et à résoudre pour avancer dans ce domaine. Les phénomènes perturbateurs prennent de plus en plus d'importance à mesure que la taille des systèmes diminue. Leur conception doit en tenir compte dés le début de la démarche. L'évolution industrielle dans ce domaine passe par la fourniture de procédures réalistes et productives pour améliorer le cycle de conception. Le Prototypage Virtuel constitue une voie intéressante pour cela en offrant la possibilité de réduire les temps et les coûts de développement par la formalisation, la capitalisation et la réutilisation de modèles informatiques directement simulables, ainsi que par l'application d'une méthodologie rigoureuse quant à leur conception. Parmi les langages de description matériels utilisables, VHDL-AMS semble un des plus adaptés. En effet, il permet de modéliser les systèmes multidisciplinaires de manière native et offre des possibilités de modélisation à haut niveau d'abstraction. De plus, ce langage se déploie de plus en plus au sein des industries, ce qui génère un nouveau public d'utilisateurs, n'ayant pas de connaissances des HDLs, pour lesquels la nouvelle génération de simulateurs graphiques s'avèrent très utiles. Cette thèse présente tout d'abord le travail effectué dans le cadre du RMNT sur la modélisation d'un dispositif optoélectronique à haut débit, courte portée et à fortes interactions thermiques et mécaniques de la société THALES. Cette étude a ensuite permis de dégager des éléments de méthodologie qui pourraient rendre la conception de modèles et la simulation de systèmes complexes plus en phase avec un marché toujours plus exigeant