Contribution à la conception de systèmes numériques adaptatifs

La microélectronique est au coeur des bouleversements technologiques de ces dernières décennies: ordinateurs, télécommunications, et plus récemment, l’Internet des objets. C’est notamment grâce au doublement continu des densités d’intégration, plus connu sous le nom de Loi de Moore, que l’on a pu et que l’on continue d’ accroître les performances des systèmes sur puce, support du traitement de l’information numérique. Mais pour fabriquer des composants toujours plus complexes, il est nécessaire, à chaque noeud technologique, de faire évoluer les méthodes et les outils de conception. A cela s’ajoutent des contraintes de plus en plus fortes, conséquentes à la variabilité du substrat technologique, de l’environnement ou des applicatifs. La première partie des travaux exposés met en avant plusieurs contributions dans le domaine de la conception d’architectures reconfigurables, supportant une exploitation dynamique de différents niveaux de parallélisme à travers une méthode de multiplexage matériel. Cette approche est ensuite étendue aux architectures multiprocesseurs, pour lesquelles nous avons œuvré dans le sens de l’homogénéisation de la structuration des ressources, cela dans le but de faciliter le passage à l’échelle. Ce principe devient d’ailleurs le fondement d’une approche autorisant l’adaptation du système à différents niveaux. Le deuxième axe de contribution se situe dans l’élaboration de méthodes permettant de contrôler dynamiquement le système, ce dernier opérant en boucle fermée : un ensemble de moniteurs observent le circuit, permettent d’établir un diagnostique de l’état des ressources qui, suivant une politique prédéfinie va mener à une prise de décision quant à la mise en œuvre d’un certain nombre d’actions (telles que l’allocation de tâches à des ressources, ou encore l’affectation d’un couple tension-fréquence). Des méthodes d’optimisation distribuée inspirées de la théorie des jeux et du consensus sont développées afin de garantir l’efficacité énergétique de ces systèmes. Enfin, la dernière partie traite d’un ensemble de contributions ayant pour objectif commun la conception de circuits adaptatifs fiables : du fait de la capacité d’un système multiprocesseur à déployer des stratégies de tolérance aux pannes assurant une disponibilité des ressources fonctionnelles, même en mode dégradé; du fait de s’adapter par l’implémentation de méthodes de monitoring efficaces, délivrant une information précise de l’état du circuit (consommation, vieillissement); et enfin, du fait de son aptitude à préserver la confidentialité des données sensibles par le déploiement de stratégies de sécurisation adéquates