Technologie de conception pour composants hétérogènes – HELICITY

WP1 Virtual Machine
WP2 Top-down model design / model generation methods
WP3 Bottom-up model design / model data generation
WP4 Virtual demonstrator

WP1. Virtual machine
Mise en place d'un flot de conception clair et bien défini, installé à l'identique sur les ressources informatiques locales de chaque partenaire.

WP3. Bottom-up model design / model data generation
Pendant cette période, INL-CNRS et ASYGN ont focalisé sur l'accélération de l'exploration de l'espace de conception au niveau système, en associant la méthode d'extraction des fronts de Pareto de INL-CNRS au simulateur rapide d'ASYGN.
En particulier, les partenaires ont développé une méthode pour construire des modèles prédictifs de sous-systèmes électroniques basés sur les fronts de Pareto. Il tire parti de l'utilisation de a) Tactyle (l'outil propriétaire d'ASYGN) pour accélérer la simulation des modèles, et b) des algorithmes ACO (Ant Colony Optimization) afin de mettre en œuvre l'optimisation multi-objectifs.

WP4. Virtual demonstrator
ASYGN a fourni au consortium des détails (documentation, modèles, listes de diffusion et données de conception) de sa plate-forme multi-capteurs existante (AS3125 SDK). Les sous-systèmes électroniques de cette plate-forme ont été décrits précédemment dans D411. Le livrable D412 décrit donc les sous-systèmes multi-physiques ainsi que l'architecture complète de la plate-forme, qui seront utilisés pour tester les outils de simulation et de conception développés dans le cadre du projet.

Le consortium œuvrera dans la suite du projet et notamment pendant la période M30-M42 à la réalisation finalisée du jalon MS2, consacré à la génération de modèles prédictifs pour les sous-systèmes dans l'architecture du système complet multi-capteurs, et mettant en œuvre des composants multi-physiques et/ou dont la nature est décrite tant par des variables discrètes que par des variables continues. En particulier, la plate-forme SDK AS3125 mise à disposition par ASYGN fera l'objet d'une étude d'optimisation menée par INL-CNRS et exploitant simultanément des variables discrètes et continues. Le couplage Midaco-Tactyle mis en place pour D311 sera un élément crucial pour ce travail.

- Adil Brik, Lioua Labrak, Laurent Carrel, Ramy Iskander and Ian O'Connor, «High speed extraction of integrated circuits predictive models using n-performance Pareto fronts,« IEEE Conference on Design of Circuits and Integrated Systems, Lyon, 14-16 November 2018
- Adil Brik, «Hierarchical design methodology for analog and heterogeneous systems,« Colloque du GdR SOC2, Montpellier, 19-21 juin 2019
- Adil Brik, Lioua Labrak, Laurent Carrel, Ian O'Connor and Ramy Iskander, «Fast extraction of predictive models for integrated circuits using n-performance Pareto fronts,« IFIP/IEEE International Conference on Very Large Scale Integration (VLSI-SoC), Cusco, Peru, 6-9 October 2019
- Adil Brik, Lioua Labrak, Daniel Saias and Ian O'Connor, «Fast hierarchical system synthesis based on predictive models,« IEEE International NEWCAS Conference, Montreal, 2-4 November 2020

L'ambition de ce projet est de développer de nouvelles méthodes de conception pour les circuits intégrés "More Than Moore" ou MtM (à base de la micro-nanoélectronique, et incluant des composants hétérogènes tels que les circuits analogiques / RF, ainsi que des capteurs et actuateurs multi-physiques). Ces circuits intégrés représentent les technologies de base pour les nœuds de capteurs nanométriques et les prochaines grandes vagues de l'Internet des objets (IdO) dans de nombreux secteurs (santé, transport, sécurité, etc.), mais présentent d'énormes défis de conception et des cycles de mise sur le marché de plus en plus lents, ainsi que des sous-optimalités sévères. De nouvelles approches de conception sont obligatoires pour améliorer l'actuel "état de l'art" des environnements de conception (tels que les simulateurs schématiques et SPICE-like), qui passent mal à l'échelle et gênent le déploiement large de la technologie MtM pour l'intégration de concentrateur de capteurs.
Pour résoudre ce problème, nous proposons un nouveau flot de conception pour les systèmes analogiques et hétérogènes basé sur la recherche industrielle axée sur l'extraction de l'espace de conception, l'automatisation de la conception, et la vérification comportementale du système hétérogène. Les principaux objectifs seront:
Objectif 1: construire une approche de modélisation et un flot de conception hiérarchique global sur plusieurs niveaux qui renforce la réutilisation, permet l'exploration architecturale et la vérification au niveau système, soutenu par un langage de modélisation acceptée par l'industrie.
Objectif 2: étendre une approche de conception basée sur les graphes pour formaliser les opérateurs de manière plus générique pour traiter des composants multi-physiques, et les utiliser pour la génération rapide de modèles prédictifs pour les composants hétérogènes.
Objectif 3: étendre l'interpolation des solutions à base de fronts de Pareto dans la génération de modèles pour prédire les indicateurs de performance et les paramètres de dimensionnement pour les composants multi-physiques et des systèmes continus discrets sur plusieurs niveaux d'abstraction.
Objectif 4: construire une hiérarchie de modèles de performance assistés par les données pour un système de type concentrateur de capteurs, et utiliser les modèles pour démontrer la puissance de l'approche à la fois en termes d'efficacité de conception et en termes d'amélioration de la performance finale sur la conception manuelle.
Le succès du projet sera mesuré par la vitesse de conception du démonstrateur de concentrateur de capteurs, et la capacité d'explorer l'impact des compromis au niveau du système sur les contraintes au niveau des composants. Il est souligné que le projet ne cherchera pas à développer une nouvelle architecture de concentrateur de capteurs, bien que ce soit un résultat possible. L'objectif du projet est de se concentrer sur l'amélioration du processus de conception elle-même pour permettre une mise sur le marché plus rapide des produits d'une part, et des performances optimisées d'autre part.
Le principal résultat du projet sera une méthode de conception nouvelle et systématique pour les systèmes hétérogènes, encapsulée dans un ensemble d'outils et de modèles. Nous prévoyons que le projet permette d'atteindre les améliorations suivantes:
• la réduction de cinq fois du temps de conception (mesurée par rapport à la conception d'un système existant)
• l'amélioration de trois fois de l'optimalité de la conception (mesurée sur une seule mesure de performance à optimiser, tous les autres paramètres maintenus égaux)
• Bibliothèque de modèles et de données qui peuvent être réutilisés dans des projets futurs, ce qui conduira à la conception encore plus facile d'autres applications optimisées.