Modern system-on-chip consists of an increasing number of highly complex modules. The quality of the interfaces and throughput of communication connections between these components are crucial to the performance of the system, since communication is often the main bottleneck in modern application domains like multimedia. In this thesis, a bus-based communication architecture synthesis approach is proposed. Given the result of hardware/software partitioning and pipelined scheduling, the proposed approach constructs a communication topology which meets the constraints. We begin with the minimum number of AHB and an APB, each time we add an AHB and do some transformation such as merging or setting local buses. Our goal is to find the bus architecture which has minimum area. We use integer programming to construct a bus architecture each time, until the bus architecture with the minimum area are found. By this approach, we can save a lot of time required to design the communication architecture manually.

La sûreté de fonctionnement occupe une place prépondérante dans la conception de systèmes critiques, puisqu'un dysfonctionnement peut être dangereux pour les utilisateurs ou l'environnement. Les concepteurs doivent également démontrer aux autorités de certification que les risques encourus sont acceptables. Pour cela, le concepteurs définissent une architecture contenant un ensemble de mécanismes de sûreté permettant de mitiger ou tout du moins limiter la probabilité d’occurrence des risques identifiés. L'objectif de ce travail est de développer une méthode automatique et générique de synthèse d’architecture assurant formellement le respect d’exigences de sûreté. Cette activité de synthèse est formalisée comme un problème d'exploration de l'espace des architectures c'est-à-dire trouver un candidat appartenant à un espace de recherche fini, respectant les exigences de sûreté. Ainsi nous proposons un processus de résolution complet et correct des problèmes d'exploration basé sur l'utilisation des solveurs SMT. Les contributions principales sont:1- La formalisation de la synthèse comme un problème de Satisfiabilité Modulo Théorie (SMT) afin d’utiliser les solveurs existants pour générer automatiquement une solution assurant formellement le respect des exigences;2- Le développement de méthodes d’analyse spécialement conçues pour évaluer efficacement la conformité d’une architecture vis-à-vis d’un ensemble d’exigences;3- La définition d'un langage KCR permettant de formuler les problèmes d'exploration et l'implantation des méthodes de résolution au sein de l'outil KCR Analyser. / Safety is a major issue in the design of critical systems since any failure can be hazardous to the users or the environment of such systems. In some areas, such as aeronautics, designers must also demonstrate to the certification authorities that the risks are acceptable. To do so, the designers define an architecture containing a set of security mechanisms to mitigate or at least limit the probability of occurrence of the identified risks. The objective of this work is to develop an automatic and generic method of architectural synthesis which formally ensures compliance with the safety requirements. This synthesis activity is then formalized as a design space exploration problem, i.e. find a candidate belonging to a finite set of architectures, fulfilling the safety requirements. Thus, we propose in this document a complete and correct resolution process of the design space exploration problem based on the use of SMT solvers. The main contributions are:1- the formalization of the synthesis as a problem of Satisfiability Modulo Theory (SMT) in order to use existing solvers to automatically generate a solution formally ensuring safety requirements;2- the development of analytic methods specially designed to efficiently assess the conformity of an architecture with respect to a set of safety requirements;3- the definition of a language named, KCR, allowing to formulate the design space exploration problem and the implementation of the methods of resolution presented in this work within the tool KCR Analyser.

La conception des systèmes embarqués est une tâche complexe. Les ingénieurs sont confrontés à divers contraintes liées à la technologie, au coût,à la complexité et aux contraintes de sécurité. Toutes ces contraintes ont un grand impact sur l’architecture du système et par conséquence sur le coût final. Nous proposons dans cette thèse une approche pour la conception des système et l’optimisation de l’architecture guidée par les contraintes de sécurité et de coût. Elle s’agit d’une approche de synthèse de l’architecture qui prend en compte les contraintes de sécurité dans le contexte du standard ISO 26262. Elle permet, d’une part, d’atteindre une architecture préliminaire du système en choisissant les éléments de l’architecture permettant de réduire le coût global. D’autre part, elle conduit à une allocation des fonctions aux éléments de l’architecture qui respecte les contraintes liées aux niveaux de sécurité et les défaillances de ces éléments. Nous utilisons des algorithmes exhaustive et génétique pour l’exploration de l’espace de conception. En l’appliquant sur un cas d’étude industriel, nous démontrons sa contribution pour parvenir à la conception conforme et sa capacité à réduire les coûts entraîne par les contraintes de sécurité / The embedded system design is a challenging task. The engineers are faced with technological, cost, complexity and safety constraints. These constraints have a big impact on the system architecture and consequently on the final cost. we propose in this thesis an approach for system design and architecture optimization driven by safety and cost constraints. It consists of an architecture synthesis approach that takes into account the safety constraints in the ISO 26262 context. It allows, at one hand, to reach a system preliminary architecture by choosing the architecture elements that reduce the overall cost. On the other hand, it leads to a functions mapping that respects the safety constraints related to the integrity levels and to the dependent failures. We use exhaustive and genetic algorithm for the design space exploration. By applying it on an industrial study-case we demonstrate its contribution in reaching compliant design and its capability in reducing the safety constraints costs.