Les applications multimédia se composent généralement de blocs numériques exhibant des schémas de calcul flottant réguliers. Sur les processeurs sans support architectural pour l'arithmétique flottante, ils peuvent être profitablement transformés en opérateurs dédiés, s'ajoutant aux 5 opérateurs élémentaires (+, -, X, / et √) : en traitant plus d'opérations simultanément, ils permettent d'obtenir de meilleures performances. Cette thèse porte sur la conception de tels opérateurs, et les techniques de compilation mises en œuvre pour les sélectionner. Nous avons réalisé des implémentations optimisées pour un ensemble d'opérateurs dédiés : élévation au carré, mise à l'échelle, fused multiply-add, produit scalaire en dimension deux (DP2), addition/soustraction simultané et sinus/cosinus simultanés. En proposant de nouveaux algorithmes cherchant à maximiser le parallélisme d'instructions et détaillés ici, nous obtenons des accélérations d'un facteur allant jusqu'à 4.2 par appel. Nous détaillons également les changements apportés dans le compilateur pour effectuer la sélection. La plupart des opérateurs sont sélectionnés au niveau syntaxique. Cependant, pour certains opérateurs, nous avons dû améliorer l'analyse d'intervalles entiers pour prendre en compte les variables de type flottant, afin de prouver certaines conditions de positivité requises à leur sélection. Enfin, nous apportons la preuve en pratique de la pertinence de cette approche : sur des noyaux typiques du traitement du signal et sur certaines applications, nous mesurons une amélioration de performance allant jusqu'à 1.59x en comparaison avec la performance obtenue avec les seuls opérateurs élémentaires. / Media processing applications typically involve numerical blocks that exhibit regular floating-point computation patterns. For processors whose architecture supports only integer arithmetic, these patterns can be profitably turned into custom operators, coming in addition to the five basic ones (+, -, X, / and √), but achieving better performance by treating more operations. This thesis addresses the design of such custom operators as well as the techniques developed in the compiler to select them in application codes. We have designed optimized implementations for a set of custom operators which includes squaring, scaling, adding two nonnegative terms, fused multiply-add, fused square-add (x*x+z, with z>=0), two-dimensional dot products (DP2), sums of two squares, as well as simultaneous addition/subtraction and sine/cosine. With novel algorithms targeting high instruction-level parallelism and detailed here for squaring, scaling, DP2, and sin/cos, we achieve speedups of up to 4.2x for individual custom operators even when subnormal numbers are fully supported. Furthermore, we introduce the optimizations developed in the ST231 C/C++ compiler for selecting such operators. Most of the selections are achieved at high level, using syntactic criteria. However, for fused square-add, we also enhance the framework of integer range analysis to support floating-point variables in order to prove the required positivity condition z>= 0. Finally, we provide quantitative evidence of the benefits to support this selection of custom operations: on DSP kernels and benchmarks, our approach allows us to be up to 1.59x faster compared to the sole usage of basic ones.

On propose un outil de description fonctionnelle permettant une description rigoureuse de spécification fonctionnelle. L'accent étant mis sur : la possibilité d'une description progressive; la possibilité de décrire des systèmes complexes repartis et à fonctionnement parallèle (entre les différents sous-systèmes et a l'intérieur d'un sous-système); la possibilité de vérification fonctionnelle (blocages, conflit, etc.)

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Étude sur l'intégration de protocoles de communication de données dans les circuits intégrés. Cette intégration est examinée sous deux aspects: architecture fonctionnelle et méthodologie de conception. Deux classes de circuits de communication ont été étudiés: la première traite des méthodes d'accès série et parallèle et la deuxième concerne l'implantation des couches hautes du modèle OSI : de la couche LLC d'IEEE à la couche session. La méthodologie de conception des circuits de communication est basée sur la définition et le développement des bibliothèques d'opérateurs flexibles spécialisés et des bibliothèques de modules paramétrables spécialisés

Élaboration d'une phase d'optimisation de haut niveau et de recherche d'un compromis surface-vitesse dans un compilateur de silicium SYCO. L'optimisation consiste a détecter et a fusionner les instructions qui peuvent être exécutées en parallèle

Étude du compilateur de PLA pour une génération automatique de partie contrôle de microprocesseurs. Cet outil accepte la description de l'algorithme d'interprétation de l'automate à travers un langage intermédiaire. La possibilité de réalisation d'un automate de Moore ou Mealy pour un même automate est une facilité importante de cet outil qui permet de générer les actions conditionnées par simplification de l'algorithme d'interprétation de l'automate. Présentation en annexe de la stratégie de conception et de prise en compte de la priorité de signaux du micro MC 6800

Présentation d'une telle interface (IMREL) permettant la transformation des structures de base de données hiérarchiques (IMAGE) afin de la consulter de manière relationnelle. Proposition d'une stratégie d'optimisation de requête par la recherche du chemin de cout minimal. Réalisation d'un compilateur de requête (CORREL).

Le traitement séquentiel : principes du traitement séquentiel, programmation du traitement séquentiel, application systématique du traitement séquentiel, analyse récurrente et traitement séquentiel. Le traitement arborescent : principes du traitement arborescent, application du traitement séquentiel au traitement d'arbres, application du traitement arborescent à l'étude d'algorithmes récursifs. Notations algorithmiques et programmation systématique : langages de programmation et notations algorithmiques. Un exemple de notation algorithmique.

Cette thèse se compose de deux parties indépendantes : une recherche mathématique sur la décision statistique séquentielle et une recherche sur les chaines de Markov et leur application à l'étude des défauts de page en programmation