Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L'utilisation des accélérateurs reconfigurables, pour la conception de system-on-chip hétérogènes, offre des possibilités intéressantes d'augmentation des performances et de réduction de la consommation d'énergie. En effet, ces accélérateurs sont couramment utilisés en complément d'un (ou de plusieurs) processeur(s) pour permettre de décharger celui-ci (ceux-ci) des calculs intensifs et des traitements de flots de données. Le concept de reconfiguration dynamique, supporté par certains constructeurs de FPGA, permet d'envisager des systèmes beaucoup plus flexibles en offrant notamment la possibilité de séquencer temporellement l'exécution de blocs de calcul sur la même surface de silicium, réduisant alors les besoins en ressources d'exécution. Cependant, la reconfiguration dynamique n'est pas sans impact sur les performances globales du système et il est difficile d'estimer la répercussion des décisions de configuration sur la consommation d'énergie. L'objectif principal de cette thèse consiste à proposer une méthodologie d'exploration permettant d'évaluer l'impact des choix d'implémentation des différentes tâches d'une application sur un system-on-chip contenant une ressource reconfigurable dynamiquement, en vue d'optimiser la consommation d'énergie ou le temps d'exécution. Pour cela, nous avons établi des modèles de consommation des composants reconfigurables, en particulier les FPGAs, qui permettent d'aider le concepteur dans son design. À l'aide d'une méthodologie de mesure sur Virtex-5, nous montrons dans un premier temps qu'il est possible de générer des accélérateurs matériels de tailles variées ayant des performances temporelles et énergétiques diverses. Puis, afin de quantifier les coûts d'implémentation de ces accélérateurs, nous construisons trois modèles de consommation de la reconfiguration dynamique partielle. Finalement, à partir des modèles définis et des accélérateurs produits, nous développons un algorithme d'exploration des solutions d'implémentation pour un système complet. En s'appuyant sur une plate-forme de modélisation à haut niveau, celui-ci analyse les coûts d'implémentation des tâches et leur exécution sur les différentes ressources disponibles (processeur ou région configurable). Les solutions offrant les meilleures performances en fonction des contraintes de conception sont retenues pour être exploitées. / The use of reconfigurable accelerators when designing heterogeneous system-on-chip has the potential to increase performance and reduce energy consumption. Indeed, these accelerators are commonly a adjunct to one (or more) processor(s) and unload intensive computations and treatments. The concept of dynamic reconfiguration, supported by some FPGA vendors, allows to consider more flexible systems including the ability to sequence the execution of accelerators on the same silicon area, while reducing resource requirements. However, dynamic reconfiguration may impact overall system performance and it is hard to estimate the impact of configuration decisions on energy consumption.. The main objective of this thesis is to provide an exploration methodology to assess the impact of implementation choices of tasks of an application on a system-on-chip containing a dynamically reconfigurable resource, to optimize the energy consumption or the processing time. Therefore, we have established consumption models of reconfigurable components, particularly FPGAs, which assists the designer. Using a measurement methodology on Virtex-5, we first show the possibility to generate hardware accelerators of various sizes, execution time and energy consumption. Then, in order to quantify the implementation costs of these accelerators, we build three power models of the dynamic and partial reconfiguration. Finally, from these models, we develop an algorithm for the exploration of implementation and allocation possibilities for a complete system. Based on a high-level modeling platform, the implementation costs of the tasks and their performance on various resources (CPU or reconfigurable region) are analyzed. The solutions with the best characteristics, based on design constraints, are extracted.

Les travaux de cette thèse s’inscrivent dans un projet de grande envergure, le projet 3D-IDEAS, financé par l’ANR. Le but de ce projet est d’établir la chaîne complète de l’intégration de circuits en technologie 3D. Les densités de puissance dans ces circuits sont telles que les problèmes liés à la température – électromigration, désappariement des courants et tensions de polarisation, etc. – sont susceptibles de remettre en cause la conception du circuit. Le coût élevé de la fabrication de ces circuits oblige le concepteur à valider le comportement électrothermique des circuits préalablement à l’envoi en fabrication. Pour répondre à ce besoin, un simulateur électrothermique précis et fiable doit être à disposition. En outre, en raison de la complexité extrême de ces circuits, il est judicieux que ce simulateur soit compatible avec l’approche de modélisation haut niveau. L’objectif de cette thèse est de développer un tel simulateur. La solution proposée intègre ce simulateur dans un environnement de développement CAO pour circuit intégré standard, Cadence®. La contrainte sur la précision des résultats nous a amené à développer une nouvelle méthodologie spécifique à la modélisation électrothermique haut-niveau. Ce manuscrit comporte deux grandes parties. Dans la première, la démarche adoptée pour concevoir le simulateur est détaillée. Ensuite, dans la seconde partie, le fonctionnement du simulateur ainsi que la méthode de modélisation haut-niveau mise en place sont présentées, puis validées. / The work of this thesis is part of a larger project, the project 3D-IDEAS, funded by the ANR. The purpose of this project is to establish the complete chain of integrated circuits built upon 3D technology. Power densities in these circuits are exacerbated, thus problems related to temperature, such as electromigration, mismatch of bias currents and voltages, etc., arise and might have critical effects on the circuit behavior. The high cost of these circuits requires the designer to validate the electro-thermal behavior of circuits prior to manufacturing. To meet this need, an accurate and reliable electro-thermal simulator should be available. Moreover, due to the extreme complexity of these circuits, it is wise for such a simulator to be compliant with high level modeling approach. The objective of this thesis is to develop such a simulator. The proposed solution integrates the simulator in the broadly used CAD environment for integrated circuits Cadence®. The need of accurate results led us to develop a new methodology specific to high level electro-thermal modeling. This manuscript is split in two major parts. In the first one, the approach to implement the simulator is detailed. Then, in the second part, the operation principle of the simulator and the modeling method implementation are detailed and validated.

La structure des pôles espoirs se caractérise par l’hébergement d’une formation sportive de haut niveau au sein même de la formation scolaire. Si les travaux sur la formation d’un sportif d’élite sont nombreux, l’essentiel des études est focalisé sur la socialisation à la performance sportive indépendamment de la socialisation scolaire. La présente recherche vise à équilibrer le regard entre le travail scolaire et le travail sportif dans le cadre d’une approche interactionniste des mondes sociaux en référence aux travaux de Becker (1982) et Strauss (1988). Elle s’appuie sur une enquête ethnographique de plus de trois ans réalisée dans deux pôles espoirs (rugby et natation synchronisée) choisis pour leurs structures similaires (internat, implantation urbaine) et surtout leurs caractéristiques différenciées (marquage genré, cultures sportives contrastées). Elle est complétée par 18 entretiens de recherche approfondis auprès d’élèves-sportifs, entraîneurs, professeurs et médecins. Il s’agit d’étudier ce que font concrètement les acteurs pour articuler le monde sportif au monde scolaire. Le pôle espoir est ainsi appréhendé comme une organisation dynamique et négociée au sein de laquelle le monde du sport de haut niveau et le monde de l’école sont amenés à interagir, à s’entrecroiser, voire à se chevaucher. Faire l’hypothèse de l’existence de mondes différenciés au sein d’un pôle espoir permet de saisir au travers de heurts et de négociations des conceptions singulières des situations dans lesquelles les acteurs sont engagés. Outre les temps ordinaires, la recherche accorde une attention particulière aux temps d’épreuve : blessures, contre-performances sportives, difficultés scolaires. En suspendant le rapport à l’évidence, ces temps d’épreuve vont permettre de mettre en exergue les logiques habituellement à l’œuvre, de révéler les ajustements mis en place par les différents acteurs (professeurs, directeur d’établissement, entraîneurs, mais aussi élèves-sportifs). L’ordre au sein d’un pôle espoir n’est pas seulement déterminé par les rôles dévolus à chacun et les règles qui les encadrent, mais par des interactions complexes, des négociations, des types de figuration (Goffman, 2003) des acteurs. La thèse donne accès à une représentation moins mécaniste et plus dynamique du fonctionnement des pôles espoirs, et met en lumière les investissements et négociations par lesquels s’instaure un déséquilibre au profit des activités sportives, que ce soit dans les temps ordinaires, comme dans les temps d’épreuve. L’approche en termes de mondes sociaux conduit à prendre en compte le travail de la famille et à introduire le monde de la santé pour comprendre l’articulation des activités étudiées. Par leur circulation entre les mondes et les différents types de figuration auxquelles ils sont contraints, les jeunes élèves-sportifs, s’avèrent des acteurs majeurs dans l’articulation des activités scolaires et sportives. Enfin les perspectives professionnelles et les systèmes de valeurs des disciplines sportives entraînent des ajustements différents auxquels l’étude approfondie des deux cas permet d’accéder. / The structure of the « pôle espoir » is characterized by hosting a training of elite sport within school education. There are many researches about the formation of an elite athlete, but most of the studies are focused on the socialization to athletic performance regardless of school socialization. This research aims to balance the look between school work and sports work as part of an interactionist approach of the social worlds in reference to the work of Becker (1982) and Strauss (1988). It relies on an ethnographic survey of more than three years, conducted in two “pôles espoirs” (rugby and synchronized swimming) chosen for their similar structures (boarding school, urban settlement) and especially their differentiated characteristics (gendered marking, contrasting sports cultures). It is supplemented by 18 in-depth research interviews with students-athletes, coaches, teachers and doctors. We want to study what the actors actually do to articulate the sport world and the school world. The “pôle espoir” is understood as a dynamic and negotiated organization in which the world of elite sport and the school world interact, intersect and even overlap. We make the hypothesis that there are differentiated worlds in a “pôle espoir”, it allow us to capture, through clashes and negotiations, singular designs of the situations in which actors are engaged. In addition to ordinary time, the research pays particular attention to the time of trial: injuries, poor performances, academic difficulties. These times of trial help to highlight the usual logic and reveal the adjustments implemented by the different actors (teachers, school director, coaches, but also students-athletes). The social order in a “pôle espoir” is not only determined by gender roles and the rules governing them, but by complex interactions, negotiations, types of figuration (Goffman, 2003). The thesis shows a representation less mechanistic and more dynamic of “pôles espoirs”. It highlights the investments and negotiations that create an imbalance in favour of the sport world, in ordinary times, as well as in time of trial. The social worlds approach allows us to take into account the work of the family and introduce the world of health to understand the articulation of the activities. By their movement between the worlds and the different types of representation to which they are forced, young students-athletes are major players in the articulation between school and sports activities. The career prospects and values of sports systems result in different adjustments.

L'augmentation de la complexité des systèmes hétérogènes a conduit à l'apparition d'une nouvelle méthode de conception et de validation. Cette approche qui s'appuie sur un flot de conception descendant s'inspire des méthodes utilisées dans le domaine numérique. Dans cette thèse, nous avons développé une approche permettant de qualifier le plan de vérification utilisé lors de la validation de conception et d'améliorer le test matériel des systèmes AMS&RF. L'originalité de notre approche est d'utiliser une description comportementale du système pour la qualification et la génération des stimuli de test. En effet, les méthodes de test actuelles utilisant les descriptions niveau composant ne sont pas adaptées au test de systèmes complexes. En utilisant ce concept, au cours de cette thèse la plateforme PLASMA, PLAteforme pour la qualification et la génération de stimuli pour test de Systèmes Mixtes et Analogiques, a été développée. Cette plateforme est en particulier conçue pour le test des systèmes AMS&RF. PLASMA a été validée sur un émetteur/récepteur W-CDMA intégré conçu par ST Microelectronics.

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Cette étude présente : 1) une définition "isomorphique des langages" afin d'établir un langage machine (LM) de la machine langage de haut niveau (LHN); 2) un traducteur isomorphe de cette machine LHN. Le langage I-Pascal est analysé dans le cadre de ce formalisme et le traducteur isomorphe de Pascal est construit sur la syntaxe modifiée en cherchant une possibilité de réalisation par des modules matériels, éventuellement par des systèmes VLSI

Ce travail de thèse porte sur la problématique de conception et de réalisation dun microsystème multicapteurs communicant pour une application Génie Civil. Il présente et définit la problématique de recherche et de développement de nouvelles générations doutils pour la conception système et traite conjointement un exemple dapplication proposant notamment une solution de mesure de micro-déplacement sur site. Il a associé le LAAS-CNRS et EDF R&D. Nous faisons dabord le point sur la dynamique de développement microsystème et rappelons les méthodes de conception et dintégration de systèmes à base de composants COTS. Le projet qui nous concerne est ensuite présenté et analysé par la méthode de lanalyse du besoin pour établir un cahier des charges, porte dentrée de la démarche générale de conception. Cette étude montre, sur lexemple proposé, les étapes que nous avons conduites pour atteindre le stade des spécifications validées. La méthodologie de conception amont proposée associe la démarche Top-Down et SysML pour réduire au maximum le lien entre le cahier des charges et la première représentation modélisée du système. Cette modélisation amont, indépendante de limplémentation, est effectuée sous loutil HiLeS et ouvre la voie de la première vérification du système, par le biais de la logique temporelle. Ensuite, les choix dagrégation, de sélection et dimplémentation des composants sont décrits et permettent daboutir à la modélisation fonctionnelle sous VHDL-AMS et au prototypage virtuel. Enfin, ce travail présente les étapes dintégration et les choix de composants qui mènent au prototype réel. Une première validation de ce prototype réalisé est effectuée par des mesures sur site.

ALORS QUE LA PRATIQUE REGULIERE DE L'ACTIVITE PHYSIQUE ENTRAINE DE NOMBREUX BENEFICES, LE SPORTIF DE HAUT NIVEAU DEVELOPPE PLUS FREQUEMMENT DES CONDUITES A RISQUE SUCEPTIBLES DE MENACER SA SANTE. EN PARTICULIER, L'UTILISATION DE PRODUITS HORMONAUX (GLUCOCORTICOIDES, HORMONE DE CROISSANCE) ET LES TROUBLES DU COMPORTEMENT ALIMENTAIRE PEUVENT ALTERER LE FONCTIONNEMENT DES AXES CORTICOTROPES, SOMATOTROPE ET DU REMODELAGE OSSEUX.<br />LA PHYSIOPATHOLOGIE DE CES AXES AYANT ETE PEU ETUDIEE CHEZ LES SPORTIFS DE HAUT NIVEAU, L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL A ETE D'EN REALISER UN ETAT DES LIEUX A L'AIDE DE DOSAGES PLASMATIQUES.<br />AINSI, LES CORTISOLEMIES BASSES AVAIENT UNE FORTE VALEUR PREDICTIVE D'INSUFFISANCE SURRENALIENNE ET REFLETAIENT LA PRISE RECENTE DE GLUCOCORTICOIDES. LA SURVENUE D'INSUFFISANCE SURRENALIENNE CHEZ 90% DES SPORTIFS QUI AVAIENT EU UNE INFILTRATION LOCALE DE GLUCOCORTICOIDES A CONFIRME CE CONSTAT. EN COMPLEMENT, LES CORTISOLEMIES ELEVEES FONT DISCUTER LES MECANISMES PHYSIOLOGIQUES (ADAPTATIONS PROVOQUEES PAR LA PRATIQUE INTENSIVE DU SPORT) OU PHYSIOPATHOLOGIQUE (DEFICIT CALORIQUE OU DOPAGE HORMONAL).<br />L'ANALYSE DE LA FONCTION SOMATOTROPE DANS DES DISCIPLINES SPORTIVES DIFFERENTES A REVELE QUE LES VALEURS BASALES ETAIENT COMPARABLES A CELLES DE SUJETS NON SPORTIFS DU MEME AGE. DE MEME, L'ETUDE REALISEE CHEZ DES FEMMES CYLSITES ELITE A MONTRE QUE LA DENSITE MINERALE OSSEUSE ETAIENT COMPARABLES A CELLE DE LA POPULATION GENERALE.<br />AINSI, L'ETUDE DE LA FONCTION HORMONALE BASALE EST PERTINENTE DANS LE SUIVI DES SPORTIFS DE HAUT NIVEAU. TOUTE VALEUR ANORMALE DOIT ETRE CONSIDEREE COMME PATHOLOGIQUE ET FAIRE SUSPECTER LA PRISE DE PRODUIT DOPANT ET/OU UN DESEQUILIBRE ENERGETIQUE.