L'ingénierie des modèles (IDM) a depuis très largement démontré sa pertinence dans les développements logiciels; restait alors à démontrer son applicabilité dans le développement de tout système d'information. Aujourd'hui, de nombreuses expérimentations montrent avec plus ou moins de succès que l'IDM peut parfaitement supporter d'autres domaines comme le domaine du co-design ou celui de l'ingénierie des processus.Dans le domaine du co-design, les activités de conception consiste essentiellement à concevoir et analyser des systèmes implantées sur des plateformes spécifiques (SoC, MPSoC, NoC, etc.): cela nécessite l'utilisation de langages dédiés permettant de représenter : les constituants du système ou de la plateforme, les contraintes non fonctionnelles, les allocations spatio-temporelles des blocs du système sur la plateforme, les analyses qui découlent des choix d'allocation. Le langage de modélisation généraliste UML (Unified Modeling Language) ne pouvait que très difficilement satisfaire de tels besoins. C'est pourquoi l'OMG (Object Management Group) a standardisé une extension d'UML dédiée à la conception et l'analyse de systèmes embarqués temps réel (MARTE). L'objectif premier de cette thèse est de proposer une méthodologie de conception de SoPC (System-on-Programmable-Chip) basée sur l'utilisation de modèles qui fait la synthèse des approches proposées par les communautés de l'ESL et de l'IDM.Aussi avons-nous poussé la réflexion sur les manières de capitaliser au mieux notre méthodologie et sur sa mise en œuvre dans l'élication des processus de co-design. C'est la raison pour laquelle, après avoir fait une étude sur la formalisation des processus de développement, nous avons trouvé opportun de proposer notre propre extension du langage SPEM (Software and System Process Engineering Modeling), standardisé par l'OMG, afin d'y intégrer des concepts manquants, essentiels à notre sens à la représentation des processus IDM de co-design. / The relevancy of the Model Based Approach (MBE) applied in the field of software engineering has been widely demonstrated though several experiments. In the field of co-design, business activities are mainleny design and analysis activities of complex systems implemented into chips (SoC - System-on-Chip) or reprogrammable chip (SoPC) - System-on-Programmable-Chip). Those activities require dedicated languages and tools allowing capture of : system or platform components, non-functional properties, allocation of system blocks onto the platform, either into space or into time, subsequent analysis to allocation choices. The Unified Modeling Language (UML) is a general purpose language that does not fit to such activities. That is why the OMG has standardized a UML profile dedictated to design and analysis of Real-Time Embedded Systems (MARTE). Associated to such language, on of the goal of this thesis is to propose a clear methodology that make benefits of both MBE and Electronic System Level (ESL) techniques. Beneath the simple proposition of an MBE/ESL methodology, another goal of this thesis is to propose a better capitalization of methodology rules allowing a continuous maturity of processes. That is why we found relevant to propose an extension to SPEM in order to introduce missing concepts to acheive our goals.

Récemment le domaine du traitement de l'image, de la vidéo, et l'audio a connu plusieurs évolutions importantes au niveau des algorithmes et des architectures. L'une de ces évolutions est l'apparition du nouveau standard ISO/IEC de compression d'image JPEG2000 qui succède à JPEG. Ce nouveau standard présente de nombreuses fonctionnalités et caractéristiques qui lui permettent d'être adapté à une large panoplie d'applications. Mais ces caractéristiques se sont accompagnées d'une complexité algorithmique beaucoup plus élevée que JPEG et qui le rend très difficile à optimiser pour certaines implémentations ayant des contraintes très sévères en terme de surface, de temps d'exécution ou de consommation d'énergie ou de l'ensemble de ces contraintes. L'une des étapes clé dans le processus de compression JPEG2000 est le codeur entropique qui constitue à lui seul environ 70% du temps de traitement global pour la compression d'une image. Il est donc essentiel d'analyser les possibilités d'optimisation d'implémentations de JPEG2000. Les circuits FPGA sont aujourd'hui les principaux circuits reconfigurables disponibles sur le marché. S'ils ont longtemps été utilisés uniquement pour le prototypage des ASIC, ils sont aujourd'hui en mesure de fournir une solution efficace à la réalisation matérielle d'applications dans de nombreux domaines. Vu le progrès que connaît l'industrie des composants FPGA du point de vue capacité d'intégration et fréquence de fonctionnement, les architectures reconfigurables constituent aujourd'hui une solution efficace et compétitive pour répondre aussi bien aux besoins du prototypage qu'à ceux des implémentations matérielles. Dans ce travail nous proposons une démarche pour l'étude des possibilités d'implémentations de JPEG2000. Cette étude a débuté avec l'évaluation d'implémentations logicielles sur plateformes commerciales. Des optimisations logicielles ont été ajoutées en utilisant des librairies SIMD spécialisées exploitant du parallélisme à grain fin. Suite à cette première étude on a réalisé une implémentation matérielle d'un bi codeur entropique sur FPGA qui a servi comme coprocesseur pour deux plateformes distinctes l'une étant une machine hôte et l'autre un système industriel embarqué. Suite à cette étape nous avons fait évoluer l'implémentation en passant à une deuxième approche qui est l'approche système sur puce programmable. Dans cette dernière partie nous avons effectué le partitionnement matériel/logiciel du codeur entropique sur FPGA, puis une implémentation multi codeur a été réalisée sur FPGA et utilisée comme coprocesseur sur puce pour la création d'un système sur puce programmable. Ces différents travaux ont permis de couvrir une partie de l'espace des applications que JPEG2000 peut cibler. En même temps ces implémentations donnent une vue globale sur les possibilités des implémentations de JPEG2000 ainsi que leurs limites. De plus cette étude représente un moyen pour décider de l'adéquation architecture application de JPEG2000.