Les travaux présentés dans cette thèse portent sur la modélisation, la spécification et la vérification des modèlesdes Systèmes sur Puce (SoCs) au niveau d’abstraction transactionnel et à un niveau d’abstraction plus élevé.Les SoCs sont hétérogènes: ils comprennent des composants matériels et des processeurs pour réaliser le logicielincorporé, qui est en lien direct avec du matériel. La modélisation transactionnelle (TLM) basée sur SystemCa été très fructueuse à fournir des modèles exécutables des SoCs à un haut niveau d’abstraction, aussi appelésprototypes virtuels (VPs). Ces modèles peuvent être utilisés plus tôt dans le cycle de développement des logiciels,et la validation des matériels réels. La vérification basée sur assertions (ABV) permet de vérifier les propriétés tôtdans le cycle de conception de façon à trouver les défauts et faire gagner du temps et de l’effort nécessaires pourla correction de ces défauts. Les modèles TL peuvent être sur-contraints, c’est-à-dire qu’ils ne presentent pastous les comportements du matériel. Ainsi, ceci ne permet pas la détection de tous les défauts de la conception.Nos contributions consistent en deux parties orthogonales et complémentaires: D’une part, nous identifions lessources des sur-contraintes dans les modèles TLM, qui apparaissent à cause de l’ordre d’interaction entre lescomposants. Nous proposons une notion d’ordre mou qui permet la suppression de ces sur-contraintes. D’autrepart, nous présentons un mécanisme généralisé de stubbing qui permet la simulation précoce avec des prototypesvirtuels SystemC/TLM.Nous offrons un jeu de patrons pour capturer les propriétés d’ordre mou et définissons une transformationdirecte de ces patrons en moniteurs SystemC. Notre mécanisme généralisé du stubbing permet la simulationprécoce avec les prototypes virtuels SystemC/TLM, dans lesquels certains composants ne sont pas entièrementdéterminés sur les valeurs des données échangées, l’ordre d’interaction et/ou le timing. Ces composants nepossèdent qu’une spécification abstraite, sous forme de contraintes entre les entrées et les sorties. Nous montronsque les problèmes essentielles de la synchronisation entre les composants peuvent être capturés à l’aide de notresimulation avec les stubs. Le mécanisme est générique; nous mettons l’accent uniquement sur les concepts-clés,les principes et les règles qui rendent le mécanisme de stubbing implémentable et applicable aux études de casindustriels. N’importe quel language de spécification satisfaisant nos exigences (par ex. le langage des ordresmou) peut être utilisé pour spécifier les composants, c’est-à-dire il peut être branché au framework de stubbing.Nous fournissons une preuve de concept pour démontrer l’intérêt d’utiliser la simulation avec stubs pour ladétection anticipée et la localisation des défauts de synchronisation du modèle. / The work presented in this thesis deals with modeling, specification and testing of models of Systems-on-a-Chip (SoCs) at the transaction abstraction level and higher. SoCs are heterogeneous: they comprise bothhardware components and processors to execute embedded software, which closely interacts with hardware.SystemC-based Transaction Level Modeling (TLM) has been very successful in providing high-level executablecomponent-based models for SoCs, also called virtual prototypes (VPs). These models can be used early in thedesign flow for the development of the software and the validation of the actual hardware. For SystemC/TLMvirtual prototypes, Assertion-Based Verification (ABV) allows property checking early in the design cycle,helping to find bugs early in the model and to save time and effort that are needed for their fixing. TL modelscan be over-constrained, which means that they do not represent all the behaviors of the hardware, and thus,do not allow detection of some malfunctions of the prototype. Our contributions consist of two orthogonal andcomplementary parts: On the one hand, we identify sources of over-constraints in TL models appearing due tothe order of interactions between components, and propose a notion of loose-ordering which allows to removethese over-constraints. On the other hand, we propose a generalized stubbing mechanism which allows the veryearly simulation with SystemC/TLM virtual prototypes.We propose a set of patterns to capture loose-ordering properties, and define a direct translation of thesepatterns into SystemC monitors. Our generalized stubbing mechanism enables the early simulation with Sys-temC/TLM virtual prototypes, in which some components are not entirely determined on the values of theexchanged data, the order of the interactions and/or the timing. Those components have very abstract speci-fications only, in the form of constraints between inputs and outputs. We show that essential synchronizationproblems between components can be captured using our simulation with stubs. The mechanism is generic;we focus only on key concepts, principles and rules which make the stubbing mechanism implementable andapplicable for real, industrial case studies. Any specification language satisfying our requirements (e.g., loose-orderings) can be used to specify the components, i.e., it can be plugged in the stubbing framework. We providea proof of concept to demonstrate the interest of using the simulation with stubs for very early detection andlocalization of synchronization bugs of the design.

Additive manufacturing (AM) is a quickly rising method of manufacturing due to its ability to increase design freedom. This allows the manufacturing of components not possible by traditional subtractive manufacturing. AM can greatly reduce lead time and material waste, therefore decreasing the cost and environmental impact. The adoption of AM in the aerospace industry requires strict control and predictability of the material deposition to ensure safe flights.  The method of AM for this thesis is Laser Metal Deposition with wire (LMD-w). Using wire as a feedstock introduces a potential problem, the material transfer from the wire to the substrate. This requires all process parameters to be in balance to produce a stable deposition. The first sign of unbalanced process parameters are the material transfer stabilities; stubbing and dripping. Stubbing occurs when the energy to melt the wire is too low and the wire melts slower than required. Dripping occurs when too much energy is applied and the wire melts earlier than required.  These two reduce the predictability and stability that is required for robust manufacturing.  Therefore, the use of thermal simulations to predict the material transfer stability for LMD-w using Waspaloy as the deposition material has been studied.  It has been shown that it is possible to predict the material transfer stability using thermal simulations and criterions based on preexisting experimental data. The criterion for stubbing checks if the completed simulation result produces a wire that ends below the melt pool. For dripping two criterions shows good results, the dilution ratio is a good predictor if the tool elevation remains constant. If there is a change in tool elevation the dimensionless slenderness number is a better predictor.  Using these predictive criterions it is possible to qualitatively map the process window and better understand the influence of tool elevation and the cross-section of the deposited material. / Additiv tillverkning (AT) är en kraftigt växande tillverkningsmetod på grund av sin flexibilitet kring design och möjligheten att skapa komponenter som inte är tillverkningsbara med traditionell avverkande bearbetning.  AT kan kraftigt minska tid- och materialåtgång och på så sett minskas kostnader och miljöpåverkan. Införandet av AT i flyg- och rymdindustrin kräver strikt kontroll och förutsägbarhet av processen för att försäkra sig om säkra flygningar.  Lasermetalldeponering av tråd är den AT metod som hanteras i denna uppsats. Användandet av tråd som tillsatsmaterial skapar ett potentiellt problem, materialöverföringen från tråden till substratet. Detta kräver att alla processparametrar är i balans för att få en jämn materialöverföring. Är processen inte balanserad syns detta genom materialöverföringsstabiliteterna stubbning och droppning. Stubbning uppkommer då energin som tillförs på tråden är för låg och droppning uppkommer då energin som tillförs är för hög jämfört med vad som krävs för en stabil process. Dessa två fenomen minskar möjligheterna för en kontrollerbar och stabil tillverkning.  På grund av detta har användandet utav termiska simuleringar för att prediktera materialöverföringsstabiliteten för lasermetalldeponering av tråd med Waspaloy som deponeringsmaterial undersökts. Det har visat sig vara möjligt att prediktera materialöverföringsstabiliteten med användning av termiska simuleringar och kriterier baserat på tidigare experimentell data. Kriteriet för stubbning kontrolleras om en slutförd simulering resulterar i en tråd som når under smältan.  För droppning finns två fungerande kriterier, förhållandet mellan svetshöjd och penetrationsdjup om verktygshöjden är konstant, sker förändringar i verktygshöjden är det dimensionslös ”slenderness” talet ett bättre kriterium.  Genom att använda dessa kriterier är det möjligt att kvalitativt kartlägga processfönstret och skapa en bättre förståelse för förhållandet mellan verktygshöjden och den deponerade tvärsnittsarean.