Grâce à l'évolution de la technologie des semi-conducteurs, aujourd'hui on peut intégrer sur une seule puce ce qu'on mettait sur plusieurs puces ou cartes il y a une dizaine d'années. Dans un futur proche, cette évolution permettra l'intégration de plus de 100 Mbits de DRAM et 200 millions de portes logiques dans la même puce. D'après les prévisions de l'association d'industrie de semi-conducteur et d'ITRS, les mémoires embarquées continueront de dominer la surface des systèmes monopuces dans les années qui viennent, à peu près 94 % de la surface totale en 2014.<br />La conception à base de réutilisation d'IP mémoire est survenue pour réduire le fossé entre cette grande capacité d'intégration et la faible production de mémoire. Cette solution peut être idéale dans le cas d'une architecture homogène où tous les éléments ont les mêmes interfaces et utilisent les mêmes protocoles de communication, ce qui n'est pas le cas pour les systèmes monopuces. Pour rendre cette solution efficace, le concepteur doit consacrer beaucoup d'efforts pour la spécification et l'implémentation des interfaces logiciel-matériel. Vu la pression du temps de mise sur le marché (" time to market "), l'automatisation de la conception de ces interfaces d'adaptation est devenue cruciale.<br />La contribution de cette thèse concerne la définition d'une méthode systématique permettant la conception des interfaces logiciel-matériel spécifiques aux mémoires globales. Ces interfaces correspondent à des adaptateurs matériels flexibles connectant la mémoire au réseau de communication, et à des pilotes d'accès adaptant le logiciel de l'application aux processeurs cibles. Des expériences sur des applications de traitement d'images ont montré un gain de temps de conception important et ont prouvé la flexibilité de ces interfaces ainsi que leur faible surcoût en surface et en communication.

Actuellement, la complexité des systèmes embarqués nécessite des nouvelles méthodologies de développement. Des méthodologies au niveau système sont proposées pour traiter la complexité, utilisant comme point de départ des descriptions de plus haut niveau qui au niveau transfert de registre (register transfer level - RTL). Les outils d'estimation de performance sont une importante partie des méthodologies au niveau système, parce qu'ils aident dans les décisions de projet dans les étapes initiales. Cette thèse propose des méthodes d'estimation de performance intégrées dans le flot de conception ROSES. En raison de l'augmentation du nombre des processeurs intégrés dans une puce, on nécessite de plus en plus des outils pour l'estimation de performance du logiciel. Pour guider la sélection du processeur au niveau de la spécification, on propose l'utilisation des réseaux neuronaux pour estimer rapidement la performance du logiciel. Après le raffinage des interfaces matériels et logiciels, on utilise des prototypes virtuels pour analyser la performance de l'architecture au niveau de bus fonctionnel. Le prototype virtuel est généré automatiquement a partir de la description ROSES, en permettent l'analyse de performance intégré des composants logiciel et matériel. La méthodologie proposée dans ce travail a été évalué par une étude de cas d'un encodeur MPEG4.

Les architectures multiprocesseurs de systèmes sur puce permettent de réaliser un nombre croissant de fonctions en logiciel, ce qui multiplie le nombre d'interfaces entre le logiciel et le matériel. Cette interface est représentée de différentes façons au sein des modèles, selon leur niveau d'abstraction : à haut niveau, un canal abstrait est utilisé ; plus près de l'implémentation, plusieurs composants d'adaptation et de communication composent l'interface. La conception assistée des systèmes multiprocesseurs repose donc sur la maîtrise de l'interface logiciel-matériel à plusieurs niveaux d'abstraction. Dans cette thèse, le concept de service est utilisé pour abstraire les caractéristiques de communication et de performance des interfaces. Une structure de données permet de capturer ces caractéristiques et de développer des outils d'analyse et de génération d'interfaces. Une étude de cas illustre l'exploration d'architecture par la génération de prototypes virtuels en SystemC.