Etude et simulation d'un système sur puce radiofréquence pour les applications faible coût et faible consommation PDF Download
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Author: Nicolas Dehaese
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Languages : fr
Pages : 186
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Book Description
L'objet de ce travail de thèse a été l'étude et la simulation d'un système sur puce pour des applications faible coût, faible consommation. Dans un premier temps, à partir d'une étude bibliographique, un ensemble de critères d'aide à la définition d'une architecture radiofréquence pour de telles applications a été proposé. Une architecture pour une application propriétaire a alors été définie. En outre, un détecteur FSK asynchrone basé sur la technique ZIFZCD (Zero Intermediate Frequency Zero Crossing Demodulator) a été développé. L'adaptabilité de la solution architecturale retenue au standard 802.15.4 (ZigBee) a également été étudiée. Nous avons ensuite développé plusieurs plates-formes de modélisation de la chaîne de communication afin d'évaluer les performances du système (taux d'erreur sur les bits) en présence de différentes imperfections tout en optimisant le temps de calcul. Deux approches complémentaires ont été suivies. Une approche Top-Down (haut niveau vers bas niveau) a permis de proposer un premier dimensionnement de la chaîne et de déterminer un ensemble de contraintes sur différentes imperfections afin d'apporter un maximum d'informations aux concepteurs. Les caractéristiques simulées des blocs réalisés ont alors été détaillées et comparées aux recommandations systèmes. Une approche Bottom-Up (bas niveau vers haut niveau) a permis de valider la fonctionnalité de la chaîne en tenant compte des caractéristiques des éléments conçus au niveau transistor. En outre, cela a permis de valider la méthode de conception proposée dans la première partie de l'étude. Différentes contraintes sur les parties non décrites au niveau transistor ont enfin été établies
Author: Nicolas Dehaese
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Languages : fr
Pages : 186
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L'objet de ce travail de thèse a été l'étude et la simulation d'un système sur puce pour des applications faible coût, faible consommation. Dans un premier temps, à partir d'une étude bibliographique, un ensemble de critères d'aide à la définition d'une architecture radiofréquence pour de telles applications a été proposé. Une architecture pour une application propriétaire a alors été définie. En outre, un détecteur FSK asynchrone basé sur la technique ZIFZCD (Zero Intermediate Frequency Zero Crossing Demodulator) a été développé. L'adaptabilité de la solution architecturale retenue au standard 802.15.4 (ZigBee) a également été étudiée. Nous avons ensuite développé plusieurs plates-formes de modélisation de la chaîne de communication afin d'évaluer les performances du système (taux d'erreur sur les bits) en présence de différentes imperfections tout en optimisant le temps de calcul. Deux approches complémentaires ont été suivies. Une approche Top-Down (haut niveau vers bas niveau) a permis de proposer un premier dimensionnement de la chaîne et de déterminer un ensemble de contraintes sur différentes imperfections afin d'apporter un maximum d'informations aux concepteurs. Les caractéristiques simulées des blocs réalisés ont alors été détaillées et comparées aux recommandations systèmes. Une approche Bottom-Up (bas niveau vers haut niveau) a permis de valider la fonctionnalité de la chaîne en tenant compte des caractéristiques des éléments conçus au niveau transistor. En outre, cela a permis de valider la méthode de conception proposée dans la première partie de l'étude. Différentes contraintes sur les parties non décrites au niveau transistor ont enfin été établies
Author: Mathieu Périn
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Languages : fr
Pages : 248
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Book Description
LES TRAVAUX DE CETTE THÈSE PORTENT SUR L’ÉTUDE DES ARCHITECTURES DE SYSTÈMES ET DE CIRCUITS DES RÉCEPTEURS RADIOFRÉQUENCES À FAIBLE COURANT DE CONSOMMATION POUR DES APPLICATIONS AUTOMOBILES CIBLÉES, FONCTIONNANT DANS LES BANDES ISM INFÉRIEURES AU GIGAHERTZ. CES RÉCEPTEURS DOIVENT ÊTRE MULTISTANDARDS (ETSI, FCC, ARIB...) ET MULTICANAUX. LE COURANT DE CONSOMMATION DU RÉCEPTEUR, À L’EXCEPTION DE LA PARTIE NUMÉRIQUE, NE DOIT PAS EXCÉDER 10 mA, SOIT 40 % DE RÉDUCTION PAR RAPPORT À LA MOYENNE DE L’ÉTAT DE L’ART INDUSTRIEL PROPOSÉ EN DÉBUT DE CE TRAVAIL. EN SE BASANT SUR UN ÉTAT DE L’ART DES RÉCEPTEURS RF ET LA THÉORIE ASSOCIÉE A LEUR DIMENSIONNEMENT EN FONCTION DES SPÉCIFICATIONS ET DES PERFORMANCES VOULUES, DEUX STRATÉGIES DE RÉDUCTION DU COURANT DE CONSOMMATION SONT CONSIDÉRÉES. LA PREMIERE EMPLOIE UNE ARCHITECTURE HÉTÉRODYNE A RÉJECTION D’IMAGE, BASÉE SUR UNE STRUCTURE DE WEAVER À FILTRE POLYPHASE, OÙ LE COURANT DES BLOCS CRITIQUES EST OPTIMISÉ EN FONCTION DU CONTRÔLE DE GAIN PLACÉ EN TÊTE DU RÉCEPTEUR. LA SECONDE UTILISE UNE ARCHITECTURE A SOUS-ÉCHANTILLONNAGE QUI PERMET DE RÉDUIRE LE COURANT CONSOMMÉ PAR LE SYNTHÉTISEUR DE FRÉQUENCE. DANS LES DEUX CAS, DES FRONTAUX RF, COMPOSÉS D’ATTÉNUATEURS ET D’AMPLIFICATEURS FAIBLE BRUIT A GAIN PROGRAMMABLE NUMÉRIQUEMENT, SONT CONÇUS DANS DEUX TECHNOLOGIES DIFFÉRENTES DE NXP (BICMOS 0,25 μm AVEC UNE FRÉQUENCE DE TRANSITION DE 40 GHz ET CMOS 0,14 μm RF).
Author: Olivier Fourquin
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Languages : fr
Pages : 0
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Les systèmes radio impulsionnelle Ultra large bande (IR-ULB), de part la nature de leurs signaux et de leurs architectures, montrent des caractéristiques intéressantes pour concurrencer les technologies existantes (Zigbee, Bluetooth et RFID) pour certaines applications nécessitant un faible coût et une faible consommation de puissance. Dans ce contexte cette thèse évalue les potentialités des systèmes IR-ULB pour la réalisation d'objets communicants miniatures.En utilisant une technologie "System In Package" (SiP), des objets communicants ULB prototype intégrant une ou plusieurs puces CMOS et une antenne ULB directement réalisée sur le boîtier sont présentés dans la thèse. Les transitions entre le circuit imprimé et les puces sont réalisées avec des fils d'interconnexion ("wirebonding"). Les points d'étude de la thèse se focalisent particulièrement sur la mise en boîtier d'une puce ULB et sur la conception sur silicium de la tête radio fréquence d'un système ULB. La réalisation d'une interconnexion faible cout par "wirebonding" entre un circuit intégré ULB et son support est problématique aux fréquences utilisées en ULB (3-10 GHz) en raison des éléments parasites importants limitant sa bande passante. Pour obtenir une transition ne dégradant pas les signaux ULB, plusieurs méthodologies d'interfaçage sont proposées permettant de réaliser sans augmentation notable de cout une transition large bande entre le circuit intégré et le circuit imprimé du boîtier. L'intégration en technologie CMOS standard des éléments principaux constituant la tête radio fréquence d'un système ULB impulsionnel (LNA, détecteur d'impulsions et générateurs d'impulsions) est étudiée. L'intérêt d'un co-design entre le silicium et le circuit imprimé lors de la conception de ces éléments est mis en avant. L'intégration ainsi que la miniaturisation du système final dans une technologie SIP sont également présentées.
Author: Oussama Frioui
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Languages : fr
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Le développement de la radiocommunication sans fil et notamment, son explosion sur le marché grand public, a été rendu possible grâce au progrès du secteur de la microélectronique. En effet, l'intégration toujours croissante de fonctions au sein d'une même puce a permis le développement de ces nouvelles technologies basses consommations et à un moindre coût. Les travaux de recherche présentés dans ce manuscrit s'inscrivent dans le cadre de ces deux caractéristiques (faible coût et faible consommation). Nous avons donc développé deux solutions innovantes d'architectures radiofréquences : « half-complex » et « full-complex » en technologie CMOS. En effet, cette technologie représente la meilleure alternative car elle permet l'implémentation de fonctions RF analogique et numérique sur une même puce réduisant ainsi le coût du système.
Author: François Fadhuile-Crepy
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Les travaux de thèse présentés se situent dans le contexte de la conception de circuits intégrés en technologie CMOS avancée pour des applications radiofréquence à très faible consommation de puissance. Les circuits sont conçus à travers deux concepts. Le premier est l'utilisation du coefficient d'inversion qui permet de normaliser le transistor en fonction de sa taille et de sa technologie, ceci permet une analyse rapide pour différentes performances visées ou différentes technologies. La deuxième approche est d'utiliser un facteur de mérite pour trouver la polarisation la plus adéquate d'un circuit en fonction de ses performances. Ces deux principes ont été utilisés pour définir des méthodes de conception efficaces pour deux blocs radiofréquence : l'amplificateur faible bruit et l'oscillateur.
Author: Fabrice Roudet
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Languages : fr
Pages : 172
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Les nouvelles habitudes nées de la disponibilité à disposer de moyens de communication sans fil seront exprimés demain dans le monde industriel. Il en découlera de nouvelles opportunités de développement mais également de nouveaux challenges à résoudre : comment choisir la technologie de communication la mieux adaptée à un produit ? Comment améliorer la robustesse d’un système sans pénaliser son coût ? Ou encore comment concilier sécurité et interopérabilité ? ... Ce mémoire apporte une contribution au developpement d'un produit nécessitant d’établir une communication sans fil dans un environnement industriel hautement perturbé : une armoire électrique. Parmi toutes les technologies de communication sans fil existantes, c’est la RFID qui a été retenue. Bien qu’étant faite pour la traçabilité des objets, cette technologie présente plusieurs avantages pour notre application : téléalimentation, faible encombrement et bas coût. Après adaptation à notre environnement, nous avons détourné l’usage de la RFID afin d’utiliser les tags comme des « capteurs ».
Author: Manuel Camus
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Languages : fr
Pages : 173
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Le travail présenté ici s'inscrit dans la perspective du développement de modules électroniques à très faible coût et à très faible consommation pour les réseaux de capteurs sans fils (WSN). Il traite de la conception et du test d'une chaîne de réception RF compatible avec la norme IEEE 802.15.4 pour la bande ISM 2.4GHz. L'interface RF objet de notre étude inclue toutes les fonctions depuis l'antenne jusqu'au 1er étage du filtre analogique en bande de base, à partir duquel le gain devient suffisant pour masquer le bruit introduit par le reste de la chaîne de réception. Ce mémoire articulé autour de quatre chapitres, décrit toutes les étapes depuis la définition des spécifications de la chaîne de réception jusqu'à la présentation de ses performances, en passant par l'étude de son architecture et la conception de ses différents étages. Suite à l'étude de l'impact des interféreurs IEEE 802.15.4 et IEEE 802.11b présents dans la bande ISM 2.4GHz, une architecture utilisant une fréquence intermédiaire de 6MHz a été retenue. En outre, pour pouvoir répondre aux spécifications fixées, cette architecture est composée de plusieurs étages innovants ou originaux tels qu'un balun intégré trois accès, un amplificateur faible bruit sans inductance, un mélangeur passif piloté par un signal local (OL) à très faible rapport cyclique ainsi qu'un filtre bande de base optimisé en bruit et en linéarité. Intégré dans une technologie CMOS 90nm, ce récepteur occupe une surface de 0.07mm2, ou 0.23mm2 en incluant le balun intégré, qui représente une réduction de 70% par rapport à l'état de l'art des puces compatibles avec le standard IEEE 802.15.4. En prenant en compte la consommation dynamique de toute la chaîne de mise en forme du signal OL, la tête de réception précédemment décrite consomme seulement 4mA sous une tension d'alimentation de 1.35V. Enfin, en incluant le balun intégré, le gain est de 35dBv/dBm, le facteur de bruit de 7.5dB, l'IIP3 de -10dBm et la réjection d'image supérieure à 32dB. Ces performances placent ce récepteur parmi les récepteurs RF les plus performants pour cette application. Les nombreux principes mis en œuvre sont par ailleurs transposables à d'autres bandes de fréquences et à d'autres standards de communication.
Author: T. Okoshi
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 9789027726773
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 302
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Author: Norbert Streitz
Publisher: Springer
ISBN: 3540727272
Category : Computers
Languages : en
Pages : 314
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Book Description
This book examines how the computer, as we currently know it, will be replaced by a new generation of technologies, moving computing off the desktop and ultimately integrating it with real world objects and everyday environments. It provides a unique combination of concepts, methods and prototypes of ubiquitous and pervasive computing reflecting the current interest in smart environments and ambient intelligence.
Author: Preeti Ranjan Panda
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 144196388X
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 260
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Book Description
The Information and communication technology (ICT) industry is said to account for 2% of the worldwide carbon emissions – a fraction that continues to grow with the relentless push for more and more sophisticated computing equipment, c- munications infrastructure, and mobile devices. While computers evolved in the directionofhigherandhigherperformanceformostofthelatterhalfofthe20thc- tury, the late 1990’s and early 2000’ssaw a new emergingfundamentalconcern that has begun to shape our day-to-day thinking in system design – power dissipation. As we elaborate in Chapter 1, a variety of factors colluded to raise power-ef?ciency as a ?rst class design concern in the designer’s mind, with profound consequences all over the ?eld: semiconductor process design, circuit design, design automation tools, system and application software, all the way to large data centers. Power-ef?cient System Design originated from a desire to capture and highlight the exciting developments in the rapidly evolving ?eld of power and energy op- mization in electronic and computer based systems. Tremendous progress has been made in the last two decades, and the topic continues to be a fascinating research area. To develop a clearer focus, we have concentrated on the relatively higher level of design abstraction that is loosely called the system level. In addition to the ext- sive coverage of traditional power reduction targets such as CPU and memory, the book is distinguished by detailed coverage of relatively modern power optimization ideas focussing on components such as compilers, operating systems, servers, data centers, and graphics processors.
