Thèse soutenue

La méthode du recuit simulé pour la conception des circuits électroniques : adaptation et comparaison avec d'autres méthodes d'optimisation
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Auteur / Autrice : Gérard Berthiau
Direction : Patrick Siarry
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Électronique
Date : Soutenance en 1994
Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris

Résumé

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Le problème de l'optimisation des performances d'un circuit consiste à déterminer des valeurs acceptables pour les paramètres du circuit (résistances, géométries de transistors) qui satisfassent au mieux des critères de fonctionnement imposés (temps de montée, largeur de bande fréquentielle). Cette tache se ramène à un problème d'optimisation multidimensionnelle non linéaire et/ou multicritère: on doit alors minimiser des fonctions objectifs à n variables dans un domaine hyper rectangulaire, avec éventuellement des contraintes d'égalité et/ou d'inégalité. Un problème équivalent est celui de la caractérisation de modèles de composants. Dans ce cas, les variables d'optimisation sont les paramètres du modèle et l'on cherche à minimiser une fonction construite sur l'erreur entre la réponse du modèle et les mesures expérimentales effectuées sur le composant. La méthode d'optimisation retenue pour résoudre ce type de problème est la méthode du recuit simule. Cette méthode, issue de l'optimisation combinatoire, a été adaptée et comparée à d'autres méthodes d'optimisation globale pour les problèmes à variables continues. Une stratégie efficace de discrétisation des variables a été proposée. Un ensemble de tests d'arrêt complémentaires ont été mis au point. Les différents paramètres de la méthode ont été réglés à l'aide de fonctions analytiques dont les minimums sont connus, classiquement utilisées dans la littérature. Le recuit simulé a, ensuite, été couplé à un simulateur électrique ouvert SPICE-PAC, dont la structure modulaire permet l'enchainement des simulations nécessaires pour l'optimisation de circuit. En outre, nous avons mis au point, pour les problèmes comportant un grand nombre de variables (jusqu'à 100), une technique de partitionnement qui permet de conserver une proportionnalité entre le temps de calcul et le nombre de variables. A des fins de comparaison, nous avons adapté, pour ces problèmes en variables continues, trois autres méthodes d'optimisation combinatoire la méthode du seuil, un algorithme génétique et la méthode de recherche tabou les essais ont été effectues sur les mêmes fonctions tests et les résultats permettent une première comparaison entre les méthodes pour les problèmes à variables continues. Enfin, notre programme de recuit simulé a été applique au traitement de signaux neutroniques associés à des capteurs fortement bruyants