Intérêt et faisabilité des interconnexions radiofréquences : caractérisation électromagnétique du canal et études des modes d'accès

Interest and feasibility of RF interconnects : electromagnetic characterization of the channel, and study of modes of access

• Auteur / Autrice : Yves Constant Mombo Boussougou
• Direction : Fabrice Huret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Brest

Mots clés

Mots clés contrôlés

Circuits électroniques

Radiofréquences

Mots clés libres

Circuits intégrés

Circuit imprimé

Inetrconnexions radiofréquences

Modulation et multiplexage

Modélisation électromagnétique

Couplage capacitif et inductif

Co-simulation

Intra et inter puce

Résumé

Pour pallier les limitations des interconnexions classiques (puissance dissipée, débit), engendrées par l’augmentation des performances des systèmes, plusieurs solutions sont envisagées notamment dans l’ITRS. Citons notamment les interconnexions optiques, les interconnexions 3D et les interconnexions radiofréquences. Dans ce travail nous nous sommes intéressés aux interconnexions radiofréquences, utilisant des moyens de communication radiofréquence, offrant plusieurs avantages notamment en tenue de reconfigurabilité, de débit et de coût. Le but de ce travail est d’estimer l’intérêt et la faisabilité de cette approche à travers la caractérisation de différents canaux RF, et de l’étude de différents modes d’accès. Pour valider ce concept par la transmission simultanée de plusieurs bits d’information à l’aide d’une interconnexion RF, nous associons des canaux de transmission réalistes avec deux types de techniques d’accès multiple différents. Ainsi, pour des communications intra-puces, nous proposons l’utilisation d’un accès FDMA associé à un canal avec couplage capacitif. Malgré des résultats prometteurs, la complexité et la surface des circuits à réaliser semblent encore trop importantes pour valider cette approche pour des communications. En ce qui concerne le cas des communications inter-puces sur carte PCB, nous présentons un exemple utilisant une technique CDMA et un canal RF avec des transitions microruban-fente. Pour ce type d’application les résultats obtenus nous permettent de valider la topologie retenue et même de proposer l’architecture d’un circuit d’interface facilitant ce type de communications.

To overcome the limitations of conventional interconnects (power loss, data rate), caused by the increase in system performance, several solutions are being considered including in the ITRS. These include optical interconnects, 3D interconnects and radio frequency interconnects. In this work we focused on radio frequency interconnects, using radio frequency communication channels, providing several advantages especially in terms of reconfigurability, data rate and cost. The purpose of this study was to assess die desirability and feasibility of this approach through the characterization of different RF channels, and the study of different modes of access. To validate this concept by the simultaneous transmission of several bits of information using an RF interconnect, we combine realistic transmission channels with two types of different multiple access techniques. Thus, for intra-chip communications, we propose the use of FDMA access to a channel associated with capacitive coupling. Despite promising results, the complexity and the surface of the circuit to achieve seem ton important to validate this approach to communications. Regarding tire case of inter-chip communications on board PCB, we present an example using a CDMA and a RF channel with microstrip-slot transitions. For this application tire results allow us to validate die topology chosen to offer and even die architecture of an interface circuit to facilitate such communications.