Une architecture programmable de traitement des impulsions zéro-temps mort pour l'instrumentation nucléaire
Auteur / Autrice : | Yoann Moline |
Direction : | Michel Paindavoine, Mathieu Thevenin |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Informatique |
Date : | Soutenance le 16/12/2015 |
Etablissement(s) : | Dijon |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire d'Etude de l'Apprentissage et du Développement (LEAD) (Dijon ; 1989-....) |
Jury : | Président / Présidente : Philippe Coussy |
Examinateurs / Examinatrices : Gwenolé Corre, Paolo Mutti | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Bertrand Granado, Marc Winter |
Résumé
Dans l'instrumentation nucléaire, les architectures de traitement numérique du signal doivent faire face à la nature poissonienne du signal, composée d'impulsions d'arrivées aléatoires qui imposent aux architectures actuelles de travailler en flux de données. En effet, si le débit d'impulsion est trop élevé, les besoins en temps réel impliquent de paralyser l'acquisition du signal durant le traitement d'une impulsion. Durant ce délai, appelé temps mort, des impulsions peuvent être perdues. Cette contrainte conduit les architectures actuelles à utiliser des solutions dédiées à base de FPGA. Les utilisateurs finaux doivent cependant pouvoir mettre en oeuvre un large éventail d'applications sur un nombre de canaux d'acquisition qui varie. Ce besoin en flexibilité conduit à proposer une architecture programmable (C, C ++). Cette thèse présente une architecture numérique « dirigée par les impulsions » qui répond à ces contraintes. En premier lieu, cette architecture se compose d'extracteurs d'impulsions capables d'extraire de façon dynamique les impulsions en fonction de leur taille pour n'importe quel type de détecteur délivrant des impulsions. Ces impulsions sont ensuite distribuées sur des unités fonctionnelles programmables (FU) indépendante. Ces FUs gèrent l'arrivée d'événements aléatoires et des durées d'exécution de programme non-déterministes. Le simulateur de l'architecture est développé en SystemC au cycle d'horloge près. Il montre des résultats prometteurs en termes de passage à l'échelle, tout en maintenant le zéro-temps mort. Cette architecture permet d'embarquer de nouveaux algorithmes de traitement des impulsions traditionnellement utilisés hors ligne.