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Contribution à la méthodologie de conception système : application à la réalisation d'un microsystème multicapteurs communicant pour le génie civil

Maurice, Rémy (2005) Contribution à la méthodologie de conception système : application à la réalisation d'un microsystème multicapteurs communicant pour le génie civil. (Contribution to system design methodology : a possible design solution for a multisensor microsystem for civil engineering.)

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Abstract

Ce travail de thèse porte sur la problématique de conception et de réalisation d'un microsystème multicapteur communicant pour une application Génie Civil. Ces travaux ont associé le LAAS-CNRS et EDF R&D. Il présente et définit la problématique de recherche et de développement de nouvelles générations d'outils pour la conception système et traite conjointement un exemple d'application proposant notamment une solution de mesure de microdéplacement sur site. Ce manuscrit fait d'abord le point sur la dynamique de développement microsystème et rappelle les méthodes de conception et d'intégration de systèmes à base de composants COTS. Le projet qui nous concerne est ensuite présenté et analysé par la méthode de l'analyse du besoin pour établir un cahier des charges, porte d'entrée de la démarche générale de conception. Il montre, sur l'exemple proposé, les étapes que nous avons conduites pour atteindre le stade des spécifications validées. La méthodologie de conception amont proposée associe la démarche Top-Down et SysML pour réduire au maximum le lien entre le cahier des charges et la première représentation modélisée du système. Cette modélisation amont, indépendante de l'implémentation, est effectuée sous l'outil HiLeS et ouvre la voie de la première vérification du système, par le biais de la logique temporelle. Ensuite, les choix d'agrégation, de sélection et d'implémentation des composants sont décrits et permettent d'aboutir à la modélisation fonctionnelle sous VHDL-AMS et au prototypage virtuel. Enfin, ce travail présente les étapes d'intégration et les choix de composants qui mènent au prototype réel. Une première validation de ce prototype réalisé est effectuée par des mesures sur site. ABSTRACT : The study described in this thesis focuses on the design and realisation of a wireless multisensor microsystem for Civil Engineering. It defines the problem associated with the realisation of a new generation of system design tools. A possible solution is presented and used for the design of an autonomous micro-displacement measuring system. This microsystem has been developed in a joint collaboration between the LAAS-CNRS and EDF R&D. Initially, this manuscript examines the trends in microsystem development and points out the methods of design and integration of systems containing COTS components. The aim of this project is then presented and analysed using the requirement analysis method in order to establish the specifications of the micro-displacement measuring system. These specifications are then utilised in the general design methodology. The proposed design methodology associates Top-Down and SysML approaches to fill the gap between the system specifications and the first system model. This high level model, which is independent of the implementation, is made using the HiLeS software tool and opens the way for the first system model verification, via temporal logic. Then, aggregation, selection, and implementation choices for components enable the functional modelling under VHDL-AMS and virtual prototyping. Finally, this work presents the component choices and the integration steps that have lead to the realisation of a prototype which has been validated by laboratory tests.

Department:Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes - LAAS (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Campo, Eric and Estève, Daniel
Uncontrolled Keywords:Prototypage virtuel - Conception microsystèmes - Analyse des exigences – Vérification haut niveau - VHDL-AMS - Système communicant. KEYWORDS : Virtual prototyping - Microsystem design - Requirement analysis - High level verification - VHDL-AMS - Autonomous system.
Subjects:Civil engineering industry, materials, structure
Electronics > Circuits design / Microelectronics and microsystems
Deposited On:16 January 2006

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