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Résultats / Travaux
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Etude et consolidation des propriétés sécuritaires des technologies Si émergentes
Avec la croissante sollicitation des circuits embarqués pour exécuter des applications de sécurité (cartes à puce, modules de paiements sans contact dans un téléphone mobile, il est important d'améliorer, de manière intrinsèque, la résistance des circuits intégrés face aux attaques physiques (comme les attaques par analyse de la consommation, des émissions électromagnétiques, par injection de fautes) qui permettent d'en extraire des secrets ou données stockées. Dans cette thèse, nous caractériserons les propriétés sécuritaires de certaines des technologies ?du futur' en cours de développement dans les laboratoires du Leti. L'objectif sera de mettre en évidence, à travers des études expérimentales, dans quelle mesure ces technologies émergentes peuvent rendre les futurs circuits intégrés plus robustes aux attaques physiques ou au contraire d'identifier les principales failles desdites technologies face aux attaques physiques afin de les réduire ou les supprimer par conception.
Voir le résumé de l'offreEtude et Conception d'un C?ur de Processeur Asynchrone Ultra Basse Consommation pour les Réseaux de Capteur
Après l'avènement de « l'internet pour tous », s'ouvre l'ère de « l'internet des objets », où les objets du quotidien embarqueront des micro-systèmes, afin de surveiller, informer, alerter. De nombreuses applications s'ouvrent pour ces réseaux de capteurs : surveillance médicale, d'installation industrielle, de l'environnement, domotique, etc. L'un des grands enjeux technique est l'ultra basse consommation, afin que ces capteurs soient autonomes en énergie, par récupération d'énergie ou par micro-batterie. Dans cette thèse, il est proposé d'appliquer les techniques de conception en logique asynchrone (sans horloge), afin de concevoir un c?ur de microcontrôleur ultra basse consommation adapté à ce type d'application. L'asynchrone offre des propriétés intéressantes pour ce type d'application : robustesse vis-à-vis des conditions de fonctionnement, basse consommation, phases d'extinction et de réveil rapides et efficaces. Dans le sujet de thèse, il sera demandé au candidat de : - Proposer une architecture de c?ur de processeur adapté à la classe d'application visée, avec des innovations architecturales (jeu d'instruction, encodage des données, arithmétique, etc.), - Proposer des mécanismes efficaces de contrôle de consommation, avec réveil et extinction, afin d'offrir réactivité et calcul à cout énergétique minimum dans une large gamme de tension, - Concevoir le c?ur avec des outils CAO spécifiques à la logique asynchrone, en visant une techno. CMOS avancée (ex. FDSOI 20nm, offrant basse conso. et large gamme de tension), - Participer à l'intégration du c?ur dans un système complet, avec sa réalisation silicium, - Mesurer et comparer les performances obtenues avec l'état de l'art, - Valoriser les travaux de recherche par des brevets et publications. La thèse se déroulera au sein du laboratoire LETI/DACLE/LISAN qui conçoit des architectures numériques, avec une forte expertise en logique asynchrone et technologie avancée ; et se fera en lien avec d'autres laboratoires afin de s'interfacer avec les autres éléments du système (RF, capteurs, récupération d'énergie, logiciel embarqué).
Voir le résumé de l'offreOptimisation des protocoles de communications et micro-architecture associée de réseau sur puce optique sous contraintes thermiques
Au vu de besoins toujours croissants en bande-passante entre processeurs et mémoires dans les architectures massivement parallèles pour le calcul haute-performance et les serveurs de données, le CEA-Leti s'intéresse à l'utilisation de réseaux optiques entre puces de calcul et puces mémoire sur interposeur silicium. Dans ce cadre, il apparaît nécessaire de garantir des liens électro-optiques fiables entre puces CMOS quelles que soient les distributions d'alimentation et de température dans le boîtier. Les modulateurs optiques sur silicium de faibles dimensions qui doivent être mis en ?uvre présentent notamment une grande sensibilité thermique. Cette thèse a ainsi pour objectifs de proposer des mécanismes de régulation thermique, des protocoles de calibration du lien électro-optique en fonction de la qualité du signal, et des contre-mesures architecturales telles qu'une redondance spatiale et temporelle, et une reconfiguration dynamique de l'encodage des données.
Voir le résumé de l'offreArchitectures et circuits de transmission sans fil dans les fréquences sub-THz
Le travail de recherche a pour but de réaliser une chaîne d'émission-réception sans fil dans les bandes de fréquences sub-THz. Les débits de transmission visés sont au delà de 20 Gb/s. Les transmetteurs seront fabriqués en technologies Silicium (CMOS ou BiCMOS avancées) et intégreront également les antennes d'émission et de réception. Pour cela, dans un premier temps il sera nécessaire d'identifier les bandes de fréquences disponibles (120 GHz / 240 GHz) et étudier des régulations associées. Un panorama des technologies CMOS et BiCMOS disponibles sera également fait afin d'adapter la conception des transmetteurs à ces fréquences. Des études d'architecture niveau système, des modulations possibles et du traitement du signal en large bande seront nécessaires afin d'identifier les architectures les plus propices pour chaque technologie. Des bilans de liaison permettront de spécifier globalement les transmetteurs et leurs blocks individuels. Finalement, les circuits front-end RF seront conçus et réalisé en technologie CMOS ou BiCMOS. Le candidat utilisera et/ou développera des outils de simulations tels que ADS, Fasyle, Matlab et CADENCE. Il est nécessaire d'avoir de bonnes bases sur les systèmes de télécommunications sans fil, la conception de circuits intégrés en technologies Silicium (CMOS ou BiCMOS) et de bien maîtriser le domaine des microondes.
Voir le résumé de l'offreAlgorithmes de Radiolocalisation Adaptés à un Récepteur Ultra Large-Bande Multi-Doigts et Multi-Antennes à Haute Précision Temporelle
En autorisant de nouveaux services centrés sur l'utilisateur mobile (surveillance/inventaire intelligent de biens personnels depuis un smartphone, navigation contextuelle à l'intérieur des bâtiments, etc.), les fonctions de radiolocalisation apportées récemment aux réseaux sans-fil sont en passe de modifier en profondeur nos usages du quotidien. La révolution attendue pourrait même être de l'ampleur de celles qui ont accompagné jadis l'apparition du GSM ou de la navigation GPS automobile. Dans ce contexte, un récepteur de signaux radio impulsionnels IR-UWB (i.e. couvrant une ultra-large bande de fréquences) multi-doigts (RAKE) a été récemment intégré avec succès. Peu gourmand en énergie (consommation moyenne de quelques dizaines de mW), ce dernier permet la détection de signaux de faible puissance, tout en assurant des débits d'information adaptables (<50Mbp) en fonction de la portée (jusqu'à plusieurs centaines de mètres). Une autre particularité réside dans sa capacité à mesurer précisément les temps d'arrivée (TOA) des impulsions transmises, sans nécessiter un échantillonnage rapide du signal reçu. Cette solution peut en théorie estimer des distances entre dispositifs avec une précision de l'ordre de quelques centimètres seulement. L'ajout d'antennes multiples en émission et/ou réception doit aussi permettre d'améliorer la portée, ainsi que d'estimer conjointement des métriques de localisation temporelles et angulaires. Malheureusement, dans des cas non-contrôlés d'utilisation indoor (dispositif radio à la main ou en poche), les conditions réelles de propagation jouent un rôle déterminant sur les performances de localisation. En pratique, l'obstruction des liens radio par le(s) corps ou les murs, ainsi qu'une orientation défavorable du dispositif, donnent lieu à l'apparition d'erreurs significatives sur les distances mesurées. La corrélation spatiale des trajets multiples reçus, ainsi que le caractère très sporadique des cas les plus sévères d'obstruction, peuvent toutefois être exploités en vue d'améliorer les performances de localisation. Dans ce travail de thèse, on se propose de concevoir de nouveaux algorithmes de radiolocalisation pour tirer profit des spécificités d'un tel système IR-UWB à très haute précision temporelle. En particulier, on ira dans le sens d'une meilleure exploitation des trajets multiples résolus au niveau des différents doigts du récepteur. On cherchera aussi à bénéficier du déploiement d'antennes multiples, tant au niveau des n?uds fixes (stations de base) que des mobiles. Un objectif sera de garantir des performances de localisation équivalentes à celles idéalement atteintes en situation de visibilité radio. Il s'agira aussi de se doter de nouvelles fonctions connexes de détection (d'obstruction, d'attitude ou d'ambigüité).
Voir le résumé de l'offreEtude de la réponse d'une chambre d'ionisation à pression variable pour la mesure de radiopharmaceutiques
Le laboratoire National Henri Becquerel (LNHB) du Commissariat à l'Energie Atomique (CEA) est le laboratoire national de métrologie dans le domaine des rayonnements ionisants. A ce titre il assure le développement, le maintien et le transfert des références nationales pour les unités du système international à savoir le becquerel et le gray. Les chambres d'ionisation cylindriques à puits sous pression font partie des instruments de mesure étalonnés au LNHB et transférés aux utilisateurs. Ces instruments (appelés également activimètres) sont largement utilisés notamment en médecine nucléaire afin de déterminer l'activité injectée au patient dans le cadre d'examens comme la scintigraphie. Une des difficultés rencontrées dans les services de médecine nucléaire est l'accès aux coefficients d'étalonnage adaptés aux conditions cliniques de mesure d'activité des radiopharmaceutiques. Le travail de thèse comporte trois étapes. La première étape consiste au suivi de la réalisation d'une chambre d'ionisation (aux dimensions maîtrisées) puis à la détermination expérimentale des coefficients d'étalonnage pour des radiopharmaceutiques dans diverses géométries adaptées aux conditions cliniques. Ces mesures seront réalisées pour trois gaz porteurs différents (azote, argon, xénon) à une valeur de pression maîtrisée. La deuxième étape consiste à la détermination, par calcul, de ces coefficients d'étalonnage à l'aide de la simulation Monte Carlo. Enfin, les coefficients déterminés par calcul seront confrontés à ceux déterminés expérimentalement au cours de la dernière étape.
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