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A new hardware abstraction-based radiofrequency design methodology : foundations and case studies

Lafi, Sabeur (2016). A new hardware abstraction-based radiofrequency design methodology : foundations and case studies. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

The need for radio systems is in growth due to the particular success of cellular and Wireless devices. On the one hand, the emergence of new applications and services raises consumer expectations regarding future radio systems’ performance. On the other hand, radio design is becoming more challenging due to multi-standard functionality, spectrum crowdedness and harsh operating environments. In order to keep pace with the emerging requirements, notable advances have taken place in digital design either in implementation technologies or in design approaches and tools. On the radiofrequency side, many promising technologies are being developed to enhance radio systems capability but little interest is dedicated to the improvement of design approaches and tools. To bridge this gap, several design challenges should be addressed especially in terms of productivity, design collaboration, automation and reuse as well as ensuring better technology insertion.

To tackle all these challenges, it is necessary to ameliorate the design approaches, overcome technology-dependence and raise the abstraction level in today’s radiofrequency design practice in order to decouple the radio functionality from the underlying technology. In the light of this observation, we dedicate this thesis to the elaboration of a new radiofrequency design methodology based on hardware abstraction. Its first section investigates the limitations of current RF design tools and approaches. The following one presents an alternative framework that tackles the issues of automation, design collaboration and reuse. The proposed framework is based on a comprehensive abstraction strategy that combines intensive modeling activity and handful abstraction mechanisms to enable higher design automation and agility. The last section is dedicated to the validation of the proposed framework through selected case studies.

Titre traduit

Nouvelle méthodologie basée sur l'abstraction matérielle pour la conception radiofréquence : bases et études de cas

Résumé traduit

Les dispositifs de communication sans fils connaissent une croissance soutenue due au succès et à la popularité des téléphones portables auprès du grand public. De plus, l’émergence d’applications et services mobiles semble accroître les attentes du consommateur concernant les performances et les fonctionnalités des prochaines générations d’appareils sans fils. En outre, la multitude des normes de télécommunications, l’encombrement du spectre électromagnétique et les interférences complexifient la conception des systèmes radios. Pour réduire cette complexité, des avancées ont été enregistrées au niveau des technologies, des outils et des processus de conception de la partie numérique de la radio. Toutefois, bien que plusieurs technologies prometteuses soient en cours de mise au point au niveau de la partie radiofréquence, les améliorations des approches de conception et des outils qui y sont associés reçoivent beaucoup moins d’attention. Ce travail vise à pallier à ce déficit en s’attaquant particulièrement aux problématiques de productivité et de collaboration entre concepteurs des systèmes radiofréquences ainsi qu’à l’automatisation des tâches de conception.

Pour atteindre cet objectif, nous cherchons à explorer une approche de conception réduisant la dépendance aux détails physiques et élevant le niveau d’abstraction de manière à découpler la fonctionnalité à concevoir de la technologie d’implémentation. De ce fait, nous proposons dans cette thèse une nouvelle approche de conception des circuits et systèmes radiofréquences se basant sur l’abstraction matérielle. Dans un premier lieu, nous présentons une revue critique des approches actuelles. Ensuite, nous détaillons les concepts de l’approche proposée, notamment son cycle de conception, la stratégie d’abstraction matérielle qui lui est associée et la matrice Q. Puis, nous finissons ce travail par des études de cas où nous essayons de valider les concepts susmentionnées.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment of the requirements for the degree of doctor of philosophy". Bibliographie : pages 461-479.
Mots-clés libres: Transmission sans fil Appareils et matériel Conception et construction. Radio Appareils et matériel Conception et construction. Conception de systèmes Automatisation. Cadres d'applications (Informatique) SysML (Informatique) abstraction, approche, cycle, matériel, matrice, méthodologie, Q, méthodologie de conception radiofréquence, modélisation en SysML, vérification de cohérence, transformation de modèles
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Kouki, Ammar
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Belzile, Jean
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 21 mars 2017 13:56
Dernière modification: 21 mars 2017 13:56
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1839

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