Retour au site du LAAS-CNRS

Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes
Choisir la langue : FR | EN

458documents trouvés

18444
01/04/2019

A new methodology for EMC prediction of integrated circuits after aging

C.GHFIRI, A.BOYER, A.BENSOUSSAN, A.DURIER, S.BEN DHIA

ESE, IRT

Revue Scientifique : IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Vol.61, N°2, pp.572-581, Avril 2019, DOI : 10.1109/TEMC.2018.2819722 , N° 18444

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01951615

Diffusable

Plus d'informations

Abstract

EMC of integrated circuits represents a major constraint for the qualification of electronic circuits. Today, there are existing standardized models such as ICEM-CE that allows the prediction of conducted emission generated by an IC at a PCB level. However, the EMC levels may change after a certain period of operation due to the aging of components. On the other hand, no existing model or tool can predict the long-term EMC levels. This paper presents a new methodology for modeling of integrated circuits in order to construct an EMC model which takes into account the aging based on a new reliability model called M-STORM.

145877
16412
13/02/2019

Procédé et dispositif informatiques de surveillance continue d'un réseau de canalisation d'eaux résiduaires

H.BERTRAND, A.ESTEVE, E.CAMPO, B.JAMMES

Valcap Valence Capteur, NEO, S4M, ISGE

Brevet : FR3049623 (A1), Février 2019 , N° 16412

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02004772

Diffusable

Plus d'informations

Résumé

L'invention concerne un procédé et un dispositif informatiques de surveillance continue d'un réseau de canalisations de circulation d'eaux résiduaires. Au moins une canalisation (12) est dotée d'au moins un capteur (14) d'écoulement. Un modèle nominal du capteur pour un état normal sans fuite est enregistré en l'absence de pluie sur une période de référence comprenant une plage nocturne entre T00:00 et T06:00 heure locale. Au moins un indicateur d'infiltration/exfiltration représentatif d'écoulements anormaux d'infiltration/exfiltration est élaboré par comparaison entre des signaux délivrés parle capteur d'écoulement et le modèle nominal dans la plage nocturne.

146538
18028
01/01/2019

Engineering of Al/CuO reactive multilayer thin films for tunable initiation and actuation

C.ROSSI

NEO

Revue Scientifique : Propellants, Explosive, Pyrotechnics, Vol.44, N°1, pp.94-108, Janvier 2019 , N° 18028

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01847132

Diffusable

Plus d'informations

Abstract

Sputter-deposited Al/CuO multilayers represent the state-of-the-art of energetic nanomaterials. As such, they offer an opportunity for tunable ignition and actuation because their theoretical energy densities are significantly higher than most conventional secondary explosives while being less sensitive to undesired initiation. Both the sensitivity and combustion properties (temperature, rate and products released) can be manipulated via the layering, reactant spacing and stoichiometry of the multilayer and, to a lesser extent, via interface engineering. In this article, we first describe the technology of deposition of Al/CuO multilayers focusing on direct current sputter deposition followed by a comprehensive review of the materials structural characteristics. Next, experimental and theoretical works performed on these reactive multilayered materials to date is presented in terms of methods used, the results acquired on ignition and combustion properties, and conclusions drawn. Emphasis is placed on several studies elucidating the fundamental processes that underlie propagating combustion reactions. We examine the influence of the « ceiling » temperature that traduces the multilayer disintegration when reaching high temperatures (e.g., vaporization temperatures). This paper provides a good support for engineers to safely propose Al/CuO multilayers structure to regulate the energy release rates and ignition threshold in order to manufacture high performance and tunable initiator devices.

145314
18659
20/12/2018

Drift effects and trap analysis of power-GaN-HEMT under switching power cycling

M.GONZALEZ SENTIS, P.TOUNSI, A.BENSOUSSAN, A.DUFOUR

ESE, IRT, CNES

Manifestation avec acte : International Conference on Sciences of Electronics, Technologies of Information and Telecommunications ( SETIT ) 2018 du 18 décembre au 20 décembre 2018, Hammamet (Tunisie), Décembre 2018, 8p. , N° 18659

Lien : https://hal.laas.fr/hal-02131990

Diffusable

Plus d'informations

Abstract

This paper studies the impact of the aging on power GaN transistors in switching conditions. The devices under test are commercial discrete enhancement mode gallium-nitride HEMT. We present a power cycling test platform that controls the switching conditions such as frequency , duty cycle, and gate voltage; as well as drain current and drain voltage. We have measured specific parameters before and after the power cycling in order to detect indicators for each drift effect. We measure not only the electrical parameters given by datasheet, but also the traps causing Dynamic On-State Resistance, an specific drift effect of this technology which compromises high frequency efficiency in switching power converters.

147586
18537
17/12/2018

Stockage adaptatif pour noeud de capteur sans fil autonome et sans batterie

F.EL MAHBOUBI

ESE

Doctorat : Université de Toulouse III - Paul Sabatier, 17 Décembre 2018, 195p., Président: N.NOLHIER, Rapporteurs: S.BASROUR, S.SISKOS, Examinateurs: C.LETHIEN, Directeurs de thèse: M.BAFLEUR, V.BOITIER , N° 18537

Lien : https://hal.laas.fr/tel-02009722

Diffusable

Plus d'informations

Abstract

Energy autonomy is a major challenge in the massive deployment of wireless sensor networks in numerous applications. Energy harvesting and storage can serve as solutions to the autonomy issues. However, the harsh environment of certain applications requires a long lifetime since the use of batteries for storage is prohibited. We then resort to storage on ultra-capacitors. This type of storage has disadvantages that require a compromise between 3 factors: the fast charge of ultra-capacitors (low capacity), the maximum energy storage (strong capacity), and the maximization of stored energy utilization (low residual voltage). To meet these seemingly contradictory criteria, we propose three self-adaptive storage architectures. The first consists of a matrix of four identical ultra-capacitors, interconnected by switches, whose equivalent capacity adapts to the stored energy. The second and third architectures consist of two ultra-capacitors, one of low capacity and the other of large capacity, the difference between the two architectures being related to the number and type of switches used. The self-adaptive storage architectures that we propose include a suitable self-powered control circuitry to vary the apparent capacity of the device. In addition, each architecture allows a cold start with completely empty ultracapacitors. These three architectures were first optimized through simulation, and then validated experimentally with discrete components. Finally, we implemented the self-adaptive storage architecture with two ultra-capacitors in a completely wireless measurement system, using an energy harvesting source and its associated electronics for its power supply, and demonstrated the relevance of this approach of reconfigurable storage. In conclusion, we deduce that the topologies can reach an efficiency of energy usage of up to 94.7% by employing discrete components, a value that could be further improved through the exploitation of a silicon integrated version for both the control circuitry and the ultra-capacitors.

Résumé

L’autonomie énergétique est un verrou majeur au déploiement massif de réseau de capteurs sans fil dans nombreuses applications. La récupération d’énergie et son stockage constituent une voie pour améliorer cette autonomie. Dans certaines applications en environnement sévère ou nécessitant des durées de vie élevées, l’utilisation de batteries pour le stockage est prohibée. On a alors recours à du stockage sur supercondensateurs. Ce type de stockage présente des inconvénients nécessitant un compromis entre 3 facteurs : la charge rapide des supercondensateurs (capacité faible), l’énergie maximale stockée (capacité forte) et la maximisation de l’usage de l’énergie stockée (tension résiduelle basse). Pour répondre à ces critères apparemment contradictoires, nous avons proposé trois architectures de stockage auto-adaptatif. La première est composée d’une matrice de quatre supercondensateurs identiques, interconnectés par des interrupteurs, dont la capacité équivalente s’adapte à l’énergie stockée. Les deuxième et troisième architectures sont constituées de deux supercondensateurs, l’une de capacité faible et l’autre de capacité grande, la différence entre les deux architectures étant liée au nombre et type d’interrupteurs utilisés. Les architectures de stockage auto-adaptatif que nous avons proposées incluent une circuiterie de contrôle appropriée autoalimentée et permettant de faire varier la capacité apparente du dispositif. De plus, chaque architecture permet un démarrage à froid avec des supercondensateurs complètement vides. Ces trois architectures ont d’abord été optimisées en simulation puis validées expérimentalement en composants discrets. Finalement, nous avons implémenté l’architecture de stockage auto-adaptatif à deux supercondensateurs au sein d’un système de mesure sans fil complet utilisant une source de récupération d’énergie et son électronique associée pour son alimentation et montré la pertinence de cette approche de stockage reconfigurable. En termes d’efficacité d’usage de l’énergie, elles permettent d’atteindre jusqu’à 94,7% en composants discrets, valeur qui pourrait être encore améliorée en version intégrée sur silicium à la fois pour la circuiterie de contrôle et les supercondensateurs.

Mots-Clés / Keywords
Stockage adaptif; Supercondensateur; Capteur sans fil; Récupération d’énergie;

146375
18595
13/12/2018

Conception d'un réseau LVDC à base de sources d'énergie durable et de plusieurs types d'éléments de stockage électrochimiques

K.NEUHAUS

ISGE

Doctorat : Université de Toulouse III - Paul Sabatier, 13 Décembre 2018, 176p., Président: B.ESTIBALS, Rapporteurs: A.DEBERNARDINIS, J.P.FERRIEUX, Examinateurs: G.DA COSTA, M.SUGIYAMA, Directeurs de thèse: C.ALONSO, P.L.TABERNA , N° 18595

Lien : https://hal.laas.fr/tel-02080092

Diffusable

Plus d'informations

Résumé

Dans le contexte d’une crise énergétique, écologique et climatique, l’intégration de sources d’énergie renouvelables dans les réseaux électriques apparait comme une nécessité absolue. Cette thèse en collaboration entre le LAAS et le CIRIMAT propose dans un premier temps une étude bibliographique des technologies de production d’énergie renouvelable, des éléments de stockage d’énergie et des réseaux électriques avec un focus sur les micro-réseaux LVDC. Des méthodologies sont mises en place pour la modélisation de la production photovoltaïque de la plateforme BIPV ADREAM du LAAS-CNRS en se basant sur la base de données intégrée au bâtiment ainsi que pour la modélisation de différentes technologies de stockage électrochimique telles que les batteries au plomb, lithium, polymère ou encore hybrides Carbone. L’hydrogène est étudié comme un possible vecteur d’énergie de demain. Une synthèse est donnée sur ! ses applications industrielles et comme moyen de stockage d’énergie ainsi que sa production par électrolyse de l’eau en utilisant des sources photovoltaïque, concept nommé « Solar fuels ». Un prototype de chaîne de conversion d’énergie solaire en hydrogène a été conçu en collaboration avec le laboratoire RCAST de Tokyo, et comprenant panneaux photovoltaïques haut rendement à triple jonction, électrolyseurs à taille réduite, architectures de micro-convertisseurs Buck et Boost distribués et éléments de stockage lithium, et est proposé pour la partie expérimentale de cette thèse avec le but d’obtenir un haut rendement tout en permettant un contrôle précis.

Abstract

In the context of an energy, ecological and climate crisis, integrating renewable energy sources in electrical grids appears as an absolute necessity. A bibliographic study of renewable energy production technologies, energy storage elements and electrical grids with a specific focus on LVDC micro-grids is proposed in this thesis. Modeling methodologies for the photovoltaic energy production of the BIPV platform ADREAM of LAAS-CNRS based on the building’s integrated database as well as for multiple electrochemical storage technologies such as lead, lithium polymer and hybrid carbon batteries in collaboration with the CIRIMAT. Hydrogen is investigated as a possible vector of energy for the future. An overview of industrial hydrogen applications and usages of hydrogen as energy storage is given as well as an insight on the concept of hydrogen production through water electrolysis using photovoltaic sources, named “solar fuels”. A prototype of a sola! r to hydrogen energy conversion chain was designed in collaboration with the RCAST laboratory, Tokyo. The prototype serves as an experimental part for this thesis and is composed of high efficiency triple junction photovoltaic cells, small scale electrolyzer cells, distributed Buck and Boost micro-converter architectures and lithium storage elements with the goal of achieving high solar to hydrogen conversion efficiency while permitting precise control.

Mots-Clés / Keywords
LVDC; Electrolysis; CPV; Distributed architecture; LIC; Modeling;

146857
18587
11/12/2018

Optimisation de modèles comportementaux de composants pour la prédiction de défaillances fonctionnelles et matérielles liées aux décharges électrostatiques (ESD)

F.ESCUDIE

ESE

Doctorat : Université de Toulouse III - Paul Sabatier, 11 Décembre 2018, 195p., Président: J.G.TARTARIN, Rapporteurs: G.DUCHAMP, M.KADI, Examinateurs: J.SCHUTT-AINE, P.BESSE, Directeurs de thèse: F.CAIGNET , N° 18587

Lien : https://hal.laas.fr/tel-02056013

Diffusable

Plus d'informations

Abstract

Electrical Fast Transient (EFT) are one of the concerns of embedded system engineers. They can lead to system malfunction. EFT are the cause of a large number of hardware and software failures. Our study is mainly focused on the impact of Electro Static Discharge (ESD) on embedded electronic systems, focusing on car’s applications. According to a Renault’s study, a car can suffer two discharges per day during its entire life. System engineers do not have any tools to predict the ESD impact on the systems. In order to predict the ESD path throughout the electronic system and adjust the ESD protection strategy to provide proper protection for all critical components, some researches around the world are in process. The research results from ESE working group from the LAAS-CNRS laboratory, were mainly on passive components, integrated circuits and electronics boards modeling methods, implemented in VHDL-AMS language. Integrated circuits have an internal ESD protection network that helps to deflect the stress from critical areas. The methodology developed in the last few years allows to model the behavior of this protection network. However, these models are basically made, they are made of the triggering level of the protection and the impedance value of the component depending on the ESD stress amplitude. No information on the transient behavior of the protections is included in this model. It is not possible to predict some failures related to the transient phenomenon of the protection like triggering and turning on time that induce very high overvoltage or mismatch on the current levels estimation. The various topics covered during this thesis allows to solve these problems by using a, proposed dynamic model. Different methods are proposed to extract the parameters used into the dynamic model. One important point also aborted into this document is that the model have to be able to predict the soft failure which can appear in the system during an ESD stress. A dedicated block has been added to the dynamic models to predict data transmission faults during an automotive communication (LIN Bus) under stress conditions. The first part of this thesis is a summary of the different discharge waveforms known and defined by the IEC and ISO standards. It also lists some measurement techniques used to extract information on the component like the robustness level. The second part presents the behavioral models of passive components and integrated circuits. We have shown non-linear behavior of capacitors when they are under EFT stress. The way to extract our dynamic model of ESD protection from electrical measurement on the integrated circuit is included in this part. This model uses the previous model named quasistatic model on which we add elements that describe the transient behavior of the protections. In the third part, we explore different techniques and tools to extract some information about the dynamic behavior of internal ESD protections of the component. We used time domain reflectometry techniques as well as mathematical methods applied in hyper frequency domain like the S parameters and X parameters. Comparison between measurement and simulation is systematically performed for each method to evaluate their efficiency. Finally, the fourth part presents the study of hardware and software failures on integrated circuits used in automotive communication application. Experimental results are used in the component model which is now able to predict both failures.

Résumé

Les événements transitoires de forte puissance (EFT – Electrical Fast Transient) sont l’une des préoccupations des concepteurs de systèmes embarqués. Ils peuvent conduire au dysfonctionnement du système et sont à l’origine d’un grand nombre de défaillances matérielles et fonctionnelles. Notre étude est principalement portée sur l’impact des décharges électrostatique (ESD - Electro Static Discharge) sur l’électronique embarquée dans un véhicule. D’après une étude de Renault, un véhicule peut subir deux décharges par jour durant sa vie. Les ingénieurs systèmes ne disposent pas de moyen pour prédire l’impact de ces décharges dans les systèmes, et les solutions actuelles sont essentiellement basées sur l’expérience. Afin de prédire le chemin d’un ESD dans tout le système électronique et la stratégie de protection à adopter pour protéger les composants les plus sensibles, des recherches dans le monde entier sont en cours. Les travaux de recherche du groupe ESE du LAAS-CNRS ont mené à des méthodologies de modélisation de composant passif, de circuit intégré et de carte électronique en VHDL-AMS. Les circuits intégrés sont dotés d’un réseau de protection ESD interne qui permet de détourner le stress des zones critiques. La méthodologie développée au cours des précédentes années permet de modéliser le comportement de ce réseau de protection. Cependant, ces modèles sont rudimentaires, ils décrivent uniquement le niveau de déclenchement de la protection et son impédance quasi-statique en fonction du niveau de stress ESD. Aucune information sur le comportement transitoire de la protection n’est décrite dans le modèle. Il est donc difficile de prévoir certaines défaillances liées aux phénomènes transitoires de déclenchement des protections faisant apparaître de très fortes surtensions ou des niveaux de courant mal évalués. Les différents aspects abordés durant cette thèse permettent de résoudre ces problèmes en proposant des modèles dynamiques, et différentes méthodes pour pouvoir extraire les paramètres des modèles. Un des points important développé dans ce document et de pouvoir prédire les défaillances fonctionnelles des systèmes. Un bloc dédie a été ajouté aux modèles dynamiques pour prédire des défauts de transmission de données lors de stress ESD dans les bus de communication automobiles (LIN). La première partie de cette thèse concerne le recensement des formes d’onde de décharges connues et définies par les standards IEC et ISO. Elle recense également les techniques de mesures appliquées sur les composants pour en extraire des informations tels que les niveaux de robustesse. La seconde partie présente les recherches menées sur la réalisation de modèles comportementaux de composants passifs et de circuits intégrés. Nous avons montré les comportements non-linéaires des capacités lorsqu’elles sont soumises à des EFT. Le modèle dynamique de protection ESD que nous avons développé à partir de caractérisation électrique sur le circuit intégré y est également présenté. Ce modèle est constitué du modèle précédemment développé (quasi-statique) sur lequel nous rajoutons des éléments qui décrivent le comportement transitoire de la protection. La troisième partie détaille différentes techniques et outils pour extraire des informations sur le comportement dynamique des protections ESD internes aux composants. Nous utilisons des techniques de réflectométrie temporelle ainsi que des méthodes mathématiques appliquées aux hyper-fréquences comme les paramètres S et X. Une validation entre mesure et simulation est systématiquement réalisée à chaque étape. Finalement, la quatrième partie présente l’étude des défaillances matérielles et fonctionnelles sur des circuits intégrés dédiée à la communication automobile. Ces résultats expérimentaux sont utilisés pour enrichir nos modèles qui intègrent désormais la détection de défaillances matérielles et fonctionnelles.

Mots-Clés / Keywords
ESD; EMC; EFT; Modélisation; Modeling;

146757
18390
07/12/2018

A Nanosatellite Optoelectronic Payload Dedicated to Radiation-Induced Degradation Measurement in Erbium-Doped Fiber

A.FERNANDEZ , O.LLOPIS, C.VIALLON, N.NOLHIER, J.N.PERIE, M.COMPIN

MOST, ESE, ISAE

Manifestation avec acte : European CubeSat Symposium 2018 du 05 décembre au 07 décembre 2018, Toulouse (France), Décembre 2018, 2p. , N° 18390

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01925595

Diffusable

Plus d'informations

Abstract

Radio over optical fiber (RoF) technologies appears as good candidates to address flexible payload requirements of the next generation of telecommunication satellites operating in Ku and Ka bands. In this context we have started the assembly of a 3U nanosatellite dedicated to the qualification of several erbium-doped fibers by using an optoelectronic metrology technique. The objective is hence to quantify the gain and noise figure degradation of the erbium-doped fiber amplifier (EDFA) due to cosmic ray exposure during a two years mission at a low earth orbit (LEO). This educational project is called NIMPH for "Nanosatellite to Investigate Microwave Photonics Hardware". It started in 2013 and involves students from the University of Toulouse with the support of Thales Alenia Space and CNES, the French national space agency.

145301
18602
01/12/2018

Trottinettes électriques: Instrumentation, modélisation, simulation et contrôle sous Arduino

A.SIVERT, V.BOITIER, A.FAQIR, F.BETIN, T.LEQUEU

LTI, ESE, UPJV, UFR

Revue Scientifique : La Revue 3E.I, Vol.91, Décembre 2018 , N° 18602

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01695380

Diffusable

Plus d'informations

Résumé

Une trottinette électrique constitue un support technologique intéressant, ludique, peu cher, facilement instrumentable et assez facilement modélisable. L'électronique de mesure, de commande et l'électronique de puissance associées pour un tel système sont modifiables sans problème de coût ou de sécurité. Cet article s'inspire des travaux réalisés lors d'étude avec des étudiants de 2 ème année d'IUT. La modélisation du dispositif, et de son instrumentation sont présentées avec différentes stratégies de contrôle réalisées en simulation sous Isis et Matlab et mis en oeuvre expérimentalement en utilisant des cartes Arduino.

146899
18441
01/12/2018

Upgrading In-Circuit Test of high density PCBAs using electromagnetic measurement and Principal Component Analysis

N.EL BELGHITI ALAOUI, A.BOYER, P.TOUNSI, A.VIARD

ESE, ACTIA

Revue Scientifique : Journal of Electronic Testing: Theory and Application, Vol.34, N°6, pp.749-762, Décembre 2018 , N° 18441

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01944924

Diffusable

Plus d'informations

Abstract

With the density increase of today’s printed circuit board assemblies (PCBA), electronic test methods such as in-circuit test (ICT) reached their limits. In the same time the requirements of high reliability and robustness are greater. Original equipment manufacturers are obliged to reduce the number of physical test points and to find better-adapted test methods to keep adequate test coverage. Current test methods must be rethought to include a large panel of physical phenomena that can be used to detect- electrical defects, absence, wrong value of components, absence and shorts without using test points on the board under test (BUT). In this paper, a test set-up based on the measurement of electromagnetic signature to diagnose faulty components contactlessly is presented. The technique consists in using magnetic field probes, which detect the field distribution over powered sensitive components. To evaluate the relevance of the method, reference EM signatures are extracted from fault-free circuits, which are compared to those extracted from a sample PCBA in which we introduced a component level defect by removing or changing the value of critical components. For more robust detection of multiple defect scenarios, the principal component analysis (PCA) method is used as an outlier detection algorithm.

145848
Les informations recueillies font l’objet d’un traitement informatique destiné à des statistiques d'utilisation du formulaire de recherche dans la base de données des publications scientifiques. Les destinataires des données sont : le service de documentation du LAAS.Conformément à la loi « informatique et libertés » du 6 janvier 1978 modifiée en 2004, vous bénéficiez d’un droit d’accès et de rectification aux informations qui vous concernent, que vous pouvez exercer en vous adressant à
Pour recevoir une copie des documents, contacter doc@laas.fr en mentionnant le n° de rapport LAAS et votre adresse postale. Signalez tout problème de dysfonctionnement à sysadmin@laas.fr. http://www.laas.fr/pulman/pulman-isens/web/app.php/