Soutenance mémoire
Types de modèles de description en VHDL-AMS
En VHDL-AMS, il existe plusieurs descriptions possibles pour faire une simulation tel que:
– la description comportementale
– la description flots de données
– la description structurelle
Elles se placent dans la partie architecture. La description comportementale définit la ou les fonctions que le système remplit (par exemple le comportement d’un microprocesseur comporte, entre autres, des fonctions arithmétiques et logiques). La description flots de données est définie à partir des équations booléennes. Pour description structurelle, le modèle est une interconnexion de composants, avec éventuellement un nombre de niveaux hiérarchiques non limité. Une architecture structurelle peut être décrite de deux manières. D’une part, elle utilise des déclarations de composants pour définir les besoins de l’architecture. Ces déclarations sont purement locales et ne sont pas nécessairement reliées à des entités de conception particulières. Une déclaration de configuration est nécessaire pour établir ces liens. D’autre part, elle se sert de l’instanciation directe. Dans ce cas, l’architecture n’utilise plus formellement de composants, mais instancier directement les entités de conception (paires entités/architecture) sans qu’il soit nécessaire de définir une configuration [2]. Une structure schématique ne peut être simulée que si on connaît le comportement de chacun des sous systèmes. En effet, on procède de la manière suivante :
– création d’un programme (entité/architecture) décrivant le comportement de chaque composant
– enregistrement de chaque programme dans un même fichier
– compilation de chaque programme
– création d’un programme décrivant la structure du modèle souhaité
– enregistrement dans le même fichier puis la compilation et enfin, lancement de la simulation
La description peut se faire en utilisant des instructions :
– séquentielles : un ou plusieurs événements déclenchent l’exécution des instructions dans l’ordre où elles sont écrites.
– concurrentes : l’ordre d’écriture n’a pas d’importance, les instructions étant réalisées simultanément.
ORGANIGRAMME DE SIMULATION
Dans la description structurelle, on doit créer un programme décrivant le fonctionnement de chaque dispositif et ensuite un programme donnant la liaison entre eux. Le système à simuler est composé de trois dispositifs :
– un multiplexeur analogique à quatre entrées
– un filtre passe bas (butterworh)
– un convertisseur analogique numérique à approximation successive
Cette limitation à ces trois éléments est due à la version du logiciel qui est limité en capacité de modélisation du circuit surtout dans la partie analogique. Dans la suite, nous présentons les organigrammes généralisés de chaque dispositif et un organigramme général du système.
Multiplexage : Comme nous avons dit dans le chapitre I-II-1 le multiplexeur sélectionne les entrées analogiques S1, S2, S3, S4 à l’aide de deux sélecteurs s1 et s2 de la façon suivante :
-s1=s2=0 alors la sortie s = S1
-s1=0 et s2=1 alors la sortie s=S2
-s1=1 et s2=0 alors la sortie s=S3
-s1=1 et s2=1 alors s=S4
Filtrage Le filtre est caractérisé par sa fréquence de coupure fc. Si le signal a une fréquence inférieure à la fréquence.
Convertisseur analogique à approximation successive La tension Vrefmax est fixée à 5V et le nombre de bits utilisé est égal à 10. Initialement, la valeur de Vrefmin est égale à 0V. Ainsi, la tension de comparaison initiale est Ref= Vrefmax /2.Le CAN compare la tension analogique à convertir Va par rapport à la tension Ref indiqué dans l’organigramme suivante et le mot binaire est obtenue à partir des valeurs b[Nbit-i-1] avec i varie de 0 à 9 :
Va> Ref, alors la valeur binaire b[9] =’1’ et on donne à Vrefmin une nouvelle valeur égale à Ref et on fait un nouveau test avec cette nouvelle valeur.
Va< Ref, alors La valeur binaire b[9]=’0’ et on donne à Vrefmax une nouvelle valeur égale à Ref et on refait la comparaison avec cette nouvelle valeur. On refait cette même opération jusqu’on aura une valeur binaire b[0].
Organigramme généralisé du système Nous combinons les trois dispositifs cités ci-dessus pour donner un organigramme généralisé du système avec le Tsim est le temps de simulation, aout la sortie de multiplexeur, fc la fréquence de coupure du filtre.
CONCLUSION
En bref, la réalisation de l’interface matérielle est accompagnée par la simulation de son circuit pour la validation du fonctionnement et la réalisation du montage. Nous avons réalisé une partie de cette tache à cause du problème de la version du logiciel utilisé. Ce dernier est du type étudiant et le logiciel est limité en capacité maximale de modélisation du circuit. En effet, il y en a un certain dispositif non figurant dans le modèle. Mais nous avons tout de même mis en évidence le rôle de l’interface matérielle concernant la numérisation des signaux d’entrée. D’ailleurs, les valeurs numériques issues de la CAN sont des valeurs approximatives. Il existe des erreurs provoquées par les étapes de conversion. Il est à noter que les valeurs numériques issues du convertisseur doivent être stockées dans la RAM (Random Access Memory) puis transférées vers un ordinateur afin de traiter à l’aide du logiciel d’acquisition de données appropriées. Par ailleurs ces résultats ne doivent pas subir des modifications dans ces deux dernières étapes. En fait, nous avons fini la validation de fonctionnement de cette interface. La conception de l’interface matérielle en sismique réfraction semble plus avantageux surtout dans notre pays car les pièces à fournir sont moins coûteuses. En plus, elle est plus pratique parce qu’elle est légère et facile à porter sur terrain. De plus, le résultat obtenu est fiable. Par ailleurs, l’utilisation du PIC dans cette conception est bénéfique surtout dans le traitement des données notamment le convertisseur analogique numérique, qui possède une résolution de 10 bits. Mais l’inconvénient dans ce matériel est la fragilité de ce microcontrôleur dans le cas d’une fausse manipulation.
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE I : ACQUISITION DES DONNEES EN SISMIQUE REFRACTION
I- LA SISMIQUE REFRACTION
1-Onde sismique
1-1-Caractérisation des ondes sismique
1-2-Temps d’arrivée des ondes
2-Sismique réfraction
3-Matériels utilisé en prospection sismique
II-L’INTERFACE MATERIELLE D’ACQUISITION DES DONNEES
1-Multipexage
2-Amplification
3-Filtrage
4-Microcontrôleur
4-1-Interface d’entrée/sortie
4-2-Unité centrale de traitement
4-2-1-Convertisseur analogique numérique
4-2-2-Mémorisation
4-2-3-Transfert
III-SIMULATION DE L’INTERFACE MATERIELLE
CHAPITRE II : SYSTEMVISION, LE LOGICIEL DE SIMULATION
I-SYSTEMVISION
II-VHDL-AMS
1-Environnement de travail en VHDL-AMS
2-organisation d’un modèle vhdl-ams
2-1-Unité de conception
2-2-Entité de conception
3-Méthode de programmation en VHDL-AMS
3-1-Clause de contexte
3-2-Déclaration de l’entité
3-3-Déclaration de l’architecture
4-Type de modèle de description en VHDL-AMS
III-ORGANIGRAMME DE SIMULATION
1-Multiplexage
2-Filtrage
3-Conversion
4-Organigramme généralisé du système
CHAPITRE III : RESULTAT ET DISCUSSION
I-RESULTATS DE LA SIMULATION
II-DISCUSSION
CONCLUSION
ANNEXE
BIBLIOGRAPHIE
WEBOGRAPHIE
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