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Master IST - Université Paris-Sud 11

Master IST - Université Paris-Sud 11

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Spécialité "Electronique pour les télécommunications et les microcapteurs"<br />

<strong>Master</strong> <strong>IST</strong> – Université <strong>Paris</strong>-<strong>Sud</strong> <strong>11</strong> – Habilitation 2010-2013<br />

Parcours SECI (R&P) : l'objectif de ce parcours est de former les étudiants aux méthodes de<br />

conception et d'optimisation globale de systèmes à base de capteurs intégrés (MEMS, magnétiques,<br />

rétines optiques artificielles) où le concepteur peut intervenir à tous les niveaux de la chaine<br />

(dimensionnement du capteur, de l'électronique de conditionnement et du traitement du signal de<br />

manière à optimiser les performances globales en termes de précision, de coût et de consommation).<br />

Le fil conducteur sera la conception, la réalisation et la caractérisation d'un système de mesure<br />

intégré au cours de la formation, en s'appuyant sur la Centrale Technologique Universitaire (CTU)<br />

Minerve, le CMP (Circuits Multi projets – service de fonderie mutualisé entre différents<br />

laboratoires français) et sur les outils fournis par le CNFM (Coordination Nationale pour la<br />

Formation en Micro et nanoélectronique).<br />

Le tableau et les fiches descriptives pour ce parcours sont donnés dans les pages suivantes.


Tableau du parcours 2.3 Sytèmes Électroniques pour les Capteurs Intégrés<br />

(Finalité Professionnelle)<br />

Responsable : Hervé MATHIAS<br />

Sigle Intitulé de l’UE Sem. ECTS<br />

PhysI-J00 Remise à niveau (R&P) S0 0<br />

PhysI-C01 Intégration de Systèmes numériques (R&P) S2 4<br />

PhysI-C02 Conception de systèmes intégrés analogiques et mixtes (R&P) S1 5<br />

PhysI-J03 Processeurs et périphériques embarqués (R&P) S2 4<br />

PhysI-J04 Bus et Interfaces embarqués (P) S1 3<br />

PhysI-J05 Traitement du signal et applications sur DSP (R&P) S1 5<br />

PhysI-J06 Traitement d'image pour applications embarquées (P) S2 5<br />

PhysI-J07 Electronique des capteurs intégrés (R&P) S1 4<br />

PhysI-J08 Conception de microsystèmes (R&P) S1 5<br />

PhysI-J09 Fabrication et caractérisation de MEMS (R&P) S1 3<br />

PhysI-C20 Formation générale (P) S1 5<br />

PhysI-C21 Management de projet et projet (P) S2 5<br />

PhysI-C22 Stage (P) S2 12<br />

12/06/12<br />

2


Nom de l’UE : Intégration de Systèmes numériques<br />

Responsables : Hervé Mathias<br />

Mention : Information, Systèmes et Technologie (EEA)<br />

PhysI-C01<br />

type d’UE : CM + TP<br />

UE commune aux parcours SET et SECI(R&P)<br />

Objectifs :<br />

− Sensibiliser aux différents problèmes liés à la conception de circuits intégrés numériques (partitionnement<br />

logiciel/matériel, test…) et présenter les différentes alternatives pour réaliser des ASICs numériques.<br />

− Acquérir les méthodes de conception et d'optimisation des parties numériques intervenant au sein de systèmes sur<br />

puce (SoC) : compromis performances/taille/consommation/temps de conception.<br />

− Présenter des outils permettant l'automatisation de la conception (synthèse architecturale) et du dessin des masques<br />

(synthèse logique).<br />

Contenu des enseignements (avec nb d’heures) Cours TD TP<br />

♦ Les outils de CAO pour les systèmes sur puce :<br />

6 h<br />

− démarche de conception d’un système électronique<br />

− simulation de circuits logiques<br />

− synthèse de circuits logiques<br />

− simulation électrique<br />

− automatisation du dessin des masques<br />

− test et testabilité<br />

♦ Circuits intégrés numériques :<br />

18 h<br />

− FPGA<br />

− optimisation structurelle des circuits numériques : familles CMOS, mémoires<br />

intégrées<br />

− optimisation architecturale des performances : architectures parallèles, pipeline…<br />

− architectures faible consommation<br />

− Impact des technologies sub-micrométriques : Design for Yield<br />

♦ TP : conception et synthèse sur FPGA d'un système numérique<br />

16 h<br />

Enseignants : H. Mathias (MC), L. Lacassagne (MC), F. Thomas (Cadence), A. Mérigot (PR), M. Burlisson (Nexter<br />

Systems), X. Checoury(MC)<br />

Prérequis : Connaissance de VHDL<br />

Nombre maximum d’inscrits :<br />

Contrôle des connaissances : écrit (2/3) + TP (1/3)<br />

nb d’heures : 40 h<br />

ECTS : 4<br />

12/06/12<br />

3


Nom de l’UE : Conception de systèmes intégrés analogiques et mixtes<br />

PhysI-C02<br />

Responsables : Ming Zhang<br />

type d’UE : CM /TD/TP<br />

Mention : Information, Systèmes et Technologie (EEA)<br />

UE commune aux parcours SET et SECI(R&P)<br />

Objectifs : Plus de 75% des circuits intégrés de type systèmes sur puces (SoC) contiendront prochainement des<br />

fonctions analogiques. Ces fonctions réalisées sur technologie CMOS seront surtout utilisées pour les interfaces avec le<br />

monde extérieur (capteurs et actionneurs). L'objectif de ce cours est de fournir les connaissances indispensables à<br />

l'utilisation et la conception de ces fonctions analogiques : bruit, méthodes, fonctions intégrées, couplages avec les<br />

parties numériques, outils. L'objectif de la partie pratique sera la réalisation d'une partie d'un ASIC envoyé en fonderie<br />

dans le cours de l'année.<br />

Contenu des enseignements (avec nb d’heures) Cours TD TP<br />

♦ Introduction :<br />

4 h<br />

− évolution de la technologie MOS et des modèles de composants<br />

− intégration de capteurs, actionneurs, MEMS<br />

♦ Circuits intégrés analogiques :<br />

18 h<br />

− Techniques de dessin des masques analogique<br />

− Bruit dans les composants<br />

− Macro-fonctions analogiques (amplificateurs, comparateurs, filtres, références de<br />

tension, VCO …)<br />

− Circuits à capacités commutées<br />

− Architecture des circuits programmables analogiques (FPAA)<br />

♦ TP :<br />

− conception et simulation et dessin des masques d'un circuit intégré mixte (logiciel<br />

CADENCE) : par exemple PLL, conditionnement de capteur intégré<br />

− tests comparatifs entre l'ASIC et la même fonction réalisée sur FPAA<br />

28 h<br />

Enseignants : H. Mathias (MC), M. Zhang (MC), Nicolas Zérounian (MC)<br />

Prérequis : UE PhysI-436 ou équivalent<br />

Nombre maximum d’inscrits :<br />

Contrôle des connaissances : écrit (1/2) + TP (1/2)<br />

nb d’heures : 50 h<br />

ECTS : 5<br />

12/06/12<br />

4


Nom de l’UE : Formation générale<br />

Responsables : Nicolas Zérounian<br />

Mention : Information, Systèmes et Technologie (EEA)<br />

PhysI-C20<br />

type d’UE : CM + labo<br />

UE commune aux parcours SET et SECI(P)<br />

Objectifs :<br />

♦ Préparer les étudiants à l'écriture d'un CV et d'une lettre de motivation. Préparer les étudiants à un entretien<br />

d'embauche, Donner aux étudiants les bases de la communication dans les entreprises, la place de l'ingénieur<br />

dans l'entreprise, le contrat de travail.<br />

♦ Préparer au TOEIC. Améliorer le niveau d’anglais dans les 4 compétences de base : expression et compréhension<br />

écrites, expression et compréhension orales.<br />

Contenu des enseignements (avec nb d’heures) Cours TD TP<br />

♦ Anglais<br />

30 h<br />

− Test d'évaluation du niveau<br />

− Preparation au TOEIC (Test Of English for International Communication)<br />

− Rappels de grammaire (en fonction du niveau)<br />

− Lecture, compréhension et analyse de texte (articles, rapports...)<br />

− Compréhension orale<br />

− Participation orale<br />

− Débats et discussions<br />

− Exposé en anglais avec powerpoint...<br />

− Écriture d’un CV<br />

− Écriture d’une lettre de motivation<br />

− Préparation à un entretien d’embauche<br />

♦ Communication, droit du travail et droit des brevets<br />

20 h<br />

− Techniques d'écriture (écrire pour communiquer) et notes de synthèse<br />

− L'entreprise, la place de l'ingénieur<br />

− Contrat de travail, les conventions dans les entreprises<br />

− Rédaction de CV<br />

− Simulation d’entretien d’embauche<br />

− Lettre de motivation<br />

− Techniques d'exposé oral et conduite de réunion<br />

− Techniques d'entretiens et de négociation<br />

− Jeu de rôle<br />

♦ Recherche de stage : Les étudiants doivent fournir avant leur départ en stage un<br />

dossier résumant leurs démarches de recherche (annonces et CV/lettres de<br />

motivation correspondants)<br />

Enseignants : enseignants du laboratoire de langues (M. Oriol), J. Lemaitre, M. Cros (avocat)<br />

Prérequis : −−−<br />

Mise en commun : commun aux M2P du <strong>Master</strong> <strong>IST</strong><br />

Nombre maximum d’inscrits :<br />

Contrôle des connaissances : Anglais : exercices pendant les cours + TOEIC (1/2)<br />

Communication : participation, CV, lettre de motivation, simul. entretien (1/2)<br />

Nombre d’heures : 50 h<br />

ECTS : 5<br />

12/06/12<br />

5


Nom de l’UE : Gestion de projet et projet<br />

Responsables : Nicolas Zerounian<br />

Mention : Information, Systèmes et Technologie (EEA)<br />

PhysI-C21<br />

type d’UE : CM + TP +Projet<br />

UE commune aux parcours SET(P) et SECI(P)<br />

Objectifs :<br />

♦ Gestion de projet : Fournir aux étudiants les bases de la gestion d’un projet industriel.<br />

♦ Projet : Mettre les étudiants dans une situation de gestion et de réalisation de projets industriels<br />

Contenu des enseignements (avec nb d’heures) Cours TD TP<br />

♦ EC 1 - Gestion de projet :<br />

9 h 6 h<br />

− notion de projet :<br />

o définition; enjeu, objectif, but, acteur, le cycle de vie du projet<br />

o méthodologies, exemples de projets, exemples de non-projets, exemple fil<br />

rouge : un régulateur de climatisation automobile<br />

− spécificités des projets logiciels : objectifs et spécifications, notions de production<br />

et livraison, cycle de maintenance, gestion de configuration<br />

− qualité<br />

o notion de qualité, gestion documentaire (PAQL, DoD178), les 7 outils (causeeffets,<br />

Ishikawa, Pareto...), normes & standards<br />

(PAQL/SPICE/POSIX/C/CGNS, relations humaines)<br />

o chef de projet, équipe, communication, encadrement/délégation, conduite de<br />

réunion<br />

− estimation/pilotage : définition des objectifs, structure/ressources,<br />

prévision/livrables/jalons, gestion des priorités/risques<br />

− le suivi de projet : contrôler/suivre/prévoir/alerter, capitaliser l'acquis<br />

− Outil MS project : tâches, estimation coûts, ordonnancement, ressources/calendriers<br />

planification GANTT, PERL, suivi, édition de rapports, redéfinir les tâches, redéfinir<br />

les ressources, sous-traitance<br />

♦ EC 2 – Projet : mise en pratique des connaissances techniques acquises tout au long du 4 semaines<br />

cursus de l'étudiant, le projet pourra notamment être l'occasion de finaliser le système<br />

électronique conçu tout le long de l'année dans le cadre des TP des différentes UE :<br />

typiquement, il pourrait s'agir de la caractérisation de l'ASIC développé et du<br />

développement de l'électronique de mise en œuvre sur FPAA et FPGA.<br />

Enseignants : enseignants de la formation, M. Poinot (Ing.)<br />

Prérequis : −−−<br />

Mise en commun : EC 1 commun aux M2 R&T (UE Erreur ! Source du renvoi introuvable.60), 3I (Erreur ! Source<br />

du renvoi introuvable.95) du master <strong>IST</strong><br />

UE commune aux M2P SECI et SEE du master <strong>IST</strong><br />

Nombre maximum d’inscrits : −−−<br />

Contrôle des connaissances : Gestion de projet : contrôle continu en TP (1/5)<br />

Projet : travail (2/5) + rapport (1/4) + soutenance (1/5)<br />

nb d’heures : 15 h + projet de 4 semaines<br />

ECTS : 5<br />

12/06/12<br />

6


Nom de l’UE : Stage<br />

Responsables : Nicolas Zérounian<br />

Mention : Information, Systèmes et Technologie (EEA)<br />

PhysI-C22<br />

type d’UE : Stage<br />

UE commune aux parcours SET et SECI(P)<br />

Objectifs : Stage de 4 à 6 mois dans le domaine du parcours suivi<br />

Contenu des enseignements (avec nb d’heures) Cours TD TP<br />

♦ Stage :<br />

− mise en pratique des connaissances techniques acquises tout au long du cursus de<br />

l'étudiant<br />

− rédaction d'un rapport.<br />

− soutenance orale<br />

Enseignants : Un tuteur universitaire suit le stagiaire à distance durant toute la durée du stage<br />

Prérequis : −−−<br />

Nombre maximum d’inscrits : −−−<br />

Contrôle des connaissances :<br />

Evaluation : travail (6/12), rapport (3/12) et soutenance (3/12)<br />

nb d’heures :<br />

ECTS : 12<br />

12/06/12<br />

7


Nom de l’UE : Remise à niveau<br />

Responsables : Hervé Mathias<br />

PhysI-J00<br />

type d’UE : CM + TP<br />

Mention : Information, Systèmes et Technologie (EEA)<br />

Objectifs : Remise à niveau en informatique, en langages de modélisation et en électronique analogique intégrée<br />

Contenu des enseignements (avec nb d’heures) Cours TD TP<br />

Informatique 15h 15h<br />

♦ Bases du C<br />

♦ Bases du C++<br />

Langages de modélisation (VHDL)<br />

6h<br />

♦ VHDL pour la modélisation de systèmes numériques<br />

Electronique analogique intégrée<br />

4h<br />

♦ Transistor MOS: modèle statique et petit signaux<br />

♦ Cellules de bases (source commune, drain commun, grille commune, miroir de courant)<br />

Enseignants : H. Mathias (MC), M. Zhang (MC), S. Bouchafa (MC)<br />

Prérequis : −−−<br />

Mise en commun : les parties langages de modélisation et électronique analogique intégrée sont communes<br />

entre les parcours SET et SECI (R&P)<br />

Nombre maximum d’inscrits : −−−<br />

Contrôle des connaissances :<br />

nb d’heures : 40 h<br />

ECTS : 0<br />

12/06/12<br />

8


Nom de l’UE : Processeurs et périphériques Embarqués<br />

Responsables : Hervé Mathias<br />

Mention : Information, Systèmes et Technologie (EEA)<br />

PhysI-J03<br />

type d’UE : CM +TD+ TP<br />

UE commune aux parcours SET et SECI(R&P)<br />

Objectifs : Présenter les différentes architectures de processeurs embarqués et les spécificités liées à leur mise en<br />

œuvre : optimisation de l'architecture en fonction des besoins, personalisation du jeu d'instructions par adjonction de<br />

circuits numériques développés en VHDL, implantation d'IP et périphériques embarqués associés.<br />

Contenu des enseignements (avec nb d’heures) Cours TD TP<br />

♦ Architecture et mise en œuvre de processeur embarqué :<br />

9h<br />

En se basant sur le processeur utilisé en TP:<br />

− Organisation du processeur<br />

− Possibilités de personnalisation: modifications architecturales, jeu d'instruction<br />

− la gestion mémoire (segmentation et pagination)<br />

− les mémoires cache<br />

− la commutation de tâches, commutation de tâches par interruptions<br />

− Mise en œuvre et programmation en C<br />

♦ IP et périphériques embarqué :<br />

En se basant sur le système utilisé en TP:<br />

− DMA<br />

− Ports d'entrée/sortie<br />

− Contrôleurs de mémoire : SDRAM, Flash<br />

− Temporisateur<br />

− Mise en oeuvre<br />

3h<br />

♦ Travaux pratiques<br />

− Mise en œuvre d'un processeur embarqué compatible avec les outils de<br />

développement utilisés en électronique numérique (par exemple NIOS II avec les<br />

outils Altera (Quartus)) – Mini projets sur plusieurs séances pour la mise en œuvre de<br />

systèmes de contrôle de périphériques externes ou de systèmes de traitement d'image<br />

28 h<br />

Enseignants : S. Bouaziz (MC), A. Elouardi (MC), H. Mathias (MC)<br />

Prérequis :<br />

Nombre maximum d’inscrits :<br />

Contrôle des connaissances : écrit (1/2) + TP (1/2)<br />

nb d’heures : 40 h<br />

ECTS : 4<br />

12/06/12<br />

9


Nom de l’UE : Bus et interfaces embarqués<br />

Responsables : Abdelhafid Elouardi<br />

PhysI-J04<br />

type d’UE : CM + TP<br />

Mention : Information, Systèmes et Technologie (EEA)<br />

Objectifs : Former les étudiants aux différents protocoles d'échange de données et de commande que l'on peut<br />

rencontrer dans les systèmes embarqués.<br />

Contenu des enseignements (avec nb d’heures) Cours TD TP<br />

10 h 20 h<br />

♦ Bus et interfaces<br />

4h<br />

8h<br />

− UART<br />

− JTAG<br />

− bus actuels : PCI, AGP x1-x8 (architecture, performances, commandes, protocoles)<br />

− interfaces périphériques : USB 1 et 2, Fire-Wire, PCMCIA<br />

− interfaces périphériques : série, parallèle, GPIB/HPIB<br />

♦ Bus CAN : système on chip et Bus CAN (commun M2P SII)<br />

− les microcontrôleurs enfouis à base de SOPC dédiés à l'Internet : exemple BECK<br />

− présentation générale du bus CAN<br />

− historique, avantages, utilisation industriel, modèle OSI/ISO, caractéristique<br />

Physique<br />

− exemples de circuits CAN<br />

− mise en œuvre d'un module "cannisé" à base de périphérique CAN (exemple :<br />

SJA1000)<br />

− mise en œuvre du bus CAN au travers de microcontrôleurs "cannisés" : le 80C592 de<br />

Philips<br />

− étude détaillée d'un système enfoui multiplexé par un bus CAN<br />

− architecture détaillée du 80C592, ses divers périphériques on chip (timer,<br />

interruptions, I/O)<br />

− le contrôleur CAN on chip du 80C592, mise en œuvre logicielle, mécanisme<br />

d'optimisation d'échanges de données (DMA)<br />

− TP : prise en main de l'environnement logiciel pour la conception de programmes en<br />

C (famille de microcontrôleurs 80C5XX) ; mécanismes d'échanges de données sur le<br />

bus CAN, Trames REMOTE et DATA ; mécanismes pour la sécurisation des échanges<br />

de données sur le bus CAN<br />

6h<br />

12h<br />

Enseignants : S. Bouaziz (MC), L. Lacassagne (MC), A. Elouardi (MC), H. Mathias (MC)<br />

Prérequis : −−−<br />

Mise en commun : partie Bus CAN commun parcours M2P SII du master <strong>IST</strong>, voir descriptif et nbre heures et ECTS<br />

Nombre maximum d’inscrits : −−−<br />

Contrôle des connaissances : examen écrit (1/2) et TP (1/2)<br />

nb d’heures : 30 h<br />

ECTS : 3<br />

12/06/12<br />

10


Nom de l’UE : Traitement du signal et applications sur DSP<br />

Responsable : Thomas Rodet<br />

Mention : Information, Systèmes et Technologie (EEA)<br />

PhysI-J05<br />

type d’UE : CM + TD-TP<br />

UE commune aux parcours SET et SECI(R&P)<br />

Objectifs : Cette UE, au cœur de l’informatique industrielle, fournit des outils théoriques élaborés de<br />

modélisation, d’estimation et de traitement du signal tout en insistant sur l’implantation de ces outils sur des<br />

dispositifs de traitement numérique. Une part importante est accordée à l’expérimentation, dans un premier<br />

temps dans un environnement de simulation (Matlab) puis sur une maquette réelle centrée sur un DSP (de la<br />

famille TMS).<br />

Contenu des enseignements (avec nb d’heures) Cours TD-TP<br />

20 h 30 h<br />

♦ DSP ( commun M2 P SII) :<br />

8 h<br />

− approche architecture : caractéristique des processeurs modernes (cache, DMA,<br />

unités de calcul rapide)<br />

− architecture des ordinateurs<br />

− registres, unités de calculs<br />

− particularités des architectures parallèles VLIW (8 unités de calcul), impact sur le<br />

code<br />

− outils de développement (compilateur, assembleur, simulateur, débogueur)<br />

− problème des entrées-sorties (cache DMA)<br />

− techniques d’optimisation logicielles<br />

− problème des entrées-sorties (cache DMA)<br />

− étude de différents cas d’école<br />

♦ Traitement du signal :<br />

12 h<br />

− modélisation, estimation paramétrique, identification de processus<br />

− moindres carrés, moindres carrés récursifs, estimation au sens du maximum de<br />

vraisemblance, filtrage de Kalman<br />

− estimation spectrale<br />

− approche non paramétrique, approche paramétrique<br />

− éléments de théorie de la décision<br />

− tests d’hypothèses, critères de Bayes, de Neyman-Pearson, MinMax<br />

♦ Approche TS en Matlab, puis implantation sur DSP :<br />

26 h<br />

− compression du son avec algorithme de type LPC (modélisation, estimation<br />

paramétrique)<br />

− estimation spectrale : reconnaissance de notes de musiques (analyse spectrale non<br />

paramétrique / analyse spectrale paramétrique)<br />

− théorie de la décision : reconnaissance de touche DTMF avec/sans bruit (analyse<br />

spectrale, filtrage adapté, estimation au sens du maximum de vraisemblance)<br />

♦ Tracking (si caméra) de cible, asservissement du servo-moteur (filtrage de Kalman) ;<br />

impact du bruit du capteur, si tracking impossible, TP d’architecture<br />

4 h<br />

Enseignants : T. Rodet (MC), L. Lacassagne (MC)<br />

Prérequis : UE Erreur ! Source du renvoi introuvable.51ou Erreur ! Source du renvoi introuvable.52 du M1 <strong>IST</strong> ou<br />

équivalent<br />

Mise en commun : parcours M2P SET du master <strong>IST</strong><br />

partie DSP parcours 5.2<br />

Nombre maximum d’inscrits : −−−<br />

Contrôle des connaissances : examen écrit (2/3) + moyenne des TP (1/3)<br />

nb d’heures : 50 h<br />

ECTS : 5<br />

12/06/12<br />

<strong>11</strong>


Nom de l’UE : Traitement d'image pour applications embarquées<br />

Responsable : Samia Bouchafa<br />

PhysI-J06<br />

type d’UE : CM +TP<br />

Mention : Information, Systèmes et Technologie (EEA)<br />

Objectifs : Former les étudiants aux techniques, méthodes et algorithmes de reconstruction et de restauration de<br />

signaux, d’images et de séquences vidéo. La majeure partie du cours concerne les techniques les plus courantes et la<br />

dernière partie concerne des méthodes plus modernes.<br />

Contenu des enseignements (avec nb d’heures) Cours TD TP<br />

38 h 12 h<br />

♦ Applications possibles, problèmes génériques :<br />

− imagerie médicale (IRM, scanner), astronomique, satellitaire, en évaluation nondestructive.<br />

− déconvolution, sur résolution, synthèse de Fourier, tomographie…<br />

♦ Méthodes et algorithmes :<br />

−<br />

moindres carrés et filtrage inverse<br />

− pénalisation quadratique, solution de Hunt et filtrage de Wiener<br />

interprétation bayésienne : moindres carrés, pénalisation / vraisemblance, loi a<br />

posteriori.<br />

♦ Travaux pratiques :<br />

− Reconstruction d'une image sur-résolue à partir d'une séquence vidéo prise à l'aide<br />

d'une webcam : Estimation du mouvement dans la scène, reconstruction sur-résolue<br />

(deux séances de 3 heures)<br />

Enseignants : S. Bouchafa (MC), T. Rodet (MC), G. Le Besnerais (Onéra)<br />

Prérequis : UE PhysI-451 ou PhysI-452 du M1 <strong>IST</strong> ou équivalent<br />

Nombre maximum d’inscrits :<br />

Contrôle des connaissances : examen écrit (3/4) + TP (1/4)<br />

nb d’heures : 50 h<br />

ECTS : 5<br />

12/06/12<br />

12


Nom de l’UE : Electronique des capteurs intégrés<br />

Responsable : Hervé Mathias<br />

PhysI-J07<br />

type d’UE : CM +TP<br />

Mention : Information, Systèmes et Technologie (EEA)<br />

Objectifs : Former les étudiants aux techniques de mise en œuvre des capteurs optiques et MEMS. Présentation de la<br />

physique de transduction associée et modélisation des différents éléments de la chaîne de mesure jusqu'à la conversion<br />

Analogique/Numérique afin de permettre une optimisation globale des performances de cette chaîne.<br />

Contenu des enseignements (avec nb d’heures) Cours TD TP<br />

28 h 12 h<br />

♦ Cours :<br />

− Caractéristiques d'une chaîne de mesure : sensibilité, dynamique, linéarité,<br />

résolution, méthodes de linéarisation et de calibration<br />

3h<br />

− Electronique des capteurs optiques: principe de détection, topologies de pixels,<br />

circuits de lecture, architecture des capteurs CCD et imageurs CMOS<br />

6 h<br />

− Electronique des MEMS : principes d'actionnement et de détection, piézorésistivité,<br />

conception de circuits de détection faible bruit, architectures d'oscillateurs intégrés<br />

à base de résonateurs MEMS<br />

6h<br />

− Conversion Analogique/Numérique : bruit de quantification, linéarité, convertisseur 6h<br />

−<br />

−<br />

flash, convertisseur à approximations successives, convertisseur sigma-delta<br />

Optimisation d'une chaîne de mesure intégrée à base de MEMS<br />

Langage de modélisation (VHDL-AMS)<br />

4h<br />

3h<br />

♦ TP :<br />

−<br />

−<br />

Modélisation en VHDL-AMS d'une chaîne de mesure intégrée<br />

Mise en œuvre sur FPAA de la chaîne de mesure modélisée<br />

8h<br />

4h<br />

Enseignants : H. Mathias (MC), A. Elouardi (MC), N. Llaser (PRAG), A. Dupret (MC), M. Poirier Quinot (MC)<br />

Prérequis :<br />

Nombre maximum d’inscrits :<br />

Contrôle des connaissances : écrit (2/3)+ TP (1/3)<br />

___________________________________________________________________________<br />

nb d’heures : 40 h<br />

ECTS : 4<br />

12/06/12<br />

13


Nom de l’UE : Conception de microsystèmes<br />

Responsable : Hervé Mathias<br />

Mention : Information, Systèmes et Technologie (EEA)<br />

PhysI-J08<br />

type d’UE : CM +TP<br />

UE partiellement commune Nanosciences et SECI(R&P)<br />

Objectifs : Former les étudiants aux techniques de conception et de simulation de dispositifs MEMS. Après des<br />

notions rapides sur la physique des MEMS (mécanique) et sur les méthodes de modélisation numériques<br />

correspondantes, les étudiants verront les démarches de conception du système complet incluant celle du<br />

microdispositif et de l'électronique associée, afin d'optimiser de manière globale les performances.<br />

Contenu des enseignements (avec nb d’heures) Cours TD TP<br />

26h<br />

24h<br />

Conception des MEMS et NEMS<br />

18h<br />

♦ Physique des microsystèmes: contraintes, déformations, equation de Poisson, de Navier<br />

Stokes …<br />

♦ Méthodes de résolution numérique d'équations aux dérivées partielles: éléments finis,<br />

éléments frontières, méthode de Fourier<br />

♦ Conception et simulation de MEMS/NEMS : prise en compte des couplages, des nonlinéarités<br />

♦ Travaux pratiques: établissement d'un modèle d'ordre réduit de microsystème<br />

12h<br />

(Matlab/Simulink); Modélisation de dispositifs MEMS par éléments finis (ANSYS);<br />

Conception globale d'un microsystème<br />

8h<br />

♦ Prise en compte des non-idéalités de l'électronique associée<br />

♦ Mise en équation des caractéristiques du microsystème : détermination des<br />

caractéristiques (sensibilité, biais, linéarité) de la chaîne globale; études de sensibilité<br />

pour dimensionner et choisir les différents éléments.<br />

♦ Détermination de la résolution : étude globale du bruit du système<br />

♦ Travaux pratiques : Conception d'un microsystème (par exemple accéléromètre) et de<br />

son électronique associée sous Coventor avec obtention du dessin des masques du<br />

dispositif MEMS<br />

12h<br />

Enseignants : H. Mathias (MC), J. Juillard (Supélec)<br />

Pré requis : −−−<br />

Mise en commun : la partie Conception des MEMS et NEMS est commune au parcours Nanodispo<br />

Nombre maximum d’inscrits : −−−<br />

Contrôle des connaissances : examen écrit (2/3) + TP (1/3)<br />

nb d’heures : 50 h<br />

ECTS : 5<br />

12/06/12<br />

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Nom de l’UE : Fabrication et caractérisation de MEMS<br />

Responsables : Élisabeth Dufour-Gergam<br />

Mention : Information, Systèmes et Technologie (EEA)<br />

PhysI-J09<br />

type d’UE : CM + TP<br />

UE commune Nanosciences et SECI(R&P)<br />

Objectifs : Former les étudiants aux techniques de fabrication et de caractérisation de dispositifs MEMS. La plus<br />

grande partie de cette UE se fera sous forme de TP en salle blanche. Le cadre de cette UE est l'UE projet techno<br />

logique du parcours Nanosciences mais avec un contenu lié aux dispositifs conçus dans les autres modules.<br />

Contenu des enseignements (avec nb d’heures) Cours TD TP<br />

6 h 24 h<br />

♦ Fabrication de MEMS<br />

6 h 16 h<br />

− Photolithographie<br />

− Gravure : RIE, gravure humide<br />

− Bonding<br />

♦ Caractérisation<br />

− Caractérisation optique et électrique des dispositifs fabriqués<br />

8 h<br />

Enseignants : É. Dufour-Gergam (PU), H. Mathias (MC), F. Parrain (MC)<br />

Prérequis : −−−<br />

Nombre maximum d’inscrits : −−−<br />

Contrôle des connaissances : examen écrit (2/3) + TP (1/3)<br />

nb d’heures : 30 h<br />

ECTS : 3<br />

12/06/12<br />

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