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Pendant ce cours, les étudiants vont revoir:

- les nombres complexes,

- l'intégration,

- les fonctions trigonométriques,

- les bases de l'algèbre linéaire,

- les équations différentielles,

- les séries de Fourier.

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Le module se compose de 2 cours - TD sur les aspects conception algorithmique. Un cours - TD consacré aux principes fondamentaux du langage C ( pointeurs et notions de sous-programme).  Une série de 5x1.75h de BE est ensuite proposée pour la découverte de la programmation en C dans l’environnement Code Blocks. Un BE de  8x3.5h est finalement proposée. Il consiste à proposer le développement complet d'un jeu, de la conception à la programmation en langage C.

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Ce cours comprend 10 séances de cours-TD. Au cours de ces séances, nous introduisons : le plan complexe C et les représentations algébrique et géométrique d'un nombre complexe ; les séries entières complexes et leur disque de convergence ; les fonctions complexes et les notions de limite, continuité et différentiabilité sur C ; les fonctions complexes multiformes et les déterminations de rang ; les fonctions holomorphes et les équations de Cauchy-Riemann ; les fonctions méromorphes et la série de Laurent ; l'intégrale curviligne complexe et les lemmes de Jordan ; le calcul des résidus et les Théorèmes de Cauchy et des Résidus, avec application au calcul intégral et au calcul de séries réelles.

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• L'interface de l'environnement "MATLAB"
• Saisie de commandes et création de variables
• Analyse de données vectorielles et matricielles
• Visualisation de données vectorielles et matricielles
• Traitement de fichiers de données
• Types de données
• Automatisation de commandes avec des scripts
• Ecriture de programmes contenant boucles et branchements conditionnels
• Ecriture de fonctions
• Création et modification des modèles "Simulink", et simulation de la dynamique d'un système
• Modélisation de systèmes continus, discrets et hybrides
• Modification des options du solveur pour la précision et la performance des simulations
• Hiérarchie dans un modèle "Simulink »
• Création de composants avec des sous-systèmes, des bibliothèques et des références de modèle

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1)      Notions élémentaires : circuits électriques  – Grandeurs électriques et unités SI -  Lois de Kirchhoff – Signaux électriques élémentaires

2)      Éléments des circuits : relations caractéristiques – Modèle linéaire ou linéarisé – relation courant/tension/puissance – stockage d’énergie électrique ou magnétique

3)      Circuit d’ordre 1 : équation générale – solution du régime homogène – solution des régimes DC et AC – solution du régime sinusoïdale permanent – Notation complexe – Représentation spectrale

4)      Circuit d’ordre 2 : équation générale – solution du régime homogène – solution des régimes DC et AC – solution du régime sinusoïdale permanent – Notation complexe – Représentation spectrale - Résonances

5)      Transformé de LAPLACE appliquée aux études des circuits en régime temporel quelconque

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1-           PUISSANCES ELECTRIQUES EN REGIME SINUSOIDAL MONOPHASE

1-1. Grandeurs alternatives sinusoïdales                                                        

1-2. Impédances complexes                               

1-3. Puissances en régime sinusoïdal monophasé                                      

1-4. Relèvement du facteur de puissance

2-           PUISSANCES ELECTRIQUES EN REGIME NON SINUSOIDAL

2-1. Problèmes posés par les charges déformantes : pollution harmonique

2-2. Analyse harmonique de signaux périodiques

2-3. Puissances en régime non sinusoïdal     

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Présentation du transformateur monophasé

Transformateur monophasé parfait

Modèles équivalents du transformateur monophasé

Caractéristiques du transformateur réel

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1)      Méthodes d’analyse des circuits linéaires invariants dans le temps : Analyse par potentiels des nœuds  – Analyse par courants des mailles -  Régime temporel et résolution des systèmes d’équations linéaires en p – Régime sinusoïdal permanent et résolution des systèmes d’équations linéaires en jw

2)      Fonction de transfert : équation caractéristique -  zéros et pôles – Analyse en régime temporel quelconques – Analyse en régime sinusoïdal permanent – Eléments simples en régime sinusoïdal permanent – Diagramme de Bode

3)      Théorèmes fondamentaux : superposition – Substitution - Thévenin/Norton -  Réciprocité – Kennelly –Tellegen –Dualité

4)      Quadripôle : Matrices caractéristiques – Droite de chargé – Droite du générateur – Classification et caractéristiques des quadripôles - Associations des quadripôles

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Support pédagogique:

Réalisation d'un système électronique de mesure des parties réelle et imaginaire d'une impédance.

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Propriétés des structures de base (transistor à émetteur commun, base commune, collecteur commun) : polarisation en continue (droite de charge statique), amplification en alternatif (droite de charge dynamique, calcul du gain en tension, influence de la résistance interne du générateur alternatif sur ce gain, calcul des impédances d'entrée et sortie).

Notion de charge active.

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1 semestre de 12 séances hebdomadaires dont l'objectif est le développement de son projet professionnel personnel.

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1 semestre de 12 séances hebdomadaires dont l'objectif est le développement de son projet professionnel personnel.

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Un semestre de 12 séances interactives et hebdomadaires.

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Des éléments sur la théorie de l’intégration sont rappelés.

La transformée de Fourier est introduite sur les fonctions intégrables et l’application à d’autres fonctions est progressivement proposée.

Les propriétés et règles de calculs de la transformée de Fourier sont données et mises en oeuvre.

Une autre partie du module est consacré à la transformée de Laplace et la transformée en Z. Les définitions et les règles de calculs sont données. Ces notions sont mises en oeuvre sur des exercices. 

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Calcul de la probabilité d’un événement lors d’une expérience aléatoire ; probabilité conditionnelle ; indépendance.

Les principaux modèles univariés ; les modèles discrets : loi de Bernoulli, loi binomiale, loi de Poisson, loi géométrique, loi hypergéométrique ; les modèles à densité : loi uniforme, loi exponentielle, loi gamma, loi gaussienne, loi log-normale, loi de Cauchy.

Les modèles multivariés ; corrélation ; loi multinomiale, loi gaussienne multidimensionnelle, loi de Pareto, Loi de Cauchy ; loi conjointe, lois marginales ; indépendance ; changement de variables . Les outils de calage d’un modèle ; estimation d’un paramètre, estimation sans biais de variance minimum, estimation par maximum de vraisemblance. 

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Mise en œuvre d'un système informatique minimal à partir d'une interface EROS (Etude Rationnelle d'un Ordinateur par Simulation) avec analyse du séquencement des instructions et programmation en langage assembleur avec pilotage d'entrées/sorties.

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Séances de travaux pratiques

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Organisation:

   - Travail en groupe de 4 à 5 étudiants en séances de cours, travaux

     dirigés

   - Travail en binômes en TP et projet

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Ce cours comporte sept parties :
- Architecture des front-end analogique : Hétérodyne et super hétérodyne. Role et specification des filtres ans le système.
- Déterminatiion d'une fonction de filtrage partiellement connue : comment trouver une fonction ou une famille de fonction répondant à une caractéristique électrique connue (soit magnitude ou phase, parties réelle ou imaginaire, partie paire ou impaire).
- Techniques de synth_s ede réseaux LC : méthodes de  Cauer, Foster et Darlington metod.
- Fonctions d'approximation en atténuation : Butterworth, Tchebychev.
- Conception de filtres passe-bas prototype.
- Transformations en fréquences: du prototype passe-bas vers le filtre passe-haut, passe-bande ou coupe bande.
- Filtres actifs

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Introduction aux Asservissements Linéaires Continus

- Notion de systèmes linéaires

- Modélisation par fonction de transfert et schéma-blocs

- Structure d'un asservissement avec rétroaction, lien entre le processus à commander et la partie signal

Analogies Physiques

- Introduction aux analogies physiques dans les systèmes énergétiques : variables généralisées d'énergie et de puissance

- Les éléments des systèmes physiques : éléments sources, dissipatifs ou de stockage d'énergie (sous forme cinétique ou potentielle), éléments d'interconnexion (loi des mailles et lois des nœuds généralisées, transformateurs et gyrateurs)

- Causalité dans les systèmes physiques

- Exemples de systèmes : cas académiques, régulation de niveau, asservissement de position

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Cet enseignement comporte des cours d'une part sur la théorie de fonctionnement de l'onduleur monophasé et ses stratégies de commande et d'une autre part sur le principe des redresseurs de tension monophasés et triphasés non commandés (à diodes) et commandés (à thyristors).

Ces théories sont accompagnées de deux bureaux d'étude pour la simulation de l'onduleur de tension monophasé et le redresseur de tension triphasé commandé et non commandé.

Il est également accompagné de travaux pratiques autour l'onduleur de tension monophasé et le redresseur de tension triphasé commandé et non commandé.

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Cet enseignement comporte un cours sur la théorie de fonctionnement d’un convertisseur continu-continu non isolé. Les hacheurs dévolteurs et survolteurs sont étudiés avec les différentes configurations de réversibilités en tension et en courant.

Ce cours est accompagné d’un bureau d'étude pour la simulation des hacheurs dévolteurs et survolteurs et d’un projet de réalisation d’un hacheur dévolteur.

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·       Détermination du couplage d’une charge triphasée ;

·       Détermination de la chute de tension dans une ligne de transport ;

·       Détermination du courant consommé par une installation triphasée ;

·       Calcul du facteur de puissance d’une installation triphasée et relèvement du facteur de puissance ;

·       Etude de la pollution harmonique d’une installation (filtrage) ;

·       Calcul du courant dans le neutre dans le cas d’une charge déséquilibrée ;

·       Détermination du couplage et de l’indice horaire d’un transformateur triphasé ;

·       Calcul des pertes dans un transformateur triphasé.

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Un semestre de 12 séances interactives et hebdomadaires.

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Les cours Careers & Management (CAM) sont divisés en deux modules de six semaines par semestre. Chacun des quatre modules annuels comprend 10,5 heures de formation en présentiel (TD, CTD ou CM). Les formateurs sont des enseignants et des non-enseignants issus de n7, Toulouse Business School-TBS, Toulouse School of Economics-TSE et Toulouse School of Management-TSM qui travaillent en collaboration avec le réseau des anciens élèves de n7, AIN7. Les cours sont dispensés en français ou en anglais. Au semestre 6, les étudiants choisissent 2 modules parmi 4 options : Leadership ou Management ou Entrepreneuriat ou Citoyenneté.

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Les cours Careers & Management (CAM) sont divisés en deux modules de six semaines par semestre. Chacun des quatre modules annuels comprend 10,5 heures de formation en présentiel (TD, CTD ou CM). Les formateurs sont des enseignants et des non-enseignants issus de n7, Toulouse Business School-TBS, Toulouse School of Economics-TSE et Toulouse School of Management-TSM qui travaillent en collaboration avec le réseau des anciens élèves de n7, AIN7. Les cours sont dispensés en français ou en anglais. Au semestre 6, les étudiants choisissent 2 modules parmi 4 options : Leadership ou Management ou Entrepreneuriat ou Citoyenneté.

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Pendant ce cours, les étudiants étudieront des méthodes de discrétisation d'équations aux dérivées partielles (méthode des différences finies et méthode des éléments finis). Des exemples de l'électromagnétisme seront traités en bureau d'études.

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seances de cours et TD

4 seances de BE pour mise en oeuvre, sur materiel API, logiciels de programmation, partie operatives différents.

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Le cours comporte cinq parties:

– Introduction aux concepts de base de la conception et de la programmation par objet

– Caractéristiques générales des langages à objet (encapsulation, classification, héritage, polymorphisme, liaison dynamique, etc.)

– Les bases de la programmation en C++ (typage, structuration de programmes, références, etc.)

– Les spécificités de l’orienté-objet en C++ (classification et héritage, entrées-sorties, exceptions, templates)

– Concepts de base d’autres langages et méthodes objet (introduction à Java et UML).

Le bureau d'étude (TD) permet une mise en pratique de ces concepts et techniques de développement en se concentrant plus sur l’aspect conception et classification que sur l’aspect algorithmique.

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Cours-TD 1 : Introduction, Rappels sur la transformée de Fourier
Cours-TD 2 : Classes de signaux et leurs représentations 

Cours-TD 3 : Filtrage à temps continu

Cours-TD 4 : Etude d'un système multi-trajet
Cours-TD 5 : Intérêt du numérique - échantillonnage
Cours-TD 6 : Quantification - Transformée de Fourier Discrète (début) Cours-TD 7 : Transformée de Fourier Discrète (suite) : zero padding, algorithme rapide (FFT)
Cours-TD 8 : Estimation de l'autocorrélation et analyse spectrale : périodo/corrélogramme, Densité Spectrale de Puissance
Cours-TD 9 : Rappels de transformée en Z, filtrage linéaire invariant par rapport au temps  et applications

BE 1 à 5 : Analyse spectrale et filtrage de signaux simulés et réels sous Matlab

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Le cours est une introduction complète à la microélectronique embarquée.
Il couvre :

1. Les principes de base du numérique (échantillonnage, quantification, bus, mémoires).

2. Le fonctionnement détaillé d’un microprocesseur : unités de calcul, commande, cycle d’exécution et jeu d’instructions.

3. Les mémoires : RAM, ROM, EEPROM, Flash, et leur hiérarchie.

4. Les microcontrôleurs PIC :

   • Architectures Harvard et Von Neumann

   • Différences RISC / CISC

   • Organisation mémoire et gestion des interruptions

   • Périphériques : ports d’E/S, timers, CAN (ADC), UART, SPI, etc.

   • Exemples de codes assembleur et C pour PIC18 et PIC24.

C’est donc un cours à la fois théorique et pratique, orienté vers la compréhension du matériel et la programmation bas niveau.

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les connaissances sont apportées au cours de 8 séances de 1h45, et évaluées au cours d'un examen d'1h.

certains principes sont introduits et certains cas sont traités durant des séquences d'exercices intégrés aux cours, afin que les étudiants identifient facilement les objectifs et la finalité de la démarche

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Intérêt de la boucle fermée : boucle ouverte, boucle fermée, correction proportionnelle, stabilité, précision, rapidité = cruel dilemme !, calcul du correcteur proportionnel / cahier des charges

Correcteurs de type intégrale : méthode de compensation du pôle dominant, méthode de l’optimum symétrique, méthode du 1/10, implantation

Correcteurs de type dérivée : calcul des paramètres par imposition de la bande passante, par la méthode compensation de pôle, implantation

Correcteurs de type PID : calcul par compensation de pôles, par combinaison PI – Avance de phase

Méthodes expérimentales de réglage de correcteurs PI, PID : Réglage d’expert, méthode de Broïda, de Ziegler Nichols et méthode du relais

Architectures de commande : le PI et plus…, plus de variables d’état à contrôler, un peu d’anticipation

Mise en situation : application support

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Il s'agira donc pour les principales topologies de base de convertisseurs (AC-DC, DC-DC, DC-AC) de :
1- Mettre en œuvre le transfert de puissance dans les convertisseurs,
2- Evaluer la qualité des formes d’ondes et dimensionner des filtres d’entrée et de sortie,
2- Evaluer quantitativement les pertes dans les convertisseurs de puissance.

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Après avoir appris les bases du langage, nous établirons les règles d'écriture pour concevoir des circuits numériques. Nous effectuerons des analyses de cas pratiques afin de comprendre les interactions entre la description comportementale en VHDL et le circuit numérique réalisé. Nous illustrerons ce cours sur circuit FPGA. 80% de l'enseignement se fera sur outils de conception (VIVADO de chez Xilinx).

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Les trois séances de TP s’articulent autour de la réalisation complète d’un modulateur FSK V.21 destiné à transmettre une trame numérique selon les standards télécoms.
Les activités incluent :

• Une étude théorique sur la modulation FSK V.21 : caractéristiques, fréquences, fonctionnement, codage binaire.

• La génération numérique de sinus par différentes méthodes :

  • approximation mathématique (fonction sinf),

  • lecture dans une LUT (Look-Up Table),

  • implémentation optimisée en assembleur.

• L’intégration progressive du modulateur sur un DSP ADSP-21369 via plusieurs versions du programme.

• L’analyse temporelle et fréquentielle du signal généré.

• L’évaluation et la comparaison des cycles machine nécessaires selon les méthodes employées.

• La production d’un rapport structuré présentant :

  • le cahier des charges,

  • les méthodes de modulation/démodulation,

  • l’étude théorique FSK,

  • l’intégration matérielle et les résultats obtenus,

  • une conclusion avec pistes de démodulation.

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À la fin du cours l’étudiant sera en mesure de :

1. Distinguer par classe type les machines magnétiques tournantes, machine synchrone ou asynchrone, pôles lisses ou pôles saillants
2. Établir les relations analytiques de base afin de définir un modèle commande
3. Déployer la méthode de modélisation visant in fine à obtenir un modèle simple en régime permanent ou transitoire permettant par exemple de calculer des courants de court-circuit ou des rendements.
4. Obtenir un modèle pour le contrôle de la machine alimentée par un convertisseur statique
5. Calculer des points de fonctionnement en régime permanent et définir les domaines de fonctionnement de la machine dans le plan couple-vitesse

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Ce cours présente les principes de fonctionnement et les structures de base des principales machines électriques utilisées dans les systèmes électromécaniques et énergétiques industrielles modernes (machines à courant continu, alternateurs, moteurs asynchrones, moteurs synchrones, etc.) et met l’accent sur la conversion d’énergie électromécanique, la modélisation des machines, ainsi que les principes électromagnétiques sous-jacents.

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1 semestre de 12 séances interactives et hebdomadaires.

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1 semestre de 12 séances hebdomadaires dont l'objectif est le développement de son projet professionnel personnel.

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1 semestre de 12 séances hebdomadaires dont l'objectif est le développement de son projet professionnel personnel.

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Présentation d'un asservissement de vitesse échantillonné : schéma-blocs, fonctions mises en oeuvre dans une commande numérique.

Influence de la période d'échantillonnage : influence de la période d'échantillonnage sur la stabilité, effet déstabilisant de l'Echantillonnage/Blocage.

Etude de l'asservissement par l'approximation à un système continu : définition du système continu équivalent, méthodes d’étude des asservissements échantillonnés, synthèse du correcteur en p, discrétisation de correcteur continu.

Transformée en z : définition et propriétés, fonctions de transfert discrètes, pôles réels-pôles complexes.

Etude temporelle des systèmes asservis échantillonnés : étude statique : précision, étude dynamique : stabilité, réponses temporelles.

Synthèse de correcteurs échantillonnés, Réglage expérimental de correcteurs échantillonnés

Critères de choix de la période d'échantillonnage : critère de Shannon, pôles réels, Pôles complexes, déphasage dû à l'échantillonnage/blocage, temps de traitement sur calculateur, problème de la dérivation, influence du bruit, codage des nombres sur microprocesseur.

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- Rappel sur les systèmes linéaires et le formalisme d'équations d'états, définition d'un système non linéaire, non linéarités particulières et combinaison de non linéarités

- Méthodes de résolution de systèmes non linéaires : linéarisation autour d'un point de fonctionnement, méthode du premier harmonique, méthode du plan de phase

- Exemples d'illustration : asservissement de position en présence d'une non linéarité, modèle prédateur-proie, pendule simple (avec et sans frottements), régulation de niveau

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Le cours propose la description de l’organisation d’un système d’exploitation, la notion de processus / tâche, l’ordonnancement de tâche avec un focus sur l’exécution de tâches temps réel, la programmation multithreads avec partage de données et synchronisation par moniteurs. Ce cours s’accompagne d’exemples et de la pratique de ces concepts sur Unix-Linux et OSEK-TrampolineOS dans le cadre de bureaux d’études. Trois bureaux d’étude proposent aux étudiants de découvrir (1) le Shell et les commandes de base d’Unix/Linux, (3) la mise en œuvre des applications multithreads avec l’utilisation de mécanisme de synchronisation par moniteurs et la programmation d’une application temps réel de contrôle d’un pendule inversé sur un robot Lego Mindstorm utilisant OSEK-TrampolineOS.

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Utiliser des architectures de commande basées sur des correcteurs linéaires d'ordre faible de type P, PI ou PID permet de réaliser la commande d'une certaine classe de systèmes avec de très bonnes performances mais comment faire si le système en boucle ouverte est déjà d'ordre 4,5,..10,..,100,.. comme le sont une grande majorité des systèmes autour de nous et dans l'industrie (systèmes électriques comme des convertisseurs, des actionneurs électriques ou des réseaux; mais aussi des systèmes de production d'énergies renouvelables, des véhicules, des robots, des chaînes de productions, des systèmes de chauffages, des systèmes économiques,..). Les correcteurs précédemment évoqués ont une action efficace sur plage de fréquence déterminée mais ont une efficacité limitée quand il s'agit de maîtriser le comportement dynamique d'un système d'ordre important, qui plus est, quand ses pôles sont éparpillés dans le spectre fréquentiel. Ce que propose ce cours est l'introduction d'un formalisme de modélisation dit "dans l'espace d'état" qui permet l'analyse et la synthèse de lois de commandes appropriées pour de tels systèmes, quel que soit leur ordre, que nous côtoyons au quotidien.

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Cet enseignement est une introduction aux dispositifs électroniques de puissance pour le contrôle de la puissance réactive dans les réseaux de transport d'énergie électrique. Les principes des compensations parallèle et série sont abordés. La méthode de dimensionnement d’un compensateur à base de réactances contrôlées par thyristors est présentée. Un exemple est traité sous la forme d’un bureau d'étude.

- Savoir dimensionner un dispositif de compensation de puissance réactive pour une ligne de transport d'énergie électrique.  

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• Cet enseignement présente les aspects technico-économiques du photovoltaïque et de l’éolien.
• Photovoltaïque : de la cellule photovoltaïque au système, rayonnement solaire, conversion photovoltaïque, panneaux photovoltaïques, centrales de production, coût, impact environnemental.
• Eolien : Caractérisation de la ressource éolienne (le vent), effets d’altitude et de sillage, éléments théoriques (limite de Betz) sur le productible éolien et sur l’efficacité énergétique des aérogénérateurs ;  du contrôle mécanique par réglage des pâles aux zones de fonctionnement du démarrage à l’arrêt en sécurité.
• Constitution des aérogénérateurs électriques : nacelles avec et sans multiplicateur de vitesse.

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Cet enseignement présente tout d'abord les principes de base de la commande en modulation de largeur d'impulsion des onduleurs de tension monophasés ou triphasés. Les différentes formes d'ondes sont analysées afin de déterminer les éléments de filtrage des tensions et des courants. Des exemples sont traités sous la forme d’un bureau d'étude et d’un projet.

Savoir dimensionner les éléments de filtrage associés à un onduleur de tension monophasé ou triphasé commandé en modulation de largeur d'impulsion.

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Cette formation comporte 3 parties distinctes : 1- découverte des transistors de puissance silicium et grand-gap (GaN et SiC). 2- Analyse de la commutation et maîtrise des perturbations générées (surtensions, surcourants, cross-conduction, courants de mode commun), 3- Mise en œuvre en pratique des isolations et réglage des paramètres.

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Ce module aborde les aspects thermiques essentiels à la conception et à la fiabilité des dispositifs d’électronique de puissance utilisés dans les convertisseurs, onduleurs ou alimentations de forte puissance.
Le cours porte sur les mécanismes de génération de chaleur, la modélisation thermique (réseaux RC, résistances d'interface) et les outils d'analyse proposés par les fabricants.

Il aborde également le choix des solutions de refroidissement et leur intégration dans une architecture, en accordant une attention particulière aux contraintes de performance, de compacité et de durée de vie.

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Le GOUPIL est un petit véhicule utilitaire électrique utilisé pour des applications industrielles, municipales ou logistiques. Sa simplicité mécanique et sa chaîne de propulsion 100 % électrique en font un excellent support pédagogique pour l’étude des systèmes électromécaniques et énergétiques.

Les étudiants baseront tout d'abord leur analyse sur l'étude du véhicule et sur l'acquisition de données fournies par l'OBD (on-board diagnostics). Ils seront ensuite chargés de la modélisation de l'ensemble des éléments constituants de la chaîne de propulsion, en se répartissant le travail en sous-groupe.

Ils devront ainsi mettre en pratique des compétences de communication et d'organisation pour aboutir à une comparaison de leur modèle avec le véhicule existant, d'analyser le modèle et proposer d'éventuelles solutions d'amélioration.

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Cette formation est composée de 4 cours distincts qui portent sur : Le montage émetteur commun cascodé, Le régulateur linéaire, Les amplificateurs classes A, B et AB, et Le transistor MOSFET silicium. Chaque thème est illustré par des simulations sous PSpice permettant d'acquérir les concepts vus en cours.

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Cette formation est composée de 4 cours distincts qui portent sur : VCO, PLL, Dispositifs à transfert de charges, logique TTL et CMOS au niveau transistor. Chaque thème est illustré par des simulations sous PSpice permettant d'acquérir les concepts vus en cours.

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Le projet consiste à concevoir, simuler, réaliser et tester un récepteur FM analogique intégrant les fonctions suivantes:

- Amplification sélective à fort gain

- Démodulation FM: utilisation d'une Boucle à verrouillage de phase (PLL)

- Filtrage du signal audio issu du démodulateur

- Amplification de puissance et connexion sur haut parleur

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Les étudiants verront dans ce cours les notions sur la propagation guidée (réflexion, transmission, ondes stationnaires). Ils prendront en main l'Abaque de Smith pour la résolution de circuits. Les techniques d'adaptation seront détaillées (en éléments discrets, inverseur quart d'onde, circuit simple stub). Les paramètres S seront introduits ainsi que l'Analyseur de réseau qui permet de le mesurer. Des exercices viendront illustrer le cours. Un Bureau d'Etude sur ADS permet également de comprendre et vérifier les techniques d'adaptation réalisées.

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I- Lois de l’électromagnétisme classique

I-1- Notion de champs électromagnétiques instantanés

I-2- Equations de Maxwell

I-3- Régime harmonique en électromagnétisme

II- Propagation électromagnétique en espace libre

            II-1- Champ électromagnétique en propagation libre

II-2- Vitesses de groupe et de phase en propagation libre

II-3- Application : interaction d’une onde plane avec une surface (métallique ou diélectrique)

III- Propagation électromagnétique guidée

            III-1- Champ électromagnétique en propagation guidée

            III-2- Notion de modes propagatifs et évanescents

III-3- Phénomène de dispersion en électromagnétisme

III-4- Vitesses de groupe et de phase en propagation guidée

III-5- Application : Calcul du mode fondamental dans un guide rectangulaire métallique creux

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Les étudiants seront familiarisés à la notion de propagation des ondes et au rayonnement électromagnétique. Ils verront les différentes caractéristiques des antennes (datasheet) et les différentes familles des antennes. La mise en réseau des antennes sera abordée. Les techniques de simulation et de mesure d'antennes seront détaillées.

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Ce cours offre une introduction à l’optoélectronique, en se concentrant sur les systèmes de communication par fibre optique. Les principaux thèmes abordés incluent :

·        Fondamentaux des fibres optiques : Types de fibres optiques, mécanismes d’atténuation, dispersion et limitations de bande passante.

·        Sources de lumière : Fonctionnement et caractéristiques des sources de lumière à jonction PN (DEL et diodes laser), y compris la modulation et l’efficacité.

·        Photodétecteurs : Principes des photodiodes (PIN, APD), responsivité et mécanismes de bruit.

·        Électronique d’amplification et de filtrage : Conception d’amplificateurs transimpédance (TIA), analyse du bruit et techniques de filtrage pour les récepteurs optiques.

·        Bruit en photodétection : Sources de bruit (bruit de grenaille, bruit thermique, courant d’obscurité) et stratégies pour minimiser leur impact sur les performances du système.

·        Considérations au niveau système : Intégration des composants dans des liaisons de communication par fibre optique, y compris les calculs de bilan de liaison et l’optimisation des performances.

Le cours combine des cours théoriques, des exercices pratiques et des séances de laboratoire pour renforcer les concepts et développer des compétences pratiques.

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- Cours :     Etudier le spectre hyperfréquence et applications : 

Filtres hyperfréquence à base de lignes de transmission : transformation de Richards, transformation de Kuroda, modèle à inverseur d'impédance, notion de périodicité et contrôle de la réponse hors bande

 Les multipôles :Diviseurs de puissance.

Coupleurs : hybride, T magique, coupleurs de proximité, montages cascade- Tandem, coupleur de Lange 

Conception de fonctions à base de coupleur : déphaseur, atténuateur, multiplexeur, mélangeur, montage équilibré       

              - TP :      Simulation non linéaire d'une chaine de conversion de fréquence (ADS). Conception d'un filtre passe-bande à stubs: de la synthèse à la simulation électromagnétique

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- Cours : Etudier les technologies hyperfréquences planaires : hybride, monolithiques (MMIC)  

Conception d'amplificateurs RF :Polarisation d'un transistor, classes d'amplification

Notions de linéarité : P1dB, IM3, IP3, OBO/IBO, rendement, PAE

Stabilisation d'un transistor : Cercle de stabilité, zone de stabilité, Coefficient de Rollet (K,B), méthodologie de stabilisation, MSG, MAG

Amplificateur optimisé en gain, Amplificateur à gain fixe, Amplificateur faible bruit

Conception en MMIC : du transistor à l'amplificateur intégré et l'extraction des caractéristiques de linéarité.

            - Projet d'une Conception d'une puce MMIC GaAs: Utilisation de bibliothèque de fonderie OMMIC - ED02AH. Conception d'un LLA répondant à des spécifications réelles d'équipement spatiaux (Thales Alenia Space)

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- Les fonctions analogiques seront réalisées à partir de montages à amplificateur opérationnel et transistors MOSFET en commutation, testées en simulation avant d'être implantées sur PCB.

- La partie numérique sera développée en langage VHDL sur une carte de développement FPGA

- Le choix de la fréquence d'échantillonnage et des composants devra être justifié.

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A travers cet enseignement, 3 parties sont couvertes:

(1) les fonctions fondamentales réalisées à l'aide de transistor MOS et bipolaire;

(2) le principe de la contre-réaction

(3) la méthode de compensation basée sur l'effet Miller d'un amplificateur.

(4) la conception d'un amplificateur CMOS (théorie, simulation)

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Ce cours aborde les principes et les défis liés à la conversion et au traitement des signaux dans une chaîne d’instrumentation. Les thèmes principaux incluent :

•              Conversions analogique-numérique (CAN) et numérique-analogique (CNA) : architectures (flash, SAR, sigma-delta, etc.), résolution, rapidité, et limitations.

•              Bruit et erreurs : bruit de quantification, rapport signal sur bruit (SNR), distorsion harmonique (THD), et repliement de spectre (aliasing).

•              Filtrage associé : conception de filtres antirepliement, filtres à capacités commutées, et filtres numériques (FIR, IIR).

•              Applications pratiques : étude de cas sur des chaînes d’acquisition (capteurs, conditionnement, CAN) et de génération de signaux (CNA, reconstruction, filtrage).

•              Outils et méthodes : utilisation de logiciels de simulation (PSpice, MATLAB) et d’instruments de mesure (oscilloscope, analyseur de spectre).

Le cours combine des cours théoriques, des travaux dirigés, et des séances de laboratoire pour appliquer les concepts à des problèmes concrets.

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- Les fonctions analogiques seront réalisées à partir de montages à amplificateur opérationnel et transistors MOSFET en commutation, testées en simulation avant d'être implantées sur PCB.

- La partie numérique sera développée en langage VHDL sur une carte de développement FPGA

- Le choix de la fréquence d'échantillonnage et des composants devra être justifié.

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1 semestre de 12 séances interactives et hebdomadaires.

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Les cours Careers & Management (CAM) sont divisés en deux modules de six semaines par semestre. Chacun des quatre modules annuels comprend 10,5 heures de formation en présentiel (TD, CTD ou CM). Les formateurs sont des enseignants et des non-enseignants issus de n7, Toulouse Business School-TBS, Toulouse School of Economics-TSE et Toulouse School of Management-TSM qui travaillent en collaboration avec le réseau des anciens élèves de n7, AIN7. Les cours sont dispensés en français ou en anglais. Au semestre 6, les étudiants choisissent 2 modules parmi 4 options : Leadership ou Management ou Entrepreneuriat ou Citoyenneté.

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Les cours Careers & Management (CAM) sont divisés en deux modules de six semaines par semestre. Chacun des quatre modules annuels comprend 10,5 heures de formation en présentiel (TD, CTD ou CM). Les formateurs sont des enseignants et des non-enseignants issus de n7, Toulouse Business School-TBS, Toulouse School of Economics-TSE et Toulouse School of Management-TSM qui travaillent en collaboration avec le réseau des anciens élèves de n7, AIN7. Les cours sont dispensés en français ou en anglais. Au semestre 6, les étudiants choisissent 2 modules parmi 4 options : Leadership ou Management ou Entrepreneuriat ou Citoyenneté.

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Ce cours présente les dernières évolutions pour les systémes optoélectroniques dans le domaine des hautes fréquences avec un focus sur les applications télécos courtes distance telles que la norme 10Gb ethernet. La modélisation des composants essentiels à ces systèmes : diode laser, photodiode, modulateur électro-optique, etc. est présentée en détail. La conception de circuits dédiés à la modulation haute-fréquence des diodes laser et à l’amplification des signaux photodétectés est permet d’envisager dans une approche système la conception d’une système de communication dans le domaine GHz.

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Cet enseignement est un apprentissage par projet de conception de multiplexeurs hyperfréquences à partir de la détermination de matrices de couplage.

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1. Introduction à la photonique intégrée

• Rappel des principes de base de l’optique guidée : équations de propagation, modes guidés, dispersion.

• Notion d'indice effectif, indice de groupe

• Comparaison des principales plateformes de photonique intégrée (Silicium, SiN…).

• Comparaison fibre optique / photonique intégrée

2. Structures fondamentales et composants passifs

• Couplage optique : edge coupler, grating coupler.

• Structure passive: Guide optique simple, Guide optique courbe, Y-splitter, Multi-Mode Inteferometer, coupleur directionnel

• Interféromètres et filtres optiques : Mach-Zehnder Interferometer (MZI), anneaux résonants (microring resonator), réseaux de guides d’ondes (AWG).

3. Composants actifs et modulateurs

• Principe des modulateurs optiques : modulateurs électro-optiques, thermo-optiques et acousto-optiques.

• Détection et conversion opto-électronique.

4. Outils et techniques de simulation

• Introduction aux méthodes de simulation : méthodes EME (Eigenmode Expansion), FDTD (Finite-Difference Time-Domain).

• Prise en main des logiciels de simulation et paramétrage des structures photoniques.

5. Bureau d’étude : conception d’un réfractomètre intégré

• Spécifications du projet : détection de biomolécules via un changement d’indice de réfraction.

• Conception et optimisation de la structure à l’aide des logiciels de simulation.

• Analyse des performances et validation du dispositif.

• Rédaction d’un rapport de conception détaillé.

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1)                  Généralités sur IoT: Histoire et évolution – architecture – applications

2)                  Données dans IoT : Codage – Modulation – Intégrité des données – Sécurité des données  – choix en fonction des applications

3)                  Exemple des systèmes IoT : NFC (Fréquence/portée/application – Standards NFC – Exemple ISO/IEC14443 – Solutions proposées par NXP)

4)                  Couche physique et exemples de conception électronique : circuit de couplage inductif pour applications HF – problématique d'alimentation des tags passifs – adaptation  d'antenne – bilan des puissances

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Première partie : Vision globale du monde de la microélectronique (2h - Cours magistral)

• Introduction à la microélectronique

• • Principes de base et rôle dans l’industrie électronique.
  • Évolution historique et avancées technologiques.

• Présentation des matériaux et composants clés

• • Wafer : fabrication et rôle dans la conception des circuits.
  • Masques et boîtiers : processus de fabrication et impact sur les performances.
  • Types de circuits intégrés : analogiques, numériques, mixtes (exemples et applications).

• Présentation des structures et contraintes de base du VHDL
• Présentation du projet

Deuxième partie : Introduction et approfondissement du langage VHDL (TP – 3 sessions de 4h)

TP1 – Introduction aux structures de base (4h)

• Compréhension et modélisation de composants clés (RAM, ROM, DSP…).
• Utilisation des structures génériques (génériques, constantes, bus complexes).

TP2 – Simulation et implémentation (4h)

• Création et validation d’un Testbench.
• Simulation et debugging des circuits numériques.
• Introduction aux notions de timing (Setup/Hold) et contraintes associées.

TP3 – Synthèse et optimisation (4h)

• Processus de synthèse et routage sur FPGA/ASIC.
• Analyse des performances et stratégies d’optimisation.
• Tradeoff puissance/performance/cible : découpage, parallélisation, mutualisation des ressources.

Troisième partie : Notion de timing, métastabilité et asynchronisme ( 2h - Cours magistral; TP – 1sessions de 4h)

TP4 – Timing, métastabilité et asynchronisme (4h)

• Les contraintes de flux de données et les asynchronismes
• Les notions de violations de timing et métastabilité
• Les techniques pour gérer les asynchronismes

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1. Introduction à la CEM

• Définition et enjeux de la compatibilité électromagnétique.

• Contexte d’application aux circuits intégrés.

2. Mécanismes de couplage électromagnétique

• Couplage capacitif, inductif, rayonné et conduction.

• Impact des mécanismes de couplage sur le comportement des circuits intégrés.

3. Concepts fondamentaux et unités en CEM

• Grandeurs et unités utilisées en CEM.

• Mesures de compatibilité électromagnétique.

4. Utilisation des bandes de fréquence

• Réglementations et allocations des bandes de fréquence.

• Applications et contraintes liées aux bandes de fréquence en CEM.

5. Analyse des signaux en CEM

• Domaine temporel : théorie du signal carré et impact sur la CEM.

• Domaine fréquentiel : théorie de la mesure de puissance et implications en CEM.

6. Classification des broches et conformité des circuits intégrés

• Typologie des broches et impact sur la CEM.

• Classes de conformité et exigences spécifiques.

7. Normes et réglementations CEM pour l’automobile

• Introduction aux standards CEM appliqués aux circuits intégrés automobiles.

• Principales normes IEC et ISO.

• Spécifications de test génériques pour les circuits intégrés (Generic IC EMC Test Specification v1.2).

8. Processus de certification et tests de conformité

• Classification des tests et niveaux de conformité.

• Limites et seuils acceptables en CEM pour l’automobile.

• Prolifération des standards et leur évolution.

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L’enseignement de System-On-Chip se compose de 2 CM et d’une dizaine de séances de projet.

Les CMs décrivent de façon précise ce qu’est un System-On-Chip, quels en sont les avantages technologiques et économiques, les limites et les enjeux, et pourquoi ces circuits constituent un marché en pleine expansion. En particulier sont détaillées les notions de reuse, d’IP et de co-développement matériel/logiciel.

Les séances de projet mettent en pratique ces dernières notions, par la conception, dans l’environnement de développement Xilinx Vivado, sur carte de développement Zynq, d’un dispositif d’effet audio. Durant les première séances, les étudiants développent la configuration matérielle du Zynq et programment le microcontrôleur en langage C afin de piloter succinctement un Codec audio. Ensuite, ils développent et ajoutent, à cette configuration de base, des effets audio de leur choix, en C ou en VHDL.

L’évaluation comporte deux parties : une démonstration en séance du circuit et des effets développés, et un rapport, en anglais, sur le modèle d’une notice d’utilisation du dispositif 

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Les différentes architectures de convertisseurs analogique-numérique sont présentées  ainsi que les paramètres utilisés pour caractériser les convertisseurs.

Le schéma d'un convertisseur en technologie CMOS est conçu pour répondre à un cahier des charges données et vérifié par simulation.

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Cet enseignement est dispensé par plusieurs intervenants extérieurs sur la thématique des systèmes embarqués spatiaux. Les sujets sont divers et peuvent inclure

- l’espace durable
- les antennes pour les smallsats
- les technologies hyperfréquences embarquées sur satellites
- les effets radiatifs sur les équipements avioniques

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Le but de cet approndissement est de découvrir des techniques de conceptions CMOS utilisés pour la partie analog-front end des capteurs: bas bruit, différentiel, courant de fuite ...

Lors de cet enseignement, il faut concevoir et simuler un circuit CMOS pour interfacer un accéléromètre MEMS en mettant en place un amplificateur fully-differential avec son contrôle de mode commun intégré et son système de "Chopping".

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1- Introduction à la sûreté de fonctionnement

• Définition et importance de la sûreté de fonctionnement (Functional Safety).

• Historique et évolution des normes de sûreté.

• Approche générale de la gestion des risques et classification des pannes (systématiques vs aléatoires).

• Gestion du risque dans l'industrie automobile.

• Concepts de safety goals et safety integrity levels (ASIL).

• Introduction à la norme ISO 26262.

2 - Sensibilisation à la sûreté de fonctionnement

• Vue d’ensemble de la norme ISO 26262 et structure du standard.

• Phase conceptuelle

  • Définition des items.

  • Analyse des risques et HARA (Hazard Analysis and Risk Assessment).

  • Développement du Functional Safety Concept (FSC).

• Développement au niveau système

  • Définition du Technical Safety Concept (TSC).

  • Décomposition ASIL et décisions de conception.

  •  Méthodes d’analyse de sûreté à l’échelle du système.

  • Tests et intégration dans le cycle de développement.

3- Développement matériel et analyses de sûreté

• Cycle de vie du hardware et exigences spécifiques en sûreté.

• Élaboration du Hardware Safety Concept et des mécanismes de sûreté associés.

• Techniques d’analyse de sûreté matérielle :

  • FTA (Fault Tree Analysis) : arbre de défaillances.

  • DFA (Dependent Failure Analysis) : analyse des fautes dépendantes.

  • Calcul du taux de défaillance.

  • FMEDA (Failure Modes, Effects and Diagnostic Analysis) : étude des modes de défaillance et de la couverture diagnostique.

• Contraintes spécifiques aux semi-conducteurs dans l’industrie automobile.

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• Dans ce cours, l’étudiant entre dans la peau d’un ingénieur en mission pour pour Thales Alenia Space, chargé de développer et implanter sur FPGA un analyseur de spectre. Il doit notamment remplir les tâches suivantes :
  • Analyse d’architecture de systèmes de traitement du signal
  • Création d’une IP par synthèse haut niveau en C++ (HLS)
  • Codage et synthèse de l’architecture et de l’IP en VHDL
  • Vérification
  • Implantation sur FPGA
  • Test sur carte

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1. Introduction

• Présentation des enjeux du test et de la simulation de fautes.

• Importance de la sûreté de fonctionnement dans les circuits intégrés modernes.

2. Notions de base

• Mécanismes destructeurs : usure, vieillissement, défaillances physiques.

• Techniques de protection : redondance, durcissement des circuits.

• Sûreté de fonctionnement : fiabilité, disponibilité, maintenabilité.

3. Test des circuits logiques

• Fautes et modèles : fautes classiques (stuck-at, transition, retard…), modèles de fautes.

• Génération du test : ATPG (Automatic Test Pattern Generation), couverture de fautes.

• Circuits séquentiels : test des registres et automates.

• Test des mémoires : défaillances spécifiques, algorithmes de test mémoire (March, BIST).

4. Conception en vue du test (DFT – Design for Testability)

• Principe : améliorer la testabilité dès la conception du circuit.

• Techniques génériques : scan chains, testabilité structurée.

• Test semi-intégré (BIT – Built-In Test) : principes et applications.

• Test intégré (BIST – Built-In Self-Test) : architectures et implémentation.

5. Test des circuits analogiques, mixtes et RF

• Spécificité : différences avec le test des circuits numériques.

• Méthodes de test : test paramétrique, test fonctionnel.

• DFT pour circuits analogiques et RF : stratégies et défis.

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Au cours de cette initiation, la prise en main du logiciel professionnel de conception de circuits intégrés CADENCE se fait à l'aide d'un amplificateur opérationnel CMOS en technologie 0.35µm.

Le dessin de masques (layout) doit être réalisé en respectant les règles de dessin. Les outils de vérification DRC/LVS ainsi que les simulations post-layout prenant en compte les parasites liés aux masques sont aussi abordés.

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Composition de la matière : 2 séances de CM + 18 séances de Travaux Pratiques

Le projet consiste à découvrir, comprendre et maitriser les différentes étapes de conception d’un circuit intégré analogique complexe. Dans ce cadre, les outils de conception Virtuoso® Schematic & Layout sont utilisés pour la conception d’un régulateur linéaire incluant une référence de tension de type Bandgap (5V/2V 10mA, BW >1MHz, PSRR 50dB) dans une technologie CMOS sub-micronique. A l’issue de 2 séances de cours apportant des compléments d’information nécessaires aux notions de bases acquises en L3 et M1, un projet articulé sur N séances de TP propose de suivre les étapes de conception menant du cahier-des-charges jusqu’au dessin des masques du circuit par la mise en œuvre du design flow analogique de l’environnement Cadence® . Les principales étapes sont : une recherche bibliographique des topologies existantes, une phase de conception au niveau transistor des blocs analogiques constitutifs du circuit, une validation « pire-cas » par variation paramétrique des modèles des composants utilisés, la réalisation et le dessin des masques dans le respect des règles d’appairage.

La méthode d’apprentissage utilisée pour cette matière est l’Apprentissage Par Problème offrant aux étudiants une grande liberté de créativité lors de la conception de leurs circuits. L’accès aux documentations en ligne (bibliothèques ouvertes, articles scientifiques IEEE par exemple) donne la matière nécessaire pour explorer diverses architectures de circuits pouvant répondre aux demandes du projet.

Mode d’évaluation : remise d’un rapport d’étude complet à l’issue du projet.

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Plan du cours :

• Introduction

–        Advantages of using switching power supply

• Buck converter

–        Principle of operation

–        Continuous and Discontinuous Current Modes (CCM, DCM)

–        Losses and efficiency

–        Overview of closed-loop stability study

• Boost converter

–        Principle of operation

–        Continuous and Discontinuous Current Modes

–        Overview of closed-loop stability study

• Multiphase converter

–        Principle of operation

–        Transient response performances and filter reduction

• DC-DC Converter Regulation Loop Analysis

–        Theoretical analysis of switched systems using state variables

–        Different types of control loops

–        Considerations for the controller design

•  Buck : Voltage and Voltage/Current loop cases
•  Boost & Buck- Boost : Voltage and Voltage/Current loop cases

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Plan du cours :

• Part 1:
   Introduction to the power switches

• Part 2:
  Driver design

• Part 3:

Drivers & power supply topologies

Images

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Plan du cours :

• Technology limits
  • Silicon components (MOSFET, Diode)
  • Passive devices (Inductance, Capacitance)
• EMC
  • DC/DC converter Spectral analysis
  • EMI filter design
  • Board and IC Layout : rules of thumb

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Cours de S. George, Thales Alenia Space :

• Information générales sur les satellites:
  • Les missions satellites
• Architecture des charges utiles de télécommunications:
  • Équipements
  • Technologies
• Évolutions futures : Charges utiles flexibles
  • Impact sur les équipements et technologies

BE d'application :

• Développement de l'architecture d'une charge utile satellite à partir de composants COTS (Components On The Shelf) devant répondre à des critères de : gain, figure de bruit et linéarité

• Conception d'une équipement (VGA : Voltage Gain Amplifier) en technologie MMIC à 12GHz.

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• CM 1 : Des semiconducteurs aux transitors RF – Sébastien Delcourt – THALES ALENIA SPACE

• CM 2 : des transistors aux MMIC – Sébastien Delcourt – THALES ALENIA SPACE

• CM3 : Conception MMIC – Fabrice Delahaye – THALES ALENIA SPACE

• CM4 : Etude de cas : de l’antenne au MMIC - Fabrice Delahaye – THALES ALENIA SPACE

• Apprentissage par projet : Réponse à un cahier des charge industriel (LNA, LLA ou MLA)

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• MEMS : Qu'est ce que c'est?
• Application des MEMS dans les domaines :
  • Optique
  • Mécatronique
  • Médical
  • RF
• Notions de technologie salle blanche
• Modèle mécanique du MEMS :
  • Modèle Statique
  • Modèle Dynamique
• Modélisation RF du MEMS
• Exemple de procédure de conception d'un MEMS-RF

Projet d'application : Conception d'un système RF accordable utilisant un MEMS en bande V (60GHz)

• Mise en œuvre d'un modèle électromagnétique de MEMS (HFSS)
• Extraction du modèle électrique (ADS) et mise en application d'un modèle paramétrique pour la conception de filtre passe-bande accordable de 60GHz à 40 GHz.
• Définition d'une fonction accordable à imaginer, mettre en oeuvre et valider par la simulation.

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- analyser et synthétiser efficacement de façon à mieux communiquer oralement et à l’écrit, à propos de thèmes suivants : réussir son entretien de recrutement en présentiel en distanciel, les speed net working, le marché de l’emploi, le développement des starts up les codes du recrutement, point sur les outils du recrutement, utilisation de LINKEDIN, négocier son contrat de travail, son salaire, l’intérêt de l’expatriation…

- apprendre à mieux se connaître (ses points faibles et ses points forts) afin de mieux communiquer.

METHODE

- apports théoriques,  «Communication écrite, orale», et «Bien démarrer sa vie professionnelle»

- mise en situation, avec la présentation orale (diaporama) et écrite d’un sujet en lien avec le recrutement,

- connaissance de soi, pédagogie inversée, développement du leadership, accompagnement adapté.

EVALUATION DES ETUDIANTS 

Elle portera sur la réalisation d’exercices concernant : la rédaction d’un CV et d’une lettre de motivation efficaces, des simulations d’entretiens de recrutement, des présentations écrites et orales à propos des thèmes précisés ci-dessus.

ORGANISATION DES COURS 

Les cours « Insertion professionnelle » s’organisent ainsi, il y a un décloisonnement des enseignements, ils sont orientés vers la recherche de stage/emploi et la communication :

- des forums du recrutement et des carrières sont proposés,

- les cours et TD sont donnés durant le semestre 1 de l’année universitaire (bac +5),  soit 8 heures.

Ce calendrier est ponctué d’échanges par e-mail et en face à face avec l’enseignante, en fonction des besoins de l’étudiants.

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Projet visant à développer ses compétences en Entrepreneuriat.

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Il y a des Cours sur la gestion de projet pourvus par un industriel. 

Un sujet technique est proposé par un industriel aux étudiants. Ils ont donc une présentation du sujet en début de Corporate Project. Les étudiants s'auto-organisent pour répondre au cahier des charges et ils développent la solution technique dans ce cadre. Au cours du projet, un ou plusieurs points d'étape sont effectués avec l'industriel afin de valider / réorienter les choix de la solution technique et/ ou l'organisation du projet. En fin de corporate project, une soutenance présentant l'organisation du projet et la solution technique proposée est effectuée. 

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I- Etalon de longueur en électromagnétisme

II- Analyse électromagnétique des structures multi-échelles

II-1 Limites des méthodes numériques conventionnelles pour l'analyse électromagnétique

des structures à échelles multiples

II-2 Approches itératives pour l’analyse électromagnétique de structures multi-échelles

II-3 Descripteurs électromagnétiques fondamentaux des structures multi-échelles

III- Application à la conception de dispositifs électromagnétiques

                III-1 Antennes multi-bandes

III-2 Antennes miniatures

III-3 Surfaces sélectives multi-fréquentielles

III-4 Filtres microondes sélectifs

III-5 Miroirs électromagnétiques multi-bandes

III-6 Treillis électromagnétiques

IV- Application à l’analyse de la  diffraction électromagnétique de structures naturelles  

IV-1 Rétrodiffusion de surfaces rugueuses

IV-2 Rétrodiffusion de la surface de la mer

IV-3 Rétrodiffusion d’un couvert végétal

IV-4 Rétrodiffusion de roches poreuses

VI- Perspectives technologiques dans le domaine de la conception et de la réalisation de dispositifs

multi-échelles

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Le module se compose de deux parties :

            • une séance de présentation de la problématique de modélisation multiphysique et des méthodes numériques,

            •  des séances de BE traitant l'apprentissage du logiciel de simulation multiphysique COMSOL Multiphysics, en terminant par la conception d'un applicateur hyperfréquence en cavité résonante métallique, et la simulation des performances hyperfréquences et thermiques

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I- Electromagnétisme à l’échelle nanométrique

II- Onde de probabilité

                II-1 Définition et premières élaborations

II-2 Premiers principes de la mécanique ondulatoire

II-3 Phénomènes d'interférence des ondes de probabilité et les relations d'incertitude 

II-4 Equation de Schrödinger pour une particule chargée dans un champ électromagnétique

harmonique classique

III- Particule chargée dans un champ électrostatique

III-1 Barrière de potentiel

III-2 Effet tunnel

III-3 Puits de potentiel

IV- Applications électromagnétiques

                IV-1 Microscopie électronique

                IV-2 Imagerie par résonance magnétique

                IV-3 Nanoantennes

IV-4 « Radar quantique »

V-Perspectives en nano-électromagnétisme

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I. Représentation symbolique des sources modales de champ électromagnétique 

           I-1- Générateur de Thevenin pour la modélisation d’une source modale de champ électrique

       I-2- Générateur de Norton pour la modélisation d’une source modale de densité de courant

II- Formulation et résolution des problèmes aux limites avec des sources modales de champ électromagnétique

        II-1- Schéma équivalent de dispositifs HF excités par des sources modales

     II-2- Formulation du problème aux limites à partir des lois de Kirchhoff et d’Ohm

    II-3- Résolution numérique du problème aux limites

         II-4- Extraction d’un circuit électrique équivalent de dispositifs HF

III- Applications 

      III-1- Inductance équivalente d’un trou métallisé dans une ligne microruban