Microélectronique et Automatique

Programme détaillédes

enseignementsde

1ère, 2ème & 3ème années

2006 - 2007

LA FORMATION MEA DE POLYTECH’Montpellier

Le département MEA (Microélectronique et Automatique) de Polytech’Montpellier (Ex - Institut des Sciences de l'Ingénieur de Montpellier) forme des ingénieurs polyvalents, possédant des compétences reconnues en électronique et microélectronique, automatique et robotique, informatique et informatique industrielle. La formation des ingénieurs MEA se déroule sur trois ans.

La Première Année est une année de formation générale et d'initiation aux sciences de l'EEA, techniques mathématiques spécifiques, principes fondamentaux de l'électronique et de l'automatique.

La Deuxième Année est une année de formation approfondie dans les secteurs de l'électronique intégrée, de l'automatique des systèmes et de l'informatique industrielle. Au deuxième semestre, les élèves peuvent faire des choix d’orientation en fonction de leur projet professionnel. Durant ce second semestre, les travaux pratiques sont réalisés dans l'esprit du métier d'ingénieur sous forme de projets d'études.

La Troisième Année est très spécialisée dans les domaines de la Microélectronique et de l'Automatique. Parallèlement aux formations dispensées par les enseignants du département (1er semestre), des professionnels interviennent dans le cadre d'enseignements spécialisés en venant faire des conférences à l’Institut. L’enseignement est également approfondi au cours des projets industriels, et concrétisé par le stage de fin d'études de cinq mois minimum en entreprise (2ème semestre).

A n n é e 912 heures d’enseignement encadrées + travaux personnels + contrôles + stage d’été

Module 1 : Formation théorique Module 2 : Formation théorique

Module 3 : Formation pratique

Module 4 : Culture d’entreprise

MODULE I-1 : FORMATION THEORIQUE 1er Semestre

Techniques & Outils pour l’EEA

I-1-1 Techniques et Méthodes Mathématiques pour l'E.E.A..................................................................................................24h Cours / 24h TD

Objectif : Fournir les techniques mathématiques indispensables à l'EEA et à la compréhension de l'électronique analogique avancée. Fournir des notions sur l'évaluation de la fiabilité des systèmes.

Plan du cours : - Fonctions de variables complexes

- Intégrale curviligne et théorèmes récurrents- Recherche des pôles et contours.- Calcul des Résidus, Utilité- Développement en série de Laurent- Intégrales typiques, Méthode des zéros et des pôles

- Statistiques, Probabilités, Fiabilité- Evènement et probabilité- Variables aléatoires discrètes et continues, Lois- Fiabilité, Redondance à commutation- Système de variables aléatoires, Corrélation- Théorèmes limites et estimation, Tests statistiques

I-1-2 Informatique................................................................................................................................................................. 24h Cours / 24h TD

Objectif : Donner aux étudiants les bases de la programmation et les familiariser à l'utilisation de calculateurs pour la résolution de problèmes d'ingénierie. Les sensibiliser aux problèmes de complexité algorithmique à travers l'étude du langage C.

Plan du cours   : - Programmation structurée- Langage C- Structures informatiques usuelles- Récursivité- Introduction à la complexité algorithmique

I-1-3 Compléments de Mathématiques (optionnel)..........................................................................................................................24h Cours/TD

Objectif : Donner les outils mathématiques indispensables à l'analyse et à compréhension des modèles.

Plan du cours : - Retour sur la signification des fonctions de plusieurs variables réelles

- Différentielle et dérivées partielles- Nombres complexes et interprétation- Mise en œuvre des Fonctions de variables complexes- Suite, Limite et Convergence- Série numériques à termes réels et à complexes

- Analyse évènementielle Dénombrement, Notions de combinatoire,- Aspects binomiaux et multinomiaux.- Expressions particulières utilisées en probabilité continue, leur intégration

- Transformation de Laplace et propriétés

Electronique

I-1-4 Introduction à l’électronique (I)................................................................................................................................... 24h Cours / 12h TD

Objectif : Donner les bases de l'électronique analogique : en partant des modèles des composants actifs élémentaires (transistors bipolaires et MOS) le but est d'acquérir les méthodes d'analyse des fonctions élémentaires en vue de leur intégration sur silicium.

Plan du cours   : - Introduction : les circuits, les technologies- Diodes à jonction : modèles et circuits élémentaires- Transistor bipolaire : modèle fort signal (Ebers-Moll) et caractéristiques Ic (Vce)- Transistor bipolaire : modèle linéarisé petit signal - Circuits de base et propriétés: Emetteur-commun, Emetteur-suiveur, miroir de courant- Amplificateur différentiel. Charge active

1ère

- Transistor bipolaire : modèle dynamique ; effet Miller ; réponse en fréquence des circuits de base- Transistor MOS : modèles et technologies

I-1-5 Systèmes électroniques analogique (I)........................................................................................................................ 12h Cours / 12h TD

Objectif : L'objectif de ce cours est d'initier les étudiants aux fonctions de l'électronique réalisées à partir d'amplificateurs opérationnels utilisés comme "composants actifs".

Plan du cours   : - Introduction- Amplificateur Opérationnel Idéal : analyse et utilisation- Amplificateur Opérationnel réel : limitations B.F. et continues- Amplificateur Opérationnel réel : limitations H.F.- Circuits linéaires à Ampli. Op. - Redresseurs, Diodes, Régulateurs- Comparateurs- Filtres Actifs- Générateurs de Signaux sinusoïdaux

I-1-6 Composants.................................................................................................................................................................. 24h Cours / 15h TD

Objectif : Comprendre le fonctionnement des composants élémentaires (diodes, transistors) de façon à pouvoir les représenter dans un modèle de circuit.

Plan du cours   : - Notions de physique des semi-conducteurs- Notions de technologie des circuits intégrés- La diode à jonction p n- Le transistor bipolaire- La structure MOS- Les transistors à effet de champ

I-1-7 Circuits......................................................................................................................................................................... 12h Cours / 12h TD

Objectif : Ce cours permet d'acquérir les bases nécessaires à l'étude des circuits passifs de l'électronique analogique. L'utilisation généralisée de la transformée de Laplace et des représentations sont une bonne introduction au cours de systèmes linéaires.

Plan du cours   : - Lois d'Ohm pour les dipôles linéaires- Générateurs de tension et de courant- Applications de la transformée de Laplace aux circuits électriques- Quadripôles et filtres LC- Fonctions de transfert et représentations

Automatique

I-1-8 Automatique continue des systèmes monovariables.................................................................................................... 12h Cours / 12h TD

Objectif : Donner les bases de l’Automatique linéaire pour l’analyse et la commande des systèmes

Plan du cours   : - Modélisation des systèmes linéaires- Analyse temporelle des systèmes linéaires, performances, stabilité- Analyse fréquentielle des systèmes linéaires, performances, stabilité- Synthèse de correcteurs - Exemples pratiques

MODULE I-2 : FORMATION THEORIQUE 2ème Semestre

Techniques & Outils pour l’EEA

I-1-1 Algorithmes Numériques..................................................................................................................................................9h Cours / 9h TD

Objectif : Décrire les principes de base du calcul numérique pour répondre aux besoins d’un ingénieur en électronique. Les Travaux pratiques sont une initiation aux outils mathématiques contenus dans Mathlab. Les rapports de TP sont une initiation à la rédaction d’un rapport en utilisant un PC et ses logiciels. Les applications numériques sont orientées vers l’électronique et la microélectronique de demain  : résolution des équations de Schr ِdinger pour déterminer les propriétés des nanostructures semi-conductrice ; résolution des équations de Maxwel pour observer les conditions de propagation d’une onde ...

Plan du cours   : - Résolution de systèmes d’équations

Introduction - Développement en série de Taylor : le fondement des méthodes numériquesRacines d’équationsCalculs Matriciels et résolutions de systèmes linéairesRésolution de système d’équations non-linéaires

Fonctions équations aux dérivéesAccélération de Romberg

I nterpolation à une dimensionMoindres carrés et lissage de courbes.Dérivée d’une fonctionCalcul d’intégrales

I-2-2 Signaux......................................................................................................................................................................... 12h Cours / 12h TD

Objectif : L'acquisition et la pratique des outils de base de traitement des signaux déterministes.Plan du cours   :

- Le signal déterministe; domaines temporels et fréquentiels- Transformée de Fourier; propriétés- Convolution; Théorème de Plancherel- Corrélation; Théorème de Parseval- Echantillonnage; Théorème de Shannon - Quantification et transformée de Fourrier discrète

I-2-3 Ondes............................................................................................................................................................................ 12h Cours / 12h TD

Objectif : Introduire des notions fondamentales concernant la propagation des ondes électromagnétiques dans les lignes qu'il est nécessaire de connaître pour aborder le domaine de la microélectronique hyperfréquence.

Plan du cours   : - Propagation d'une onde électromagnétique le long d'un fil.- Etude des lignes sans pertes et avec pertes.- Abaque de Smith : construction et applications- Adaptation d'impédance utilisant des tronçons de ligne.

Electronique & systèmes logiques

I-2-4 Introduction à l’électronique (II)................................................................................................................................. 12h Cours / 12h TD

Objectif : Donner les bases de l'électronique analogique : en partant des modèles des composants actifs élémentaires (transistors bipolaires et MOS) le but est d'acquérir les méthodes d'analyse des fonctions élémentaires en vue de leur intégration sur silicium. Ce cours est le complément du cours du semestre précédent.

Plan du cours   : - Circuits de base en technologie CMOS: amplificateurs de tension, suiveurs (polarisations, propriétés, réponse en fréquence)- Amplificateur différentiel CMOS: polarisation, gains petit signal, réponse en fréquence- Circuits de type cascode (Bipolaire et MOS).- Non linéarité; Rendement; Amplificateur de puissance bipolaire et MOS (Push-Pull)

I-2-5 Systèmes électroniques analogiques (II).....................................................................................................................12h Cours / 12h TD

Objectif : Ce cours est le complément du cours du semestre précédent. Le détail de structures intégrées y est progressivement introduit dans le développement de structures de générateurs de signaux et de convertisseurs.

Plan du cours   : - Générateurs de Signaux non sinusoïdaux, générateurs de fonction.- Convertisseurs de Données

I-2-6 Circuits intégrés numériques 1 : Structure de base ....................................................................................................... 12h Cours / 0h TD

Objectifs   : Ce cours a pour objectif d'étudier et de comparer les diverses technologies de réalisation des circuits intégrés logiques. Pour chaque famille étudiée on établira les caractéristiques statiques et dynamiques (niveaux, marges de bruit, entrance et sortance, vitesse, puissance,..etc.), en insistant plus particulièrement sur la technologie CMOS.

Plan du cours   : - Introduction aux circuits intégrés numériques, - Définition des paramètres électriques- Logiques à transistors bipolaires (bref résumé : TTL, ECL)- Logiques à transistor MOS : logique CMOS- Comparaison de performances électriques

I-2-7 Systèmes logiques ....................................................................................................................................................... 24h Cours / 24h TD

Objectif : Acquérir les notions élémentaires de logique combinatoire (représentations, codage, minimisation...) et séquentielle (bascules registres, compteurs). Introduire les opérateurs fondamentaux de l’arithmétique binaire (addition, soustraction, multiplication, division)

Plan du cours   : - Algèbre de commutation

- Postulats- Théorèmes- Opérateurs logiques

- Fonctions logiques combinatoires- Définitions et représentations- Principes de minimisation (Karnaugh)- Formes canoniques- Fonctions remarquables

- Opérateurs arithmétiques- Multiplexeurs, comparateurs- Additionneurs, soustracteurs- Multiplieurs - Diviseurs - Opérations algébriques / Codage

- Circuits séquentiels élémentaires- Principe des circuits séquentiels (opposition séquentiel/combinatoire)- Bascules et Registres : utilisation synchrone

- Mémoires- Compteurs/décompteurs- Règles de conception robustes

Automatique & Génie Electrique

I-2-8 Automatique numérique des systèmes monovariables................................................................................................ 12h Cours / 12h TD

Objectif   : Introduction aux méthodes modernes de commande numérique des systèmes linéaires monovariables.

Plan du cours   : - Notions générales: signaux et systèmes échantillonnés et numériques- Représentation des systèmes numériques et échantillonnés- Analyse des systèmes échantillonnés : stabilité et performances- Synthèse de commandes numériques : PID, RST

I-2-9 Génie électrique........................................................................................................................................................... 24h Cours / 24h TD

Objectif   : Ce cours a pour but de donner les principes fondamentaux qui guident la réalisation la surveillance et la maintenance des ensembles utilisant l'énergie électrique, soit directement, soit pour la transformer, soit pour en assurer une gestion rationnelle. Il met en évidence les caractères spécifiques auxquels doivent satisfaire ces systèmes. Il insiste plus particulièrement sur la continuité du service en insistant sur la sécurité des biens et des personnes. Les liaisons avec les systèmes de surveillance seront aussi évoquées. Cette étude préliminaire, très liée aux applications a pour but de montrer quelles sont les contraintes de l'environnement qui déterminent le cahier des charges des alimentations en énergie électrique, et les principales applications. Le programme insiste sur la notion de sûreté de fonctionnement.

Plan du cours   : - Principes généraux de la gestion et de la distribution de l'énergie

- Rappels sur l'utilisation des régimes de distribution monophasé et triphasé- Puissance en régime monophasé, active et réactive, importance du facteur de puissance- Transport d'énergie par câbles et lignes aériennes- Dangers du courant électrique et protections des biens et des personnes- Eléments de base des régimes triphasés déséquilibrés

- Réseaux électriques particuliers- Nature et problèmes des réseaux de distribution d'énergie- Problèmes de la marine et de l'aviation- Eléments d'information sur le problème de la gestion de l'énergie dans le domaine spatial- Protection ou immunité des réseaux

- Principes généraux et caractéristiques essentielles des machines électriques- Transformateur- Machines à courant continu- Machines synchrones- Machines asynchrones- Machines spéciales (machines à réluctance)- Analyse des pertes

- Electronique de puissance- Principes généraux de l'électronique de commutation pour la gestion de l'énergie- Les composants de puissance- Fonction de conversion continu continu et continu alternatif- Fonction de conversion alternatif continu et alternatif alternatif- Principes généraux des alimentations à découpage

- Applications citées (gestion de l'énergie)- Soudage, Chauffage, Séchage- Eclairage- Variation de vitesse- Chaîne de traction- Energie délocalisées- Systèmes utilisant des générateurs d'impulsion de grande puissance (laser, lanceur électromagnétique...)

MODULE I-3 : FORMATION PRATIQUE (module annuel)

1er Semestre

I-3-1 TP Electronique...................................................................................................................................................................................... 52h

I-3-2 TP Circuits (32) & Simulation (8).......................................................................................................................................................... 40h

I-3-3 TP Informatique...................................................................................................................................................................................... 40h

2ème Semestre

I-3-4 TP Electronique ..................................................................................................................................................................................... 20h

I-3-5 TP Génie électrique................................................................................................................................................................................ 16h

I-3-6 TP Signaux & Systèmes automatiques .................................................................................................................................................. 52h

I-3-7 TP Algorithmes numériques (28) & Outils Mathématiques (12)............................................................................................................ 40h

I-3-8 Projet Informatique & algorithmes numériques..................................................................................................................................... 16h

I-3_9 TP Composants

Objectif : Mise en application des connaissances acquises en informatique et algorithmes numériques sous forme d’un projet d’étude. Ce projet est une initiation au travail en commun. Il permet une étude plus approfondie d’un problème actuel. Il nécessite une brève étude bibliographique, la mise au point d’un programme, la rédaction du projet et une présentation orale type power point.

MODULE I-4 : CULTURE D’ENTREPRISE (module annuel)

I-4-1 Langues................................................................................................................................................................................................. 100h

2 langues vivantes obligatoires : Anglais (50 h) + 2ème langue (30 h)+ 20h préparation au TOEIC Objectifs

En Anglais , le but visé est de permettre aux étudiants d’acquérir les compétences nécessaires à un ingénieur dans les 4 grands domaines : compréhension et expression orales, compréhension et expression écrites. Pour ce faire, on entraînera les étudiants à intervenir dans les différents types de situations professionnelles dans lesquelles ils auront à utiliser l’anglais.

En langue vivante 2 , l’objectif est plus ciblé sur la communication orale que la communication écrite, dont on peut imaginer qu’elle se fait uniquement en anglais

Plan du cours Reprise des bases syntaxiques et lexicales propres à l'anglias scientifiqueTravaux en laboratoire audiovisuel - Compréhension orale - Compréhension écrite de textes d'intérêt général et de documents spécialisés

I-4-2 Economie, gestion, droit................................................................................................................................................ 24h (12hC,12hTD)

Objectifs :Le cours de gestion de première année a pour but de présenter de façon systémique la vie des entreprises aussi bien au niveau micro (la vision se situe au niveau de l’entreprise ; sont présentées les grandes fonctions de l’entreprise et les problèmes d’organisation et de management) qu’au niveau macro (vision plus globale ; on s’intéresse à la place et au rôle des entreprise dans l’économie et la société). Les différents intervenants ou acteurs du système (les salariés, les dirigeants, les actionnaires, les politiques, les consommateurs, les institutions, etc…) sont présentés avec leurs intérêts parfois divergents. L’objectif général de cette première sensibilisation à la gestion est double  : premièrement présenter un domaine de connaissance souvent ignoré des étudiants et deuxièmement les faire réfléchir sur la place qu’ils occupent dans le système économique ainsi qu’aux impacts de leurs actions sur celui-ci.Contenu : Présentation de la théorie systémique en général et approche particulière de l'entreprise et de la vie économique à l'aide du vocabulaire de l'analyse systémique.

I-4-3 Communication .......................................................................................................................................................................................18h

Communication orale et écrite. Travail sur la voix, l'articulation, la structuration du langage, la motricité. Travail en conscience de l'énergie du temps, de l'espace, de soi, de l'autre, éléments qui sont les piliers de la relation humaine. Sensibilisation à l'importance de l'écrit.

I-4-4 Séminaire d’intégration

Objectifs : Faire connaître – “mieux se connaître pour mieux se situer”…….parmi les autres étudiantsdans le départementdans l’écoledans son rapport aux métiers de l’ingénieurdans son rapport au monde industriel.

Déroulement :1° Phase : 1 demi-journée tout au début de l’annéeSe présenter, se rencontrer, se connaître à travers des mises en situations, des exercices, photo-langage, brainstorming, discussions, etc..2° Phase : Préparation à l’organisation d’une journée (ou demi-journée de rencontre avec les anciens) – Organisation par groupe, “règles du jeu”, mise en place de réseaux, structures, systèmes.3° Phase : Une table ronde (par département) avec un panel de 4 –6 anciens élèves, organisée, animée, prise en charge par les étudiants de 1° année, qui se vivrait lors d’une journée transversale à l’ISIM - Une Journée des Anciens à l’ISIM organisée par les étudiants, avec la participation de l’ADISIM et les Relations Industrielles.

I-4-5 Gestion de projets........................................................................................................................................................................................8h

I-4-6 Stage d’été

Objectif : Effectuer un stage d’été en entreprise est fortement conseillé. Cela permet de se forger une expérience industrielle et de mieux saisir les finalités de la formation MEA.

A n n é e 873 heures d’enseignement encadrées + travaux personnels + contrôles + stage d’été

Module 1 : Formation théorique Module 3 : Formation théorique

Module 2 : Formation pratique Module 4 : Formation pratique

Module 5 : Culture d’entreprise

MODULE II-1 : FORMATION THEORIQUE 1er Semestre

Electronique et circuits intégrés

II-1-1 Circuits intégrés analogiques (I) - Fondamentaux.....................................................................................................................13,5h Cours

Objectif : L'objectif de ce cours est d'examiner les techniques et méthodes de conception de circuits analogiques bipolaires et CMOS. La première partie du cours est consacrée à la description des étapes de fabrication des circuits intégrés bipolaires et CMOS en mettant l'accent sur la liaison entre les étapes technologiques et les modèles utilisés pour représenter les composants intégrés. La deuxième partie est consacrée à la description des blocs de base dont l'interconnexion permet de réaliser les circuits intégrés analogiques : miroirs de courant, amplificateurs à charge active. Les implantations bipolaires et CMOS sont étudiées en parallèle. Les principes fondamentaux de conception d'amplificateurs bipolaires et CMOS sont examinés dans la troisième partie. L'accent est mis sur la liaison performance- dimensionnement des transistors, l'illustration est donnée sur un exemple d'amplificateur à 2 étages.

Plan du cours   : - Technologie d'intégration CMOS et Bipolaire - Modèles au 1er ordre- Blocs fondamentaux Bipolaires et CMOS- Méthode de conception d'amplificateur.

II-1-2 Systèmes électroniques analogiques (3).................................................................................................................................... 13,5h Cours

Objectifs   : Voir ou revoir les dispositifs d'électronique analogique sous l'angle des systèmes bouclés, décrire les propriétés générales et particulières, maîtriser la stabilité et l'instabilité.

Plan du cours   : Systèmes électroniques bouclés,

- Propriétés générales, stabilité et instabilité- Propriétés électroniques spécifiques - Principes d’utilisation- Systèmes stables, principe d’utilisation

- méthodes correction des systèmes instables- Systèmes instables

- oscillateurs harmoniques et multivibrateurs

II-1-3 Circuits intégrés numériques (2) : circuits logiques reconfigurables et structures CMOS........................................................13,5h Cours

Objectif : La première partie est orientée vers les méthodes de conception des circuits intégrés numériques CMOS et la compréhension des techniques de conception et de caractérisation des bibliothèques de cellules pour ASIC : modélisation des processus technologiques de réalisation, définition des structures, modélisation des performances électriques et méthodes d'optimisation. Ce cours présente dans une seconde partie (3 séances) une analyse de construction et une comparaison des familles de circuits logiques programmables (FPGA) aux niveaux technologies et architectures. Une description des flots de CAO ASIC-FPGA

Plan du cours   : Partie 1 : structures intégrées CMOS : de la cellule à la bibliothèque

- Introduction: technologie CMOS et modèles- Caractéristiques statique et dynamique (« timing ») des portes logiques élémentaires- Modélisation au premier ordre, critères d'évaluation et d’optimisation des performances électriques : vitesse, puissance- pré-caractérisation de cellules : principes, méthodes, applications CAO- Structures de CI logiques CMOS : compléments

Partie 2 : FPGA-ASIC- Circuits intégrés logiques programmables et reconfigurables (FPGA) : principes, technologies de programmation, architectures, CAO- Etude des FPGA-SRAM : structures et approches de reconfiguration- Du circuit intégré logique au système sur puce programmable (SoC) : flots CAO ASIC-FPGA

Circuits & Systèmes numériques

II-1-4 Synthèse de contrôleurs ........................................................................................................................................................... 13,5h Cours

Objectif : Présenter les méthodes de synthèse des contrôleurs synchrones et asynchrones également appelés contrôleurs ou machines d’états.

Plan du cours   : - Synthèse des contrôleurs synchrones

- Modèles et types de systèmes séquentiels

2ème

- Synthèse intuitive de compteurs/décompteurs/séquenceurs- Modélisation du cahier des charges- Méthode d'Huffman Mealey- Machines à temps explicite- Analyse - Optimisation du codage- Implantations partitionnées

- Synthèse des systèmes séquentiels asynchrones- Structure des systèmes séquentiels asynchrones- Modélisation du cahier des charges- Méthode de synthèse- Gestion des aléas- Analyse

II-1-5 Synthèse et optimisation de systèmes logiques....................................................................................................................... 13,5h Cours

Objectif : Etudier les méthodes d'implantation des circuits numériques : problèmes d'optimisation logique deux niveaux et multi-niveaux

basés sur le test d'inclusion, problèmes d'assignation technologique.

Plan du cours   :

- Techniques élémentaires de minimisation des fonctions logiques- Rappel des principes de minimisation- Recherche d'une base première (Mc Cluskey, Consensus)- Recherche de bases irrédondantes et minimales - Minimisation des fonctions multiples

- Méthodes de minimisation basées sur le test d'inclusion- Obtention d'une base première irrédondante- Cofacteur d'une fonction par rapport à un monôme- Test d'inclusion- Obtention d'une base première complète par amélioration de la méthode de consensus

- Représentation des « grosses » fonctions logiques- Diagrammes de décision binaire (BDD)- Application directe des BDD- Opérations logiques entre deux fonctions représentées par BDD- Représentation des fonctions par la notation "cube de position"- Autres graphes de décision

- Factorisation de fonctions logiques et optimisation multi-niveaux- Produit et division algébrique- Expression libre et noyau d'une expression algébrique- Factorisation d'une fonction simple- Factorisation d'une fonction multiple

- Assignation technologique- Méthodes basées sur l'équivalence structurelle- Méthodes basées sur l'équivalence fonctionnelle

- Vérification- Principes- Systèmes séquentiels

II-1-6 Modélisation et simulation HDL............................................................................................................................................. 13,5h Cours

Objectif   : Acquérir les notions de base utilisées dans la modélisation de systèmes logiques et faire l’apprentissage de la simulation des systèmes logiques matériels en utilisant le langage standard VHDL et les outils associésPlan du cours   :

- Simulation logique de modèles structurels- Modélisation des états- Modélisation des retards- Notions de force- Etats haute impédance- Algorithmes de simulation logico-temporelle

- Simulation comportementale-Le langage VHDL pour la modélisation comportementale(packages, types, variables, signaux, process, instructions séquentielles ou concurrentes, attributsprocédures, modèles temporels, norme VITAL)-Le langage VHDL pour la synthèse de circuits logiques

- Sous-ensemble VHDL pour la synthèse- Exemple de synthèse : outil Synopsys, FPGA Express

Automatique & Traitement du signal

II-1-7 Automatique des systèmes multivariables linéaires................................................................................................................. 13,5h Cours

Objectifs   : Présenter les méthodes modernes de commande des systèmes linéaires multi-variables, continus ou échantillonnés

Plan du cours   : - Systèmes linéaires continus- Représentation d’état- Observabilité et commandabilité

- Synthèse d’observateur- Placement de pôles- Commande optimale

II-1-8 Filtres et traitement du signal ................................................................................................................................................... 13,5h Cours

Objectifs   : Ce cours fait suite au cours de première année de traitement du signal, les notions de théorie de l’information, codage de canal, quantification, entropie, codage optimal sont abordées. Le deuxième objectif de ce cours est de donner des méthodes de construction et de synthèse des filtres numériques (RIF et RII) et de présenter les structures électroniques permettant l’implantation physique de ces structures.

Plan du cours   :

- Eléments de la théorie de l’information- Codage de l’information - Conditionnement numérique du signal- Echantillonnage et quantification- Les filtres numériques RII, présentation et méthode de synthèse- Les filtres numériques RIF, présentation et méthode de synthèse- Codage et correction d'erreurs

II-1-9 Automatismes et systèmes à événements discrets.................................................................................................................... 13,5h Cours

Objectif : Ce cours est destiné à donner les bases des moyens théoriques et techniques, de commande, utilisés dans les systèmes automatisés de production.

Plan du cours   : - Notion de modèle de coordination

- Réseaux de Petri: définition, règles d'évolution- Marquage, recherche du graphe de marquage, critère de bornage.- Propriétés élémentaires - applications- Notions d’invariant - applications

- GRAFCET: définition de la norme, étapes, actions, transitions, réceptivités - forçage- Règles et algorithmes d’évolution- Implantations du Grafcet : Algorithme, équations équivalentes- Structure d'une commande : modes de marche, hiérarchie- Méthodologie et technologies: Cycle de vie, Documentation, Maintenances

- Automates Programmables:- Spécificité, Architecture, Connectique, modularité, Cycles- Langages: Interpréteur booléen - Langage à contact, à équations, Grafcet- Aléas dus à la séquentialité de l’exécution - Boites fonctionnelles- Nb : Les Réseaux d'API seront vus dans le cours de réseau.

Informatique & Informatique industrielle

II-1-10 Informatique ........................................................................................................................................................................... 13,5h Cours

Objectif : Ce cours de programmation, après des rappels de langage C, introduit le langage C++ en étudiant les notions de classe et de surcharge des opérateurs. Les notions qui en dérivent sont étudiées au second semestre.

Plan du cours   : - Révisions de C : pointeurs (arithmétique des pointeurs dans un tableau, allocation dynamique de matrices, structures chaînées, pointeurs sur des fonctions) ; visibilité / durée de vie des variables / fonctions.- C++ comme meilleur C : types références, constantes typées, énumérations, structures, fonctions en ligne, arguments par défaut, surcharge des noms, présentation de la bibliothèque des flots, allocation dynamique de mémoire.- La notion de classe  (données et fonctions membres, protection des membres, constructeur et destructeur, membres statiques).- Les membres spéciaux (constructeur de copie, opérateur d’affectation)- Les opérateurs d'entrée-sortie sur flot. - La surcharge des opérateurs.- Expression des structures de données fondamentales sous forme de classe (tableaux, listes, tableaux associatifs, etc.). - Introduction à l’accès aux données : bases de données relationnelles et langage SQL.

II-1-11 Architecture des calculateurs et des microcontrôleurs........................................................................................................... 13,5h Cours

Objectif : Ce cours est destiné à donner les bases de la compréhension du fonctionnement des ordinateurs, dans l'optique de leur utilisation à la commande de processus et de la communication

Plan du cours   : - Etude de la macro-architecture sur l’exemple d’une machine à registres.- Langage machine, types d’instructions et modes d’adressage.- Pile d’exécution.- Systèmes d’interruption, fonctionnement et gestion.- Quelques spécificités des microcontrôleurs (timers, ports d’E/S, CAN, PWM, modes d’économie d’énergie, …)- Notions de langage assembleur.- Notion de séquencement : étude de la microarchitecture et de la microprogrammation sur l’exemple d’une machine à pile (PicoJava).

II-1-12 Initiation aux réseaux .............................................................................................................................................................. 13,5h Cours

Objectif : ce cours pose les concepts de base de la communication via des réseaux informatiques ; il est orienté vers l'aspect réseaux et non pas télécommunication. La. norme ISO et les concepts de base sont présentés avant d'étudier plus profondément le modèle TCP/IP.

Plusieurs méthodes MAC seront comparées au niveau Liens, car fondamentales dans le cadre de nos systèmes..

Plan du cours   : - Introduction aux réseaux de communication,

- Illustrations- Classification (topologie, distance, information, comportement,…)

- Norme ISO et modèle OSI- Notions de couche, de protocole, de service- La traversée des couches : …leur fonction, l'encapsulation et la fragmentation

- Modèle TCP/IP et Internet- La couche Liens … différentes méthodes MAC (dont ethernet)- La couche Réseaux … internet, adressage, routage, protocole IP- La couche Transport … protocoles TCP et UDP- La couche Application- Illustration du fonctionnement du modèle TCP/IP

Remarque : ce cours peut se concrétiser à travers le mini-projet d'informatique industrielle (P4, MEA2) qui, au delà de sa principale orientation vers les systèmes temps-réel multitâches, permet d'appréhender la communication inter-processus et la mise en œuvre d'un client/serveur.

MODULE II-2 : FORMATION PRATIQUE 1er Semestre

II-2-1 TP Electronique .....................................................................................................................................................................................40 h

II-2-2 TP Informatique ...................................................................................................................................................................................20 h

II-2-3 TP Logique ............................................................................................................................................................................................20 h

II-2-4 TP Synthèse physique............................................................................................................................................................................20 h

II-2-5 TP Micro-contrôleurs ............................................................................................................................................................................20 h

II-2-6 TP Systèmes de commande ...................................................................................................................................................................20 h

II-2-7 TP Systèmes à événements discrets ......................................................................................................................................................20 h

II-2-8 TP Simulation VHDL..............................................................................................................................................................................20 h

MODULE II-3 : FORMATION THEORIQUE 2ème Semestre (11 Cours au choix parmi 15)

Electronique

II-3-1 Conception de circuits intégrés analogiques (2) – Méthodes avancées ...........................................................................12h Cours, 3hTD

Objectif : Cette deuxième partie est un approfondissement de la précédente. L'étude portera sur les structures avancées de miroirs de courant et d'amplificateurs spécifiques. Un chapitre est consacré à la réalisation de référence de tension Band Gap. Les conditions de réalisation d'amplificateur à grande vitesse et de comparateurs sont examinées. La dernière partie est consacrée à l'examen et au calcul de différentes structures d'amplificateurs Bipolaires et CMOS.

Plan du cours   : - Structures avancées de miroirs de courant- Conception de référence de tension Band Gap- Amplificateurs spéciaux- Exemples de calcul d'amplificateurs Bipolaires et CMOS.

II-3-2 Systèmes d’électronique analogique (4)........................................................................................................................... 12h Cours, 3hTD

Objectifs   : Apporter des compléments d’électronique moderne appliquée au traitement et à la transmission du signal.

Plan du cours   : - Systèmes analogiques spécifiques au traitement du signal

- Les circuits de l’électronique des courants- Miroirs, multiplieurs et mélangeurs- Convoyeur, girateur- Supercomposants.

- Générateurs de signaux spécifiques- Oscillateurs à Q et oscillateurs synchrones

- Techniques de transmission du signal analogique- Modulations et démodulations classiques d’amplitude et de fréquence.- MIC- Formatage analogique des signaux numériques.

II-3-3 Electronique pour les communications numériques ........................................................................................................12h Cours, 3hTD

Circuits & Systèmes numériques

II-3-4 Circuits intégrés numériques (3) : Synthèse électrique et topologique (« layout ») CMOS............................................ 12h Cours, 3hTD

Objectif : L'objectif de ce cours est d'appliquer les critères développés dans les cours précédents à la connaissance et l'évaluation des différentes structures logiques intégrées, en prenant en compte les effets physiques liés aux implantations topologiques, ainsi que l’évolution

des technologies CMOS.

Plan du cours   : - Introduction : dessin de masques technologiques (« layout »)- Analyse de construction d’une matrice prédiffusée et d’une bibliothèque de cellules pré-caractérisée- Structures de CI logiques : compléments- Modélisation, critères d'évaluation et d’optimisation des performances électriques : compléments (modélisation des interconnexions, conception faible puissance,…)- Application à la conception de circuits rapides et de circuits faible consommation- Synthèse physique de circuits CMOS : effets et problèmes physiques, CAO- Impact des nanotechnologies

II-3-5 Arithmétique et cryptographie ........................................................................................................................................ 12h Cours, 3hTD

Objectifs   : On étudie dans une première partie de ce cours les versions intégrées des éléments algorithmiques et architecturaux liés aux opérateurs arithmétiques. La deuxième partie est plus particulièrement consacrée aux méthodes et circuits de cryptologie les plus courants .sont étudiés.

Plan du cours   : - Preuve d'équivalence- Compléments sur les opérateurs arithmétiques- Algorithmes de cryptographie (DES,AES,AES) et architectures de circuits de cryptographie

II-3-6 Test & Testabilité des circuits intégrés .......................................................................................................................... 12h Cours, 3hTD

Objectif : Fournir les bases nécessaires à un ingénieur en microélectronique pour mettre en place le plan de test des circuits.

Plan du cours   : - Défaillances physiques, caractérisation et modèles de fautes :

- Défaillances physiques et défauts de fabrication- Monitoring des défauts - Modèles de défauts- Equivalence de fautes

- Analyse de testabilité- Les méthodes d'analyse structurelle- Les autres méthodes algorithmiques

- Simulation de fautes- Le traitement des fautes- Rappels sur la simulation logique- Les différentes techniques de simulation de fautes

- Conception en vue d'une meilleure testabilité (CVT)- Techniques ad hoc- Approches structurées- La norme "Boundary Scan"

Automatique & Traitement du signal

II-3-7 Méthodes générales d'optimisation..................................................................................................................................12h Cours, 3hTD

Objectifs : L’optimisation est la préoccupation quotidienne de l’ingénieur. Ce cours vise à sensibiliser les auditeurs à diverses méthodes d’optimisation dont le spectre d’applications est très large (automatique, électronique, informatique ou économie) pour des systèmes continus ou discrets.

Plan du cours   :

- Principes de recherche d’extremum- Méthodes de recherche unidimensionnelle- Résolution d’un système linéaire et méthode des moindres carrés- Programmation linéaire. Méthode du simplexe.- Méthodes de descente (méthode du gradient et de Newton et leurs variantes)- Programmation dynamique. Equation de Hamilton-Jacobi. Applications.- Introduction à l’optimisation non linéaire sous contraintes. Méthodes de Lagrangien. Applications.- Le principe du maximum de PONTRYAGUINE- Quelques notions de calcul des variations sur des exemples simples.

II-3-8 Introduction à la Robotique industrielle.......................................................................................................................... 12h Cours, 3hTD

Objectifs: Introduction aux techniques utilisés pour la modélisation et la commande de robots industriels.

Plan du cours   : Introduction à la Robotique Industrielle : marché, applicationsTerminologie et définitionsOutils mathématiques pour la modélisationModèles des robots à chaîne simple : MGD et MGI, MCD et MCIGénération de mouvementsArchitecture de commande d’une articulationArchitecture matérielle et logicielle des contrôleurs

II-3-10 Vision artificielle & traitement d’image.......................................................................................................................... 12h Cours, 3hTD

Objectif : Acquérir les principes de base de la vision industrielle et du traitement des images numériques.

Plan du cours   :

- Rappels d’optique et de photométrie- Physiologie de la vision humaine- Domaines d’application de l’imagerie numérique- Notions fondamentales sur les images numériques (échantillonnage et quantification)- Représentation des images à niveaux de gris, noir et blanc, couleur - Traitements morphologiques des images numériques- Représentations à haut niveau des images

II-3-11 Traitement et Filtrage des images numériques ..............................................................................................................12h Cours, 3hTD

Objectifs   : La majorité des filtres ou systèmes de commande présentés dans les cours d’électronique et d’automatique traitent de signaux temporels, monodimensionnels. L’objectif de ce cours est d’étendre ces méthodes numériques dans un contexte bidimensionnel, en particulier pour le traitement des images numériques.

Plan du cours   :

- Filtrage spatial des images (lissage, renforcement de contrastes, extraction de contours ou de régions….). Applications.- Filtrage fréquentiel des images (passe-bas, passe-haut, passe-bande,…). Applications.- Restauration des images dégradées par filtrage. Applications.- Introduction à l’analyse mutirésolution et à la transformée en ondelettes.

II-3-11 Automatique des systèmes multi-variables non-linéaires ............................................................................................. 12h Cours, 3hTD

Objectifs   : Expliciter les méthodes de modélisation et de commande avancée des systèmes non linéaires multivariables.

Plan du cours   : - Modélisation

Modèles des systèmes non linéairesMéthodes du plan de phase et de l’espace de phase : points fixes, cycles limites, stabilité, régime glissant, systèmes à structureMéthodes de linéarisation : linéarisation par balayage, pseudo-linéarisation, linéarisation globale

- Commande :Commande par découplage non linéaire :entrée-sortie, entrée-étatCommande à structure variableCommande optimale non linéaire

Informatique & Informatique industrielle

II-3-12 Informatique .................................................................................................................................................................. 12h Cours, 3hTD

Objectif : Le cours du second semestre aborde les mécanismes fondamentaux de la programmation orientée objet en C++ : dérivation et programmation générique.

Plan du cours   : - La dérivation et l’héritage (principe, construction/destruction, fonction virtuelle, classe abstraite).- Notion de programmation générique : les modèles de classe.- Reprise des structures de données fondamentales sous forme de classes conteneurs (génériques). - Introduction à la bibliothèque de composants et d’algorithmes STL (Standard Template Library).

II-3-13 Langages des systèmes Temps Réel .............................................................................................................................. 12h Cours, 3hTD

Objectif : Ce cours est destiné à initier aux concepts de programmation de commande en temps réel et à leurs applications en commande.

Plan du cours   : - Langages de commande temps réel : notions de base

- Notion de moniteur temps réel- Notion de tâche: Taches initiales, immédiates, différées- Notion d’événement : définition - files d’attente, utilisation des événements- Notion de ressource : définition - files d’attente, utilisation des ressources- Applications industrielles: Programmation d’un magasin et d’un atelier flexible de production

- Types de Langages Temps Réel- Niveaux de concepts- Correspondances entre les langages

II-3-14 Architecture & Fonctionnement des réseaux ................................................................................................................. 12h Cours, 3hTD

Objectif : Ce cours pose les problèmes de profil et de qualité de service des réseaux informatiques ; la particularité des réseaux locaux industriels est alors présentée.

Plan du cours   :

Evolution des réseaux et QoS La Qualité de Service (transport RTP,RTCP,RSTP… routage, DiffServ Intserv et RSVP, télé-applications)Evolution vers IPv6 (limitations de IPv4 et protocole IPv6)

Introduction aux réseaux locaux industrielsGénéralités et illustrations

Classificationarchitecturesmodèles de coopération (ME,PC,PDC,CS) et techniques d'ordonnancement (priorité flux ou station)vers l’utilisation d’ethernet dans un contexte industriel (architecture commutée notamment)

Principes des réseaux CAN et FIP (différence entre l'accès MAC)

Remarque : ce cours peut se concrétiser à travers le mini-projet d'informatique industrielle qui, couplé à celui de robotique, permet de faire un projet de 56h sur l'architecture de commande multi-réseaux de la cellule robotisée (réseaux Ethway, Telway, Fipio, Interbus).

MODULE II-4 : FORMATION PRATIQUE 2ème Semestre (6 Projets au choix parmi 8)

II-4-1 Systèmes électroniques pour le traitement du signal..............................................................................................................................28 h

II-4-2 Synthèse de systèmes numériques (Placement Routage)......................................................................................................................28 h

II-4-3 Conception de systèmes électroniques ..................................................................................................................................................28 h

II-4-4 Conception de circuits intégrés analogiques .........................................................................................................................................28 h

II-4-5 Projet Informatique industrielle .............................................................................................................................................................28 h

II-4-6 Projet Automatique ................................................................................................................................................................................28 h

II-4-7 Projet Robotique ....................................................................................................................................................................................28 h

II-4-8 Projet Informatique ................................................................................................................................................................................28 h

MODULE II-5 : CULTURE D’ENTREPRISE (module annuel)

II-5-1 Langues............................................................................................................................................................................................... 100h

2 langues vivantes : Anglais (50h) + 2ème langue (30h) : Allemand, Espagnol ou Italien + TOEIC (30h)

Objectifs

En Anglais , le but visé est de permettre aux étudiants d’acquérir les compétences nécessaires à un ingénieur dans les 4 grands domaines : compréhension et expression orales, compréhension et expression écrites. Pour ce faire, on entraînera les étudiants à intervenir dans les différents types de situations professionnelles dans lesquelles ils auront à utiliser l’anglais. Une formation spécifique au TOEICest aussi dispensée puisque tous les étudiants doivent obtenir un score de 750 au TOEIC correspondant au niveau B2 selon la nomenclature européenne

En langue vivante 2 , l’objectif est plus ciblé sur la communication orale que la communication écrite, dont on peut imaginer qu’elle se fait uniquement en anglais.

Plan du cours

En Anglais

1. Exposés individuels en public, questions et réponses puis analyse des prestations2. Simulations de situations professionnelles à l’oral (discussions, négociations, présentations de projet ou explications

techniques …) sous forme de jeux de rôles, simulations, autoscopies vidéo 3. Discussions téléphoniques enregistrées puis analysées4. Compréhension orale de documents authentiques spécialisés (audio : labo de langue, vidéo  : labo AV, « live » …)5. Rédaction de courriers, mails, lettres de motivation et CV, rapports, « abstracts » …6. Compréhension de documents techniques écrits : modes d’emploi d’appareils, documents spécifiques, revues

techniques, titres de magazines …

En langue vivante 2 Insistance mise sur les points 1, 2, 3 et 4 de l’anglais, les points 5 et 6 n’étant qu’abordés.

II-5-2 Management d’entreprises , Economie, Gestion................................................................................................................................... 24h

Objectif : Faire découvrir les multiples aspects du management de l’entreprise de façon ludique, en respectant le rythme de chaque étudiant. La simulation permet une mise en pratique de toutes les notions de management (Gestion des Ressources Humaines, finance, comptabilité, marketing, production, stratégie,…). Il permet également à l’étudiant de saisir la nature profondément complexe de toute décision de gestion.Plan du cours   : Première Partie : (théorique) les fondamentaux de la comptabilité La compréhension des mécanismes comptables fondamentaux est nécessaire à la pratique de la simulation. L’objectif de cette première partie est alors de fournir aux étudiants les bases comptables indispensables à l’analyse des principaux comptes d’une entreprise, à savoir le bilan et le compte de résultat.Seconde Partie : (mise en situation) la simulation 1 - Présentation de la simulation : règles du jeu, présentation de l’entreprise fictive ainsi que son marché.2 - Constitution des groupes (3 ou 4 étudiants par groupe). Chaque groupe possède une entreprise dans le même secteur industriel. La situation de départ est strictement identique pour chaque groupe. Toutes les entreprises sont en situation concurrentielle sur le même marché.3 - Analyse. Une fois les groupes constitués, les étudiants analysent la situation. Pour ce faire, ils disposent de nombreuses informations sur l’entreprise fictive. Les étudiants possèdent 2 heures pour analyser la situation de départ, et prendre une décision d’évolution. 4 - Prise de décisions. Les décisions concernent les différents aspects de la gestion de l’entreprise  : quels investissements pour la publicité ?

Pour les équipements ? Faut-il embaucher ? Licencier ? etc… Des décisions sont prises à la fin de chaque période de deux heures d’analyse. Une période peut être considérée comme une année de l’existence de l’entreprise. Toutes les décisions sont remises à l’enseignant qui entre ces données dans le programme. Les résultats sont fonctions des décisions prises par l’ensemble des groupes. Une fois les résultats remis aux étudiants, une autre période d’analyse commence… 9 périodes peuvent être envisagées.5 - Conclusions. A la fin des 9 périodes, le jeu se termine, avec des entreprises leaders sur le marché et d’autres qui ont éventuellement disparues. C’est le moment pour l’enseignant de solliciter les remarques des étudiants sur l’expérience qu’ils ont vécue et de les aiguiller vers des conclusions pertinentes.

II-5-3 Insertion professionnelle .......................................................................................................................................................................18h

Objectif : Aider les élèves en formation à réussir leur insertion professionnelle, en construisant avec eux des “  outils ” et une méthodologie leur permettant de cibler les entreprises correspondant le mieux à leur projet personnel.

Plan du cours   : - Définition d’un projet personnel

- Dresser un bilan personnel- Elaborer un projet professionnel- Connaissance du marché de l’emploi- Finaliser sa communication

- Méthodes- Apports méthodologiques- Alternance travail individuel / travail en petit groupe.- Mises en situation

- Attitudes et comportements en situation de travail

II-5-4 Connaissance du métier d’ingénieur : ....................................................................................................................................6 ½ journées

Objectif : Mettre les élèves en contact avec les acteurs industriels

-Conférences-Visites d’entreprises

II-5-5 Gestion de projets : .............................................................................................................................................................6h Cours/3hTD

II-5-6 Stage d’été

Objectif : Effectuer un stage d’été en entreprise est fortement conseillé. Cela permet de se forger une expérience industrielle et de mieux saisir les finalités de la formation MEA.

A n n é e 260 heures d’enseignement encadrées + travaux personnels + contrôles +

300 heures de projets + 5 à 8 mois de stage

Module 1 : Formation théorique

Module 2 : Projets industriels de fin d’études

MODULE III-1 : FORMATION THEORIQUE 1er Semestre

Cours (7 Cours au choix parmi 10)III-1-1 Circuits intégrés numériques (4) : : Conception de circuits et systèmes sur puce spécifiques....................................................12h Cours

Objectifs   : En liaison avec les conférences spécialisées, il s’agit de faire une synthèse des connaissances des étudiants en leur montrant l’état de l’art et les perspectives des techniques de conception des circuits et systèmes intégrés microélectroniques. Définition et comparaison des différentes techniques de conception et de réalisation de circuits intégrés spécifiques (ASIC prédiffusé précaractérisé, FPGA, etc.). Présentation de l'état de l'art dans le domaine de la conception des circuits intégrés spécifiques et des logiciels de CAO associés. Etude de flots de conception. Architectures des systèmes sur puce (SOC) et conception de composants virtuels (IP). Compléments sur les architectures de circuits VLSI.

Plan du cours   :

- Introduction : du système au silicium. historique et évolutions vers les nanotechnologies des techniques d’intégration de circuits-Solutions ASIC pour la réalisation de circuits spécifiques : principes et analyse comparative -Flots de conception (CAO) "cell based" : résumé, de la spécification au dossier de fabrication d’un circuit spécifique-Règles d’utilisation et limitations des bibliothèques de cellules-Les systèmes sur puce (SOC) : définitions, conception (réutilisation de IP), vérification, prototypage.- Structures de CI logiques : conception de mémoires « embarquées » (introduction au cours spécialisé correspondant) ; - Circuits rapides synchrones et asynchrones. Horloges.

III-1-2 Architectures avancées des circuits et systèmes numériques  ..................................................................................................12h Cours

Objectifs   : Il s’agit d’étudier dans ce cours les méthodologies de conception et d’optimisation des architectures de circuits intégrés. Ce domaine étant relativement vaste, tout d’abord le concept d’architecture séquentielle/parallèle est abordé. Le principe de fonctionnement d’une architecture de processeur est détaillé, en expliquant les principes de pipeline, de gestion des données, de mémoires caches. Les différentes solutions matérielles électronique d’implantation sont illustrées. La dernière partie de ce cours concerne les architectures « modernes » de processeurs, les processeurs DSP, les machines de Harvard, les machines SIMD, MIMD.

Plan du cours   :

- Exécutions séquentielle/parallèle- Architecture des processeurs du tye RISC

-Chemin de données-Contrôle-Gestion mémoire (cache)-Architecture de Bus

- Architectures de Harvard et VLIW(processeurs DSP)- Architectures SIMD, MIMD, Vectorielle

III-1-3 Test et test intégré des circuits ...................................................................................................................................................12h Cours

Objectif : Ce cours est la suite du cours de 2ème Année "Test et testabilité". Il s'intéresse aux techniques avancées, en particulier il détaille le test par génération automatique de vecteurs. Il donne également les principes élémentaires du test intégré au dispositif.

Plan du cours   : - Génération de Vecteurs de Test pour Circuits Logiques

- Concepts élémentaires- Génération au niveau structurel (combinatoire, séquentiel)- Génération au niveau fonctionnel (mémoires, exhaustif, pseudo-exhaustif, PLA, …)- Notions sur le test aléatoire

- Le Test Intégré- Mise en œuvre pratique du test intégré (parallèle et série)- Test intégré de la logique aléatoire ("Random Logic BIST") : génération de vecteurs et analyse de la réponse- Test intégré des mémoires

Pré-requis : Test et testabilité (2ème semestre de 2ème année)

III-1-4 Techniques de compression d’images.........................................................................................................................................12h Cours

Objectif : Développer les principes et les méthodes de la compression des signaux et en particulier de la compression des images. Introduire les méthodes modernes de compression (JPEG,…)

Plan du cours   :

Module 3 : Stage Industriel de fin d’études

3ème

- Rappels de théorie de l’information- Codage sans perte d’information

o Codage à longueur variableo Codage arithmétiqueo Codage à base de dictionnaireo Codage prédictif

- Codage avec dégradation de l’informationo Evaluation de la dégradationo La quantification scalaire uniforme et non uniformeo Prédiction et quantification

- Techniques de transformationo Transformations linéaires 2D séparables et orthogonaleso Transformée de Karhunen-Loeveo Transformée de Fourier discrète (DFT)o Transformée en cosinus discrète (DCT)o Description de la norme JPEGo Introduction de la norme JPEG 2000

III-1-5 Commande avancée des robots..................................................................................................................................................12h Cours

Objectif : Etude de techniques modernes pour la commande dynamique de robots industriels (manipulateurs, robot mobile)

Plan du cours   : Modèle dynamique des robotsCommandes classiques linéairesCommande dynamique par découplage non linéaireCommande adaptativeCommande référencée capteurs :

Commande en effortCommande référencée vision

III-1-6 Conception d’architecture de contrôle........................................................................................................................................12h Cours

Objectif : Ce cours initie aux modèles et moyens d’expression et de validation des systèmes complexes. Les réseaux de Petri temporisés et évolués sont présentés et les moyens de mise en œuvre sur systèmes temps-réels sont approfondis.

Plan du cours   : -Introduction : approches synchrone et asynchrone, systèmes temps-réel et nécessité de d ‘analyse et de validation, …- Modèle d’expression et d’analyse

Réseaux de Petri temporisésEtude du régime stationnaire et du régime périodiqueApplication aux systèmes de contrôleVers les modèles de haut-niveau : réseaux de Petri colorés et à objets.

- Systèmes Temps-réel : approfondissements Différents systèmes d’exploitation temps-réel Mécanismes de synchronisation (IPC, mémoire partagée),Stratégies d’ordonnancement et prioritésApplication aux systèmes de contrôle

Pré-requis : Automatismes et systèmes à événements discrets (1er semestre de 2ème année)

III-1- Identification paramétrique des systèmes dynamiques................................................................................................................ 12h Cours

Objectifs   : Développer quelques méthodes simples d’identification de systèmes dynamiques à partir de données expérimentales. Après une présentation globale des étapes d’un problème d’identification dans un contexte industriel, quelques exemples pratiques seront traités.

Plan du cours   :

- Introduction à l’identification paramétrique- Caractérisation d’un processus et structure des modèles- Choix d’un critère d’optimisation- Estimation des paramètres d’un modèle

o Rappel de quelques méthodes d’optimisation quadratiqueo Méthodes des moindres carrés, filtrage de Kalman

- Evaluation de l’incertitude sur les paramètres- Introduction aux méthodes d’optimisation globale

III-1-8 Graphes et applications...............................................................................................................................................................12h Cours

Objectif : Etude des principes et des méthodes d'optimisation combinatoire, en particulier étude des méthodes élémentaires de recherche opérationnelle. Application au domaine de l'électronique en particulier et des sciences de l'ingénieur en général.

Plan du cours   : - Généralités

- Algorithmes numériques et non numériques- Optimisation des algorithmes- Graphes, définition et représentation

- Graphes non valués- Algorithmes de base- Recherche et existence de chemins- Détection de circuits

- Enumération des chemins- Arbres et arborescences

- Définitions et représentations- Arbres de recouvrements- Applications

- Graphes valués- Définition, représentation, recherche d’un chemin extremum- Algorithmes de FORD, de FLOYD, de DANTZIG

- Flot sur un graphe- Définition - Recherche du flot maximum, algorithme de FORD-FULKERSON

- Couplages- Problèmes ouverts

III-1-9 Capteurs et microsystèmes.........................................................................................................................................................12h Cours

- Les microcapteurs et leurs évolutionI-1-1 TerminologieI-1-2 Classification des capteursI-1-3 Caractérisation technique des capteursI-1-4 Capteurs intégrés I-1-5 Capteurs intelligents

- Prétraitement des signaux – Chaîne d’instrumentationI-2-1 Conditionneurs des capteurs passifsI-2-2 Conditionneurs du signal : adaptation, amplification, linéarisationI-2-3 Détection de l’information. Modulation de fréquence et d’amplitudeI-2-4 Transmission de l’information

- L’évolution des capteurs - I-3-1 Les MEMsConditionneurs des capteurs passifsI-3-2 Les MOEMsI-2-3 Les capteurs et le monde des Nanotechnologies

III.1.10 Electronique RF.........................................................................................................................................................................12h Cours

Objectif : Donner les bases de l'électronique radiofréquence pour applications à la téléphonie mobile et aux télécommunications sans fil. Plan du cours   :

- Méthodes d'étude des circuits et systèmes en RF - Composants passifs utilisés en RF - Caractérisation de jonctions en RF : paramètres S - Caractérisation des amplificateurs

- Circuits électriques utilisés pour l'adaptation d'impédance - Objectifs de l'adaptation d'impédance

- Transformation série-parallèle et parallèle-série- Réseau d'adaptation en L et - Adaptation large bande

- Amplificateur microonde - A faible niveau en bande étroite et large - Sélectif à bas niveau - en puissance - Circuits utilisés pour la détection et la transposition de fréquence

- Détecteurs- Switchs- Modulateurs- Té, diviseurs et coupleurs

Formations Spécialisées

III-1-10 Conférences spécialisées.....................................................................................................................................................................36h

Objectif : Ces enseignements spécialisés sont dispensés sous forme de conférences par des intervenants industriels. Ils permettent d’apporter aux élèves une formation complémentaire à leur formation initiale tout en les mettant en présence de représentants du monde industriel. Les domaines abordés sont par exemple les suivants :

- Techniques de conception des circuits asynchrones- Les circuits à capacité commutée- Méthodologie de conception des circuits mixtes- Arithmétique intégrée- Techniques avancées de test de circuits et de cartes- Conception de circuits digitaux- Modélisation des surfaces et des solides. Application aéronautique- Conception et exploitation des chaînes d'embouteillage modernes - Protection des circuits et des composants - Fiabilité des systèmes électronique de puissance - Mémoires EEPROM et mémoires FLASH - La haute technologie dans les produits grand public

III-1-11 Stage technologique ....................................................................................................................................................... 1 semaine (30h)

Objectif : Ce stage d’une semaine est réalisé dans des ateliers inter-universitaires de technologie ou dans des centres spécialisés (CIME,

AIP, AIME, LIRMM/CNFM). Il a pour but de faire découvrir aux étudiants des techniques et matériels complémentaires à ceux manipulés dans le cadre des enseignements pratiques de l’ISIM

Formation humaine

III-1-12 Culture d'entreprise..............................................................................................................................................................................24h

Objectif   : Ces enseignements sont dispensés sous forme de conférences par des intervenants industriels. Ils permettent d’apporter aux élèves un éclairage sur les différents aspects de l’entreprise.

- Management des Ressources Humaines- Management de la Qualité- L’ingénieur et l'entreprise

III-1-13 Communication....................................................................................................................................................................................10h

Objectif : Préparation d’un exposé, d’une conférence, de toute prise de parole en public.

III-1-14 Mise en situations professionnelles........................................................................................................................................................9h

Objectif   : Cette formation doit prolonger les conférences des intervenants extérieurs dans le cadre de la gestion des ressources Humaines (enseignement de gestion). Il est primordial qu’ayant été sensibilisés en amphi les étudiants l’expérimentent pour mieux se l’approprier.

- Conduite d’entretiens- Prise de décisions individuelles/collectives- Traitement des conflits- Autorité et Pouvoir- Styles de management

III-1-15 Semaine transversale ISIM..................................................................................................................................................................30h

MODULE III-2 : PROJETS INDUSTRIELS DE FIN D’ETUDE (300h au 1er Semestre)

Objectif : Les projets industriels de fin d’études sont proposés aux élèves dans les domaines suivants : systèmes électroniques, micro-électronique, automatique, informatique industrielle, robotique. L’objectif de ces projets de fin d’étude est de mettre les élèves en situation sur un projet industriel conséquent. Un certain nombre des sujets proposés fait d’ailleurs l’objet de conventions avec un partenaire industriel. Un rapport technique et une présentation du travail effectué sont demandés à la fin du projet. Notons que la présentation fait l’objet d’une formation spécifique dispensée par des professionnels de la communication.

MODULE III-3 : STAGE INDUSTRIEL DE FIN D’ETUDE (5 mois minimum, 2ème Semestre) Objectif : Au cours de ce stage obligatoire en entreprise, l'élève se trouve dans la fonction d'un ingénieur ; un travail correspondant à ce niveau lui est confié. Ce stage, intervenant à la fin du cursus, doit permettre à l'élève d'affirmer les qualités qui lui seront demandées. Un rapport technique et une présentation de son travail devant un jury composé d'enseignants et de professionnels sont demandés à la fin du stage. Une fiche d'appréciation, remplie par le tuteur dans l'entreprise, permet de compléter la note du stage