Programme_MEA

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Programme_MEA

  1. 1. Microélectronique et Automatique Programme détaillé des enseignements de 1ère , 2ème & 3ème années 2004 - 2005 Secrétariat : Tél. 04 67 14 37 93 Fax. 04 67 14 46 64 Email : mea@isim.univ-montp2.fr http://www.mea.isim.univ-montp2.fr Département MICROÉLECTRONIQUE ET AUTOMATIQUE
  2. 2. LA FORMATION MEA DE L'ISIM Le département MEA (Microélectronique et Automatique) de l’ISIM (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).
  3. 3. A n n é e912 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
  4. 4. - 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 / 24h 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 .............................................................................................................................................. 12h Cours / 12h 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 Schrِdinger 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 numériques Racines d’équations Calculs Matriciels et résolutions de systèmes linéaires Résolution de système d’équations non-linéaires Fonctions équations aux dérivées Accélération de Romberg I nterpolation à une dimension Moindres carrés et lissage de courbes. Dérivée d’une fonction Calcul d’intégrales
  5. 5. 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
  6. 6. - 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
  7. 7. I-3-7 TP Algorithmes numériques (28) & Outils Mathématiques (12) ............................................................................................................ 40h I-3-8 Projet Informatique & algorithmes numériques...................................................................................................................................... 16h 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 Travaux en laboratoire audiovisuel - Compréhension orale - Compréhension écrite de textes d'intérêt général et de documents spécialisés I-4-2 Ingénierie de projets : Systémique ....................................................................................................................................................... 10,5h 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 étudiants dans le département dans l’école dans son rapport aux métiers de l’ingénieur dans son rapport au monde industriel. Déroulement : 1° Phase : 1 demi-journée tout au début de l’année Se 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.
  8. 8. A n n é e873 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
  9. 9. - 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 associés Plan 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, attributs procédures, 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
  10. 10. - Placement de pôles - Commande optimale II-1-8 Filtres et traitement du signal .................................................................................................................................................... 13,5h Cours Objectifs : Un des objectifs de ce cours est d’appréhender les éléments de la théorie et du codage de l’information (en présentant aussi les structures électroniques adéquates): les notions de 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 continus et de présenter les structures électroniques permettant l’implantation physique de ces structures. Une fois le domaine continu traité, les problèmes d’interface entre les signaux continus et numériques sont décrits afin d’aller vers la présentation des méthodes de synthèse des filtres numériques (RII et RIF). 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 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 en langage C++ introduit la notion fondamentale de classe. Les notions qui en dérivent seront étudiées au second semestre. Plan du cours : - Approfondissement des pointeurs (arithmétique des pointeurs, relation entre l'indirection et l'indexage, arguments de la fonction "main", tableaux de fonctions). - C++ comme meilleur C : références (arguments & valeur de retour des fonctions), constantes typées, énumérations, structures, fonctions ("static", "inline", arguments par défaut, surcharge des noms). - La notion de classe (données et fonctions membres, protection des champs, constructeurs et destructeur, membres statiques). - Les membres spéciaux (constructeur de copie, opérateur d’affectation) - Les opérateurs d'entrée-sortie sur flot. - La surcharge des opérateurs arithmétiques et logiques (exemples, problèmes). II-1-11 Architecture des calculateurs, micro-contrôleurs, et DSP....................................................................................................... 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 : - Histoire de l’informatique - Aiken et Von Neumann - Principes de fonctionnement des machines de Von Neumann - Langage machine, types d’instructions, modes d’adressages - Notions de séquencement, séquenceurs câblés et microprogrammés - Principes de la microprogrammation - Entrée sortie - principes généraux - Liaison, canaux, ADM - Systèmes d’interruption, fonctionnement et gestion - Entrées/sorties parallèles - Circuits intégrés d'interface - PIO, Timer, ACIA - Microcontrôleurs et DSP : intérêts et spécificités 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 :
  11. 11. - 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 ....................................................................................13,5h Cours 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).................................................................................................................................... 13,5h Cours 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 Modélisation & simulation électrique ........................................................................................................................................13,5h Cours Objectif : Après l’apprentissage du simulateur électrique HSPICE (ou PSPICE) en 1ère et 2ème année en tant qu’outil, acquérir les notions approfondies concernant les modèles de simulation (R,L,C,Diodes, Transistors bipolaires et MOS intégrés) en liaison avec les technologies de fabrication ; l’accent est mis sur la dépendance des paramètres des modèles aux géométries des composants et interconnexions sur le circuit intégré et à la technologie de fabrication. Plan du cours : - Introduction : Modélisation et simulation multi-niveaux - Modèles et simulation électrique des circuits - Modèles des éléments passifs intégrés (R, L, C, interconnexions)
  12. 12. - Modèles des transistors bipolaires. Bibliothèques - Modèles des transistors MOS. Bibliothèques - Evolution des modèles des transistors MOS avec les technologies - Exemples de simulation Applications : -Exemples à traiter en libre service (*) avec l’outil PSPICE (gratuit)………………(estimation : 12 h) -Applications dans le cadre du projet « conception micro-électronique »…………..(estimation : 12 h) -Applications dans le cadre du projet « CAO & conception de bibliothèques »……(estimation : 10 h) (*) : support assuré par l’enseignant via internet Circuits & Systèmes numériques II-3-4 Circuits intégrés numériques (3) : Synthèse électrique et topologique (« layout ») CMOS..................................................... 13,5h Cours 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 Architecture des circuits et systèmes intégrés ......................................................................................................................... 13,5h Cours Objectifs : On étudie dans ce cours les versions intégrées des éléments courants ou spécifiques de l’électronique numérique. Plan du cours : - Compléments sur les opérateurs arithmétiques - Organisation globale d’une architecture de circuit spécifique - Parties opératives et automates de processeurs - Flot de conception d’une architecture. Cahier des charges, Graphes de données et graphes de flot - Optimisations des connections, des ressources, du temps. - Des exemples de conception d’architecture - Synthèse automatique d'architectures de CI. II-3-6 Test & Testabilité des circuits intégrés .................................................................................................................................... 13,5h Cours 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 Objectif : 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, discrets ou stochastiques. Programme : Méthodes générales de recherche d’extremum Méthodes de recherche unidimensionnelle Méthodes reposant sur un développement limité du critère Méthodes d’optimisation globale Optimisation des systèmes dynamiques à temps discret Programmation dynamique Algorithme A* Optimisation dynamique des systèmes à temps continu Principe du maximum Equation de Hamilton-Jacobi
  13. 13. Optimisation des systèmes stochastiques Présentation et étude de cas industriels et de méthodes récentes particulières - II-3-8 Introduction à la Robotique industrielle ................................................................................................................................... 13,5h Cours Objectifs: Introduction aux techniques utilisés pour la modélisation et la commande de robots industriels. Plan du cours : Introduction à la Robotique Industrielle : marché, applications Terminologie et définitions Outils mathématiques pour la modélisation Modèles des robots à chaîne simple : MGD et MGI, MCD et MCI Génération de mouvements Architecture de commande d’une articulation Architecture matérielle et logicielle des contrôleurs II-3-9 Vision artificielle......................................................................................................................................................................... 13,5h Cours 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 Introduction au traitement des images numériques Notions fondamentales sur les images numériques Physiologie de la vision humaine Acquisition des images numérisées Représentation des images Amélioration des images Dans le domaine spatial Dans le domaine fréquentiel Restauration d’images dégradées II-3-10 Filtrage numérique et traitement des images........................................................................................................................... 13,5h Cours Objectifs : La majorité des filtres ou systèmes de commande présentés dans les cours d’électronique et d’automatique ont été abordés sous forme continue. Or, la grande majorité des systèmes est aujourd’hui numérique, c’est à dire programmés sur des systèmes informatiques. L’objectif de ce cours est de présenter les outils et méthodes de passage d’une réalisation continue à une réalisation numérique. Plan du cours : - Numérisation des régulateurs classiques (passe-bas, passe-bande, réjecteur, PID). Synthèse RST. - Synthèse directe d’un filtre numérique quelconque - Transformée de Fourier discrète (DFT) et Transformée de Fourier Rapide (FFT) - Analyse multirésolution et transformée en ondelettes - Filtrage de Kalman : formulation, mise en œuvre, exemples d’application, filtre de Kalman étendu II-3-11 Automatique des systèmes multi-variables non-linéaires ...................................................................................................... 13,5h Cours Objectifs : Expliciter les méthodes de modélisation et de commande avancée des systèmes non linéaires multivariables. Plan du cours : - Modélisation Modèles des systèmes non linéaires Méthodes du plan de phase et de l’espace de phase : points fixes, cycles limites, stabilité, régime glissant, systèmes à structure Méthodes de linéarisation : linéarisation par balayage, pseudo-linéarisation, linéarisation globale - Commande : Commande par découplage non linéaire :entrée-sortie, entrée-état Commande à structure variable Commande optimale non linéaire Informatique & Informatique industrielle II-3-12 Informatique ............................................................................................................................................................................ 13,5h Cours Objectif : Ce cours de programmation en langage C++ approfondit la notion de classe et étudie la notion de classe dérivée. Plan du cours : - Compléments sur la surcharge des opérateurs (fonction membre ou fonction globale, retour par valeur ou par référence, associativité, constructeur de conversion). - La notion de classe dérivée : « être une sorte de » (héritage, constructeurs, destructeurs). - La protection des membres sans la dérivation (contrôle d’accès , conversion de pointeurs). - La notion de fonction virtuelle. II-3-13 Architecture & Fonctionnement des réseaux ........................................................................................................................... 13,5h Cours 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)
  14. 14. Introduction aux réseaux locaux industriels Généralités et illustrations Classification architectures modèles 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). II-3-14 Langages des systèmes Temps Réel ....................................................................................................................................... 13,5h Cours 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 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 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 En Anglais 1. Exposés individuels en public, questions et réponses puis analyse des prestations 2. 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 analysées 4. 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 .................................................................................................................................................................... 24h Objectif : Faire découvrir les multiples aspects du management de l’entreprise de façon ludique, en respectant le rythme de chaque étudiant.
  15. 15. 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 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.
  16. 16. A n n é e260 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 : Approfondir les notions acquises dans le cours de vision et traitement d’images de seconde année. De nouveaux domaines tels que le traitement des images couleur, la compression des images et l’introduction à la reconnaissance des formes seront présentés. Plan du cours : Principes de la représentation et du traitement des images couleur Module 3 : Stage Industriel de fin d’études 3ème
  17. 17. Traitement multi-résolution et analyse en ondelettes des images Principes fondamentaux de la compression d’images. Présentation de standards de compression Introduction au traitement morphologique des images Segmentation des images Introduction à la représentation à haut niveau des images Présentation de quelques méthodes de reconnaissance de formes. 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 robots Commandes classiques linéaires Commande dynamique par découplage non linéaire Commande adaptative Commande référencée capteurs : Commande en effort Commande 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 temporisés Etude du régime stationnaire et du régime périodique Application aux systèmes de contrôle Vers 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 priorités Application aux systèmes de contrôle Pré-requis : Automatismes et systèmes à événements discrets (1er semestre de 2ème année) III-1-7 Méthodes générales d'optimisation..............................................................................................................................................12h Cours Objectif : 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, discrets ou stochastiques. Programme : Méthodes générales de recherche d’extremum Méthodes de recherche unidimensionnelle Méthodes reposant sur un développement limité du critère Méthodes d’optimisation globale Optimisation des systèmes dynamiques à temps discret Programmation dynamique Algorithme A* Optimisation dynamique des systèmes à temps continu Principe du maximum Equation de Hamilton-Jacobi Optimisation des systèmes stochastiques Présentation et étude de cas industriels et de méthodes récentes particulières 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
  18. 18. - 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 évolution I-1-1 Terminologie I-1-2 Classification des capteurs I-1-3 Caractérisation technique des capteurs I-1-4 Capteurs intégrés I-1-5 Capteurs intelligents - Prétraitement des signaux – Chaîne d’instrumentation I-2-1 Conditionneurs des capteurs passifs I-2-2 Conditionneurs du signal : adaptation, amplification, linéarisation I-2-3 Détection de l’information. Modulation de fréquence et d’amplitude I-2-4 Transmission de l’information - L’évolution des capteurs - I-3-1 Les MEMsConditionneurs des capteurs passifs I-3-2 Les MOEMs I-2-3 Les capteurs et le monde des Nanotechnologies Formations Spécialisées III-1-10 Electronique de puissance .............................................................................................................................................. 12h Conférences - Les composants de puissance - Spécificité et propriétés de base des principaux composants - Rendement des convertisseurs, calcul des pertes dans les composants lors de la commutation - Structures de l'électronique de puissance - Convertisseurs, alimentation à découpage et à résonance - Les systèmes construits autour de l'électronique de puissance - Variation de vitesse, trains, tramway, bateaux… - Electronique de puissance embarquée, assistance à la conduite, au pilotage… - Commandes et pilotages des actionneurs, chaîne de décision - Eclairage - Soudure, chauffage par induction - Véhicule électrique et véhicule hybride - Simulation en l'électronique de puissance - Conception de circuits - Câblage et CEM - Fiabilité des composants et des systèmes, durée de vie III-1-11 Formations complémentaires spécialisées (Test, Mathlab, ….) ........................................................................................................ 36h III-1-12 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-1-13 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-1-14 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
  19. 19. - Management de la Qualité - L’ingénieur et l'entreprise III-1-15 Communication..................................................................................................................................................................................... 10h Objectif : Préparation d’un exposé, d’une conférence, de toute prise de parole en public. III-1-16 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-1-17 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 Evolutions 2005-2006 Systèmes adaptatifs & identification En remplacement du cours III.1.7 .............................................................................................13,5h Cours Objectifs : La dualité des problèmes de commande adaptative et de l’identification est présentée. Les réseaux de neurones artificiels servent de supports pour illustrer les processus d’apprentissage et d’adaptation. Plan du cours : - Objectifs, définitions - Méthodes de minimisation : sans contrainte, avec contraintes égalités et inégalités, programmation linéaire - Réseaux de neurones artificiels : les divers types et leurs fonctionnements. Apprentissage et adaptation. Applications diverses. Exemples d’implémentations Identification par la méthode du modèle. Electronique RF en MEA3 .....................................................................................................................................................................13,5h 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 π - 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

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