A. Des environnements intégrés mais monolithiques

I.A.1.  Une vision extrême : l’autosuffisance

L’environnement intégré monolithique a comme caractéristique principale l’autosuffisance. Il permet généralement de traiter un processus de conception bien défini de A à Z. Il est capable de décrire le problème dans un formalisme qui lui est propre (répondant à des besoins

bien spécifiés) et permet de le résoudre (en plusieurs étapes si nécessaires). Environnement de conception :

support d’un certain nombre de tâches de conception dont l’agencement constitue un but de conception.

Partie I : Vers un environnement d’Intégration

Les avantages d’un tel environnement peuvent être :

¬  une vision intégrée du processus pour le concepteur,

¬  l’autonomie (palliant toute défaillance d’un outil dont il pourrait dépendre), ¬  l’évolutivité (l’autonomie permet d’évoluer sans contraintes),

¬  la performance (réalisant un but bien spécifié, l’environnement peut bénéficier d’une mise en œuvre

spécifiquement adaptée et donc performante)

Malheureusement, par cette fermeture à l’extérieur, un environnement monolithique devient rapidement spécialisé et prescripteur de la manière de concevoir. Cette solution va à l’encontre des enjeux que nous nous proposons de résoudre.

Figure 5 : L’environnement monolithique est autosuffisant, il est efficace dans les buts qu’il s’est fixés, mais reste fermé au monde extérieur.

I.A.2.  Une vision plus modérée : l’ouverture

Les environnements actuels ne sont pas aussi résolument fermés et offrent de plus en plus d’ouvertures qui se justifient à plusieurs titres :

¬  L’environnement n’intègre pas toutes les fonctionnalités nécessaires à la mise en œuvre du processus qu’il propose, et exploite des capacités externes,

¬  Les moyens financiers de l’entreprise souhaitant acquérir l’environnement, ainsi que l’inertie psychologique du concepteur utilisant couramment un certain nombre d’outils existants et réalisants des fonctionnalités similaires, font que l’environnement devra exploiter ces capacités externes existantes.

L’ouverture, dans ce genre d’environnement, est d’abord réalisée grâce à des standards d’échange de données (ex : STEP, IGES, …). C’est ainsi que l’environnement peut, par exemple, exporter des géométries vers divers outils existants, en s’appuyant sur des standards de description géométrique.

Une intégration spécifique de certains outils du marché est également courante, ne correspondant pas réellement à une ouverture mais à un partenariat entre société développant les outils de la CAO.

Environnement Monolithique Environnement Monolithique

Considérons l’exemple de l’environnement de conception de circuit intégrés Cadence3, qui propose un processus dans lequel plusieurs outils permettent de répondre aux besoins d’une même étape de conception :

¬  Capture schématique : Concept HDL, Capture CIS, OrCAD Capture

¬  Simulation Digitale/Analogique/Mixte :NC-Sim, PCB Analog Expert, PCB Mixed-Signal Expert, PSpice

¬  Analyse de circuits imprimés :SPECCTRAQuest

¬  Placement des composants et routage des connections :SPECCTRA ¬  Création des masques: Allegro, Cadence DFMi, OrCAD Layout

Cet environnement offre une solution adaptée à la conception de circuits intégrés en microélectronique, car il bénéficie d’un processus de conception compliqué dans une large mesure (mais non complexe), lui permettant de spécifier les étapes, les outils de manière déterministe.

Considérons un autre exemple, celui d’un environnement de conception de microsystèmes, CoventorWare™4. Cet environnement intégré, offre le support d’un processus de conception spécifique aux microsystèmes (cf. Figure 6).

Conception

conceptuelle de la solution^Construction comportementale^Simulation

Construction géométrie 3D et masques Simulation détaillée Macro modèles

Figure 6 : Description du processus de conception de microsystèmes implanté dans l’environnement CoventorWare™

3 CDE™: Cadence Design Environnement, Cadence Design Systems, Inc, www.cadence.com

Partie I : Vers un environnement d’Intégration

Pour cela, il propose une série de tâches de conception bien identifiées (cf. Figure 6):

¬  Construction de la solution : ce module permet de définir un microsystème, à partir de composants prédéfinis dans des bibliothèques (mécanique, électromécanique, optique, fluidique). ¬  Simulation comportementale: à partir de la description du système, celui-ci peut être simulé, permettant d’analyser ses performances ou de réaliser des études paramétriques de sensibilité.

¬  Création géométrie 3D et masques : la géométrie peut être générée à partir des informations du système, ou par l’utilisation d’un modeleur géométrique. Les masques de fabrication peuvent alors être définis et le processus de fabrication simulé.

¬  Simulation détaillée : à partir de la géométrie, une analyse FEM / BEM peut être réalisée (électrostatique, analyse de structure, thermo déformation, piezzo, couplage électro-mécanique

avec hystérésis, ...). Un macro modèle peut alors être généré, pour réintégrer ce dispositif

dans les phases amonts du processus.

Cet environnement répond à un certain nombre d’enjeux que nous nous sommes posés. A savoir que le processus proposé commence par une description d’un modèle comportemental permettant de tester rapidement une solution conceptuelle, puis permet de simuler un modèle détaillé du dispositif. Il prend donc en considération le besoin de mettre en œuvre divers modèles du même produit, pour différents enjeux.

L’autre intérêt de cet environnement correspond à la prise en compte explicite de la fabrication dans le processus de conception, en proposant de générer les masques de fabrication mais également de visualiser les étapes du processus de fabrication.

Cet environnement, intégrant les domaines de l’optique, l’électronique et la physique (cf.

Figure 7), se définit comme une solution complète à la conception de microsystèmes. Mais

nous plaçant dans la peau d’un concepteur de microsystèmes magnétiques (MAGMAS), ayant à notre disposition des outils de calcul de tels systèmes (ex : Dipole3D

[DELA 93], outil de calcul de forces magnétiques basés sur une méthode des moments), nous ne pouvons

malheureusement pas bénéficier du potentiel offert par cet environnement pour notre conception.

Figure 7 : CoventorWare™, intègre l’optique, la physique et l’électronique pour la conception de microsystèmes.

Optique Physique Électrique Optique Physique Électrique