Etude du couplage entre la SkateProbe et la victime

La mesure du couplage entre la SkateProbe et la victime se fait comme une mesure d’immunité en champ proche. La sonde d’injection champ proche est remplacée par la SkateProbe. La modification de la position et de l’orientation de la SkateProbe au dessus de la

vis de la perturbation de la SkateProbe. Lorsque la victime doit réaliser une fonction spécifique, cette mesure permet de trouver les positions de la SkateProbe pour lesquelles cette fonction n’est plus réalisée.

Test comp XXC120X

fréquence Seuil de

susceptibilité

Circuit intégré victime

SkateProbe

Figure III–43 : Illustration de la mesure de l’effet du couplage entre la SkateProbe et un circuit intégré.

La Figure III–43 illustre le principe de la mesure du couplage entre la SkateProbe et une victime. A chaque position de la SkateProbe correspond une courbe du seuil de susceptibilité en champ proche de la victime en fonction de la fréquence.

La mesure du couplage entre la SkateProbe et victime est utilisée pour valider le modèle ce couplage.

III.3.2.2. Modélisation du couplage SkateProbe/composant victime

La construction d’un modèle capable de simuler la mesure du couplage entre deux circuits intégrés est difficile mais nécessaire. Un bon modèle permet de se passer de la mesure tout en étant assuré de la qualité des résultats. Il permet de faire de la prédiction, et de gagner du temps. Les travaux d’Alexandre Boyer [BOYE07a] étaient axés sur ce thème.

III.3.2.2.1 Modélisation de la victime

Le modèle de la victime est un modèle d’immunité. Dans notre cas, c’est le modèle ICIM [ICIM1], [ICIM2]. Dans un premier temps, nous décrirons l’intérêt du modèle d’émission de la victime, ensuite nous détaillerons son modèle de susceptibilité.

• Intérêt du modèle d’émission de la victime

La modélisation de l’émission d’un circuit intégré bénéficie de beaucoup d’avance par rapport à celle de l’immunité. Beaucoup de travaux de recherche ont été menés sur ce sujet. Ce modèle peut servir de base pour la construction du modèle de susceptibilité. Par exemple, le modèle d’émission d’un circuit intégré couplé à une sonde champ proche comporte des éléments qui ne changent pas si on inverse le sens des choses. Pour une même position de la sonde, le couplage entre le circuit intégré et le réseau passif de ce circuit restent identiques. La différence étant que la puissance est fournie par la sonde et qu’une analyse des signaux se fait sur le composant victime.

On peut par conséquent débuter la construction d’un modèle d’immunité par la construction de son modèle ICEM car il est beaucoup plus simple à réaliser. Et par la suite, ce modèle est complété en lui ajoutant celui du critère de susceptibilité.

• Modèle de susceptibilité de la victime

Le modèle de susceptibilité doit bien prendre en compte le critère de susceptibilité pour être fidèle à la réalité. Ce critère peut être interne ou externe au circuit intégré. Il peut par exemple s’agir d’observer la tension d’alimentation, le courant consommé par le circuit ou bien encore l’état d’une de ces sorties. Dans tous les cas, on va se fixer une limite en dessous ou au dessus de laquelle on considère que le fonctionnement du circuit est défaillant. Nous ne nous intéresserons pas aux conditions qui entraînent la destruction du composant.

La construction d’un modèle d’immunité commence par celle du modèle d’émission. Ce modèle est ensuite complété pour simuler le comportement immun de la victime. C’est le modèle final d’immunité qui est couplé à une source de perturbation à travers un chemin de couplage donné. Le chemin de couplage dépend du mode d’injection de la perturbation. Il doit en plus inclure l’analyse de la défaillance.

Source de la perturbation Analyse de la défaillance Chemin de couplage Victime Alimentations

Figure III–44 : Structure « classique » d’un bloc ICIM [BOY07a]

En définitive, le modèle du circuit intégré victime seul ne suffit pas à décrire son immunité. Car cette dernière dépend de la source de perturbation qui est le composant agresseur ou encore une sonde qui émule son émission. Elle dépend aussi du critère de susceptibilité qui va conditionner l’analyse de la défaillance.

III.3.2.2.2 Modélisation du couplage entre la victime et la sonde

Nous avons vu précédemment comment concevoir une sonde champ proche capable d’émuler l’émission d’un circuit intégré agresseur. L’étude du couplage entre cette sonde et la victime permet d’évaluer rapidement le couplage réel entre le circuit agresseur et le circuit victime. Nous allons dans cette partie proposer un modèle de couplage entre la sonde et le circuit victime. Ensuite nous en déduirons le couplage entre les deux circuits intégrés.

Le modèle final du couplage entre la sonde et le circuit intégré victime doit comporter le modèle d’émission de la sonde et le modèle d’immunité de la victime.

• Modèle de la SkateProbe

Le modèle d’émission de la sonde est obtenu soit par calcul, soit par simulation ou encore par la mesure. Le croisement de toutes les informations par chacune de ces techniques permet la validation du modèle final. Etant constitué de lignes de transmission, chaque ligne de la sonde est modélisée par une ou plusieurs cellules RLC. Tout autre élément servant soit à alimenter cette sonde, soit à la charger doit aussi être modélisé.

Rp1 Lp1 Rp2 Lp2

Cp

Modèle du générateur de

signal

Modèle d’émission de la SkateProbe

Modèle de la charge

Figure III–45 : Modèle général d’une sonde émulatrice de l’émission d’un composant.

Le modèle de la SkateProbe est comparable à celui d’une ligne de transmission. C’est un modèle simple, il permet donc d’effectuer des simulations rapidement. Son couplage avec la victime permet de simuler l’effet du circuit intégré agresseur sur le circuit intégré victime.

Lorsque son architecture est plus complexe, le modèle de la SkateProbe doit être adapté pour modéliser fidèlement le comportement de la sonde. C’est le cas particulier d’une sonde dont certains segments sont couplés à d’autres. Dans ce cas, il faut évaluer individuellement le couplage entre chaque segment et ses segments voisins. La Figure III–46 décrit la modélisation d’une SkateProbe constituée de deux tronçons. Le couplage entre ces deux tronçons n’est pas négligeable.

T

1

T

2 RT1 LT1 RT2 LT2 CT1 Entrée Modèle du tronçon T1 Sortie CT2 Modèle du tronçon T1 Entrée Sortie

K_L

T1

_L

T2 Couplage entre les deux tronçons

Figure III–46 : Exemple de modèle faisant intervenir des tronçons couplés

• Modèle du couplage sonde/circuit victime

Le couplage entre la sonde et le circuit intégré victime peut être soit capacitif, soit inductif ou avoir une proportion de chacun d’eux. De ce fait, la construction du modèle de couplage se fait sur la base de l’évaluation de la mutuelle entre les éléments inductifs et la capacité équivalente entre les conducteurs en regard.

Rpck_Vdd Lpck_Vdd RVdd LVdd RVss LVss Rpck_Vss Lpck_Vss Cd Cb Ib Vdd externe Vss externe M1 M1 Modèle du générateur de signal RF Alimentations Rp1 Lp1 Rp2 Lp2 Cp

Modèle d’émission de la sonde émulatrice

M Modèle de la

charge

Modèle d’immunité du circuit intégré victime

Mc1 Cx Mc2

Figure III–47 : Modélisation du couplage entre une sonde émulatrice et un circuit intégré victime.

Les éléments Mp1 et Mp2 résultent du couplage inductif qui existe entre la sonde et le

composant. Cx résulte du couplage capacitif. Leurs valeurs dépendent de la position et de

l’orientation de la sonde par rapport au circuit victime. Ici, le couplage a été représenté uniquement sur la branche Vss. Il existe aussi sur la branche Vdd. Par ailleurs, il peut être égal

ou différent de celui de la branche Vss.

Même dans le cas où il existe du couplage entre les tronçons de la SkateProbe, le couplage entre chaque tronçon de la SkateProbe et le circuit intégré victime doit se faire individuellement.

Dans le document Etude du couplage électromagnétique entre circuits intégrés par émulation du perturbateur - Application en téléphonie 3G (Page 143-147)