Synthèse d'architectures parallèles dédiées du filtre de Kalman dans l'environnement MMALPHA
Mozipo Tchoupou, Aurelien Landry
03-2201370

Table des matières

DÉDICACE             i
REMERCIEMENTS             ii
RÉSUMÉ             iv
LISTE DES SIGLES ET ABRÉVIATIONS             viii
LISTE DES SYMBOLES             xi
TABLE DES MATIÈRES             xiv
LISTE DES TABLEAUX             xviii
LISTE DES FIGURES             xix

CHAPITRE 1

INTRODUCTION 1
    1.1 Objectifs             3
    1.2 Problématique             5
    1.3 Méthodologie             7
    1.4 État de la recherche sur les outils de synthèse automatique d'architectures
        parallèles             8
    1.5 Organisation du mémoire             10

CHAPITRE 2

ENVIRONNEMENT MMALPHA             13
    2.1 Principe             13
    2.2 Le langage Alpha et son environnement MMAlpha             17
    2.3 Procédure de dérivation d'une architecture parallèle             19
    2.4 Synthèse d'une architecture parallèle pour le produit matrice-vecteur             21

CHAPITRE 3

FILTRE DE KALMAN ET APPLICATIONS             23
    3.1 Le filtre de Kalman             24
        3.1.1 Principe de filtrage             25
        3.1.2 Filtre de covariance             28
        3.1.3 Filtre d'information             30
        3.1.4 Filtre racine carrée de covariance             33
        3.1.5 Filtre racine carrée de l'information             36
    3.2 Applications du filtre de Kalman à l'égalisation des canaux             38
        3.2.1 Égalisation des canaux par filtre de Kalman standard             44
        3.2.2 Égalisation des canaux par filtre de covariance racine carrée             44
    3.3 Résultats de simulation de l'égalisation des canaux par filtre de Kalman             46
        3.3.1 Egalisation par Kalman Standard .                 49
        3.3.2 Egalisation par Kalman covariance racine carrée             50
        3.3.3 Évaluation des performances             50
    3.4 Application du filtre de Kalman à la commande             53
    3.5 Justification de l'implantation du filtre de Kalman en technologie VLSI             60

CHAPITRE 4

SYNTHÈSES D'ARCHITECTURES PARALLÈLES AVEC MMALPHA             64
    4.1 Filtre de covariance             65
        4.1.1 Programmation en Alpha             65
        4.1.2 Résultats d'ordonnancement de MMAlpha             67
        4.1.3 Description de l'architecture systolique             68
    4.2 Filtre racine carrée de covariance             76
        4.2.1 Triangularisation de matrices denses dans MMAlpha             77
        4.2.2 Programmation du filtre racine carrée de covariance en Alpha             83
        4.2.3 Résultat d'ordonnancement de MMAlpha             85
        4.2.4 Description de l'architecture systolique             86
    4.3 Comparaison des performances             91
    4.4 Résultats de simulation du programme Alpha             93

CHAPITRE 5

ARCHITECTURE ET SYNTHÈSE EN TECHNOLOGIE VLSI             94
    5.1 Étude des effets de quantification             95
    5.2 Choix de l'architecture et de la technologie VLSI             101
        5.2.1 Choix de l'architecture             101
        5.2.2 Choix de la technologie             103
    5.3 Modélisation et résultats de simulation du VHDL du processeur             103
        5.3.1 Modélisation VHDL du processeur             103
        5.3.2 Résultats de correction du Processeur SRCKAL             107
    5.4 Synthèse en technologie CMOS 0.5gm             109

CHAPITRE             6

CONCLUSION             111
    6.1 Synthèse des résultats             111
    6.2 Recommandations et suite des travaux             113

BIIBLIOGRAPHIE             116

ANNEXES
I. ARTICLES PUBLIIÉS AU COURS DE CETTE RECHERCHE             124
II. PROGRAMMES ALPHA             138
III. PROGRAMMES MATLABO             167
IV. PROGRAMMES VHDL             213