Les équipes thématiques du Pôle CACS

L’originalité du pôle CACS est de regrouper des chercheurs étudiant les aspects théoriques des communications, des chercheurs ayant la double compétence entre algorithme et conception de circuits et des chercheurs développant des outils et des systèmes électronique pour la mise en œuvre de ces systèmes. Le pôle est structuré en trois équipes thématiques suivant cette répartition de compétences : les équipes Communications (Com), Interaction Algorithme-Silicium (IAS) et Méthodes, Outils, Circuits/Systèmes (MOCS).

Les communications numériques représentent un élément central des activités du pôle CACS, néanmoins, les compétences du pôle permettent d’aborder d’autres applications ou problématiques scientifiques : circuits intégrés pour des prothèses médicales, outils de CAO dédiés au traitement du signal, optimisation de la consommation, aide à la personne.

 Équipe thématique Communications

L’équipe thématique communications possède une double compétence en théorie de l’information et en traitement du signal. Fort de cette double compétence, l’équipe a développé une expertise sur l’ensemble de la chaîne de communication, allant des problèmes de synchronisation jusqu’au codage réseau. Ce large spectre de compétences lui permet d’aborder un ensemble assez large de problématique et de répondre rapidement et efficacement aux demandes industrielles. Cette compétence est renforcée par des axes de recherche forts, en particulier, le décodage des codes itératifs produits et les techniques avancées de synchronisation (axe de recherche Advanced Coding Project, ACP) ou encore, de façon conjointe, la détection multi-utilisateurs et le décodage canal (axe Turbo CDMA et Turbo Egalisation, TCTE). De plus, l’équipe thématique a décliné son expertise dans deux domaines applicatifs très spécifiques. Tout d’abord, en cohérence avec sa situation géographique, elle a développé une compétence reconnue dans le domaine des communications sous-marines (axe Transmissions Acoustiques Sous-Marines). Ensuite, elle s’intéresse aux communications numériques du point de vue « applications défense » où les problématiques scientifiques sont différentes : communications furtives, et son pendant, communications non-coopératives (axe Intelligence et Furtivité des Communications, IFC). Notons que la capacité à démoduler, sans connaissance a priori, un signal reçu avec une complexité raisonnable est un problème en soi très complexe, qui peut avoir aussi de nombreuses applications dans le domaine de la radio cognitive.

L’équipe thématique communications échange et collabore au quoditien avec l’équipe Interaction Algorithme-Silicium sur les problématiques des communications numériques. Elle participe de plus au projet transversal CPER PALMYRE qui regroupe dans CACS, les équipes thématiques IAS et MOCS ainsi que le pôle MOM.

Équipe thématique Interaction Algorithme-Silicium (IAS)

A l’interface entre deux domaines, les communications et les circuits, l’équipe thématique Interaction Algorithme-Silicium a une position originale dans le paysage de la recherche française. Par ses compétences propres et par ses interactions avec les équipes thématiques Com et MOCS, elle est à même d’exploiter pleinement l’évolution conjointe des capacités de l’électronique et des progrès en théorie du codage et en communications numériques. Fort de sa visibilité donnée par l’invention des turbocodes, IAS continue à investir des voies de recherche originales : décodage des codes correcteurs de façon analogique, récepteur itératif sur réseau de processeurs dédiés, par exemple, et plus récemment, le projet codage neural qui a déjà obtenu des résultats en augmentant d’un ordre de magnitude la capacité de mémorisation des réseaux de neurones artificiels (ce projet sera d’ailleurs présenté comme l’un des défis scientifiques du projet LABEX STIC en cours de rédaction par la Bretagne-Pays de Loire). Les activités de IAS s’articulent autour de 4 axes de recherche : tout d’abord, l’axe de recherche algorithme étudie les turbo-communications, c’est-à-dire l’extension du principe de décodage aux autres éléments amont de la chaine de transmission : synchronisation, estimation du canal, suppression de l’interference entre utilisateurs pour améliorer de façon coopérative et distribuée la réception. En étroite interaction avec l’axe de recherche algorithme, l’axe de recherche architecture développe des architectures originales pour intégrer des fonctions de turbo-communications en utilisant des méthodologies de conception adaptées. L’axe de recherche circuit regroupe les compétences en électronique analogique. Ces compétences sont utilisées pour rechercher des solutions alternatives au « tout numérique » pour le décodage de code correcteur d’erreur, mais aussi pour des applications bio-médicales. Enfin, l’axe de recherche expérimentation étudie les problèmes de propagation et de caractérisation du canal afin de pouvoir en optimiser l’utilisation. Ce dernier axe est en étroite relation avec le projet transverse : « CAnaux de propagation et Systèmes de Transmission » qui regroupe aussi les pôles MOM et CID.

L’équipe thématique IAS, de part sa position d’interface entre monde algorithmiciens et monde des concepteurs collabore naturellement avec Com et MOCS. Elle a initié le projet transverse codage neural et participe de plus au projet transversal CPER PALMYRE qui regroupe dans CACS, les équipes thématiques IAS et MOCS ainsi que le pôle MOM.

Équipe thématique Méthodes, Outils, Circuits/Systèmes (MOCS)

Le développement de systèmes embarqués suit l’évolution croissante de la capacité d’intégration de la technologie électronique numérique. A la croisée de grandes évolutions de l’électronique, MOCS mène une activité scientifique pluridisciplinaire sur la formalisation des méthodes permettant l’implémentation de ces classes d’applications complexes sur des systèmes électroniques embarqués. Les méthodes proposées reposent sur des modèles formels qui permettent l’automatisation du processus de conception au travers d’outils d’aide à la conception (CAO). Les travaux de l’équipe s’organisent autour de quatre axes de recherche. L’axe conception de systèmes embarqués adaptatifs aborde le problème des architectures multiprocesseurs hétérogènes reconfigurables dotés de capacités de décision de configuration. Issue du projet européen AETHER, il s’agit de se projeter dans le futur et de réfléchir aux problèmes théoriques et pratiques de mise en oeuvre d’applications auto-régulées sur des systèmes hétérogènes. Une chaire CNRS (orientée informatique) a été obtenue pour renforcer cet axe. Le second axe de recherche, conception d’architectures avancées, étudie la synthèse d’accélérateurs matériels depuis une spécification abstraite (algorithmique, comportementale). Une des grandes réussites de cet axe est l’outil de synthèse architecturale GAUT (diffusé en logiciel libre), qui permet de transformer automatiquement du code informatique de haut niveau en une description architecturale de bas niveau. Le troisième axe de recherche, approche par modèle de la conception, traite de la modélisation de systèmes hétérogènes à des fins d’estimation, de simulation et de génération de codes en utilisant une approche d’Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM). Un des points forts de cet axe est l’estimation de la consommation dès les premières phases de conception d’un système par la création de modèles de consommation haut niveau bâtis à partir de données expérimentales. Enfin, le dernier axe de recherche, électronique pour l’aide à la personne, regroupe les activités applicatives de MOCS autour des systèmes distribués pour la sécurité des personnes, l’aide au handicap en étroite collaboration avec le centre de rééducation fonctionnelle de Kerpape et plus récemment, les réseaux de capteurs.  

L’équipe thématique MOCS collabore naturellement avec IAS avec laquelle elle partage de nombreuses préoccupations. Elle participe de plus au projet transverse HAAL autour du handicap avec le pôle CID et bien sûr, est impliquée dans le projet CPER PALMYRE.