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EIEAS3B1 Processus d’Ingénierie Systèmes (C8/TD22/TP8) Equipe pédagogique : G. Beaugrard, H. Demmou Responsable : N. Rivière Objectifs (10 lignes) : L’objectif de cet UE est de présenter les différents processus de l'Ingénierie Système en insistant sur les processus de Sûreté de fonctionnement, de Vérification et Validation et de Qualité. Prérequis (2 lignes) : Ingénierie Système : Ingénierie des exigences, processus de conception. Contenu (15 lignes) : - Ingénierie système : Processus de validation Analyser le besoin Client & Préparer la validation du système Définir & Préparer la vérification du système Organiser la mise en œuvre & Intégrer, Vérifier et Valider le système Etude de cas - Processus de la sûreté de fonctionnement Faire connaître les bases de la sûreté de fonctionnement en tant que science des défaillances, et étudier les différentes approches pour la prise en compte de la sûreté de fonctionnement d'un système tout en long de son cycle de vie.

- Introduction à la sûreté de fonctionnement - Les arbres de défaillances - L'approche markovienne - Ingénierie Système et sûreté de fonctionnement

Ouvrages (3 lignes) : Le métier d’intégration de systèmes : Concepts, approche système et modélisation de l’ensemble des processus d’IS, Ménadier J.P., Hermès Science, Lavoisier 2002 Guide de la sûreté de fonctionnement (2ème édition). J.-C. Laprie et al., 369 p., Cépaduès-Éditions, Toulouse, 1996. Compétences (5 lignes) :

- Savoir analyser le besoin Client et préparer la validation du système - Savoir définir et préparer la vérification du système - Savoir organiser la mise en œuvre afin d’intégrer, vérifier et valider le système - Evaluer la sûreté de fonctionnement d’un système

Mots-clés (2 lignes) : Ingénierie Système, Validation, Sûreté de fonctionnement

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EIEAS3C1 Conception et Intégration de systèmes (C9/TD20/TP16) Equipe pédagogique : V. Albert, C. Briand, M.H. Deredempt, M.L. De Roquemaurel Responsable : N. Rivière Objectifs (10 lignes) : Cette UE est composée de deux enseignements. Le premier amène une démarche d’ingénierie et les connaissances nécessaires du langage SysML pour l’analyse des exigences et la conception d’une architecture générale des systèmes cyberphysiques. Nous montrons comment sont utilisés les différents diagrammes SysML tout au long de la démarche et nous apprenons à utiliser un outil de modélisation SysML. Le second s’intéresse à l’organisation à mettre en place tout au du cycle de vie du système, de l’analyse des besoins jusqu’à sa livraison effective, pour assurer le respect des objectifs de qualité, de délai et de coût liés à la réalisation du système. Prérequis (2 lignes) : Langage UML Méthode PERT Contenu (15 lignes) :

- Connaître les livrables liés à l’organisation (plan de développement, plan qualité, plan d’intégration, gestion des configurations)

- Planifier et suivre un projet - Gérer les contraintes temporelles et les incertitudes propres à la réalisation du système - Intégrer et appliquer les préceptes d’une gestion de projet agile - SysML :

o Démarche d’analyse des exigences et conception d’une architecture matériel/logiciel à l’aide de SysML.

o Bureau d’étude : Analyse des exigences et conception d’une architecture d’un robot autonome dans un atelier de manutention à partir d’un cahier des charges du concours Rob’AFIS.

Ouvrages (3 lignes) : Systems Engineering with SysML/UML Modeling, Analysis, Design, T. Weilkiens, Morgan Kaufmann Publishers, mars 2008. Giard V., Gestion de projets, Ed. Economica, 1991 Claude Aubry, SCRUM: le guide pratique de la méthode agile la plus populaire, Ed. Dunod, 2015 Compétences (5 lignes) :

- Savoir analyser les contraintes du système à concevoir - Démarche outillée d’ingénierie pour l’analyse des exigences, la conception d’une

architecture et la validation avec SysML Mots-clés (2 lignes) : SysML, analyse des exigences, conception d’une architecture, matrice de traçabilité, validation.

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EIEAS3D1 Développement et test de logiciels intégrés (C16/TD22/TP14) Equipe pédagogique : V. Albert, J.F. Bacardatz, N. Rivière Responsable : N. Rivière Objectifs (10 lignes) : Dans cette UE, les étudiants étudieront différents aspects de du développement et de la validation des logiciels. Il y a donc plusieurs objectifs :

- Permettre à l’étudiant de comprendre les contextes de développement dans l’industrie aéronautique (comment appliquer ses connaissances en développement électronique et logiciel dans l’industrie aéronautique).

- Utiliser la simulation comme complément aux méthodes de vérification formelles. - Connaître les différentes méthodes et critères de test logiciel (structurel, fonctionnel,

couverture). Prérequis (2 lignes) : Programmation C, Programmation VHDL, Ingénierie des exigences, Ingénierie de conception Contenu (15 lignes) : Méthodologie de développement des logiciels et matériels électroniques embarqués dans l'industrie aéronautique :

- Impacts de la prise en compte d'une norme (DO178B/DO254) lors du développement de logiciels ou de matériel électronique en vue de leur certification,

- Présenter les flows de développement électronique (cartes / composants) et logiciel pour les équipements qui sont embarqués sur aéronefs (approche structurée qui permet de réduire l’introduction d’erreur de design),

- Comprendre comment ces flows sont déployés chez les équipementiers aéronautiques. Simulation et prototypage virtuel :

- Concepts et méthodes de simulation et co-simulation - Validité de la simulation

Test logiciel : - Test structurel et fonctionnel - Critères de couverture

Ouvrages (3 lignes) :

- Introduction to Software Testing, Paul Ammann and Jeff Offutt, Cambridge University Press, 2008. - RTCA DO-254/Eurocae ED-80 “Design Assurance Guidance For Airborne Electronic Hardware” - RTCA DO-178/Eurocae ED-12 “Software Considerations in Airborne Systems and Equipment Certification”

Compétences (5 lignes) : Processus de développement structuré pour minimiser l’introduction d’erreur de design pendant les phases de développement. Mots-clés (2 lignes) : Certification aéronautique, Normes aéronautiques, Processus de développement logiciel et matériel (électronique), Simulation, Test

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EIEAS3E1 Microsystèmes et nanotechnologies (C9/TD16/TP20) Equipe pédagogique : Thierry Camps, Alain Cazarré, Karine Isoird, Philippe Ménini, Thierry Leichle Responsable : Nicolas Rivière Objectifs Dans cette UE, à caractère recherche et transversal, les étudiants seront sensibilisés à l’étude des systèmes modernes (MEMS, MOEMS, BioMEMS) et à la Nanoélectronique au travers des technologies MOS, de la CAO des briques de base MOS (CADENCE-ELDO) et de la réalisation technologique. Le test de microsystèmes sera introduit au travers d’un projet en salle blanche (AIME-CNFM). Prérequis Semi-conducteurs, structures MOS standards, technologie de la micro-électronique, caractérisation électrique et simulation SPICE. Contenu : 1-Conception des briques de base CMOS pour les circuits intégrés numériques, approfondissements des modèles sur les technologies standards, dimensionnement des dispositifs MOS, problématique des réductions de taille, tension de seuil, conduction sous le seuil, Layout, TP de CAO : simulations appliquées au cours sur CADENCE-ELDO ou HSPICE. 2- Micro nanotechnologies et capteurs (mutualisé avec M2 ESET) Micro et nanotechnologies pour les capteurs et Microsystèmes : Connaissances générales sur les structures nationales et internationales en micro technologie, sur les moyens et procédés technologiques nécessaires au développement industriel de microsystèmes. Exemples d’études de Recherche et Développement sur les micro capteurs chimiques. Evolution vers les nanotechnologies et les microsystèmes embarqués communicants. 3-Introduction aux Micro- et Nanobiotechnologies (mutualisé avec M2 ESET) L'objectif de ce cours est de donner une vision globale de l’impact des micro/nanotechnologies sur la biologie, en particulier dans les domaines applicatifs de la santé et de l’environnement. Nous illustrerons notamment l’impact croissant des micro/nanotechnologies dans le monde de la santé avec l’exemple précis du développement d’un biocapteur basé sur un microsystème résonant. Ouvrages : - Techniques de l’ingénieur - Nanosystèmes électromécaniques pour la biodétection : intégration d'un moyen de transduction

et stratégies de biofonctionnalisation / D.DEZEST, Doctorat, INSA de Toulouse, Novembre 2015, 168p., Lien : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01261599

- Site de Renatech : http://www.rtb.cnrs.fr Compétences - Connaitre les procédés de réalisations mise en œuvre dans l’élaboration de capteurs et de circuits micro-électronique. - Savoir aborder la technique des éléments finis et manipulation du logiciel de CAO micro-électronique Silvaco - Connaitre la caractérisation électrique sous pointes de capteurs MEMS réalisés lors du stage à l’AIME, et les aspects multiphysiques.

Mots-clés : Micro-nano-Technologies sur silicium, biotechnologie, capteurs, technologie, CAO micro-électronique, Caractérisations

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EIEAS3F1 Systèmes Optroniques (C9/TD24/TP12) Equipe pédagogique : P. Arguel, A. Cazarré Responsable : P. Arguel Objectifs (10 lignes) : En s’appuyant sur des principes fondamentaux de physique des semi-conducteurs et d’optique, on étudiera le fonctionnement de dispositifs photoniques élémentaires pour les mettre en œuvre dans des systèmes optroniques aux applications diverses (communications, mesures, analyses, …). Prérequis (2 lignes) : Notions d’optique et de physique des semi-conducteurs Contenu (15 lignes) : - Rappels d’éléments fondamentaux d’optique - Matériaux pour la photonique (structure de bandes d’énergie, alliages, jonction PN dans un semi-

conducteur) - Dispositifs émetteurs de lumière (diode électroluminescente, diode laser) - Photorécepteurs (les différentes structures de photodiodes) - Fibres optiques (ouverture numérique, longueur d’onde de coupure, atténuation, dispersion,

profils d’indice, connecteurs) - Amplificateurs optiques (amplificateur à semi-conducteur, amplificateur à fibre optique dopée) - Systèmes de communication optique (modulation, multiplexage, bilan de liaison) - Systèmes de télémétrie, vélocimétrie, analyse chimique, stockage de données, … - Microsystèmes optiques (intégration photonique, principes de quelques microsystèmes optiques) - Nouvelles structures pour l’intégration photonique (éléments diffractants, cristaux photoniques) Ouvrages (3 lignes) : - « Communications sur fibres optiques », P.Lecoy, Ed.Lavoisier, 2014. - « Fundamentals of Photonics », B.E.A.Saleh et M.C. Teich, Wiley-Intersc., 1991. Compétences (5 lignes) : - Savoir établir un bilan de liaison optique. - Savoir dimensionner un système pour répondre à un cahier des charges. Mots-clés (2 lignes) : Photo-émetteur, photo-récepteur, fibre optique, système photonique, communications optiques.

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EIEAS3G1 Synthèse et Mise en œuvre des Systèmes (C4/TD6/TP80) Equipe pédagogique : J.L. Boizard, N. Rivière Responsable : N. Rivière Objectifs (10 lignes) : Avec l’évolution accélérée des SOC (Systems On Chip) et SOPC (Systems On Programmable Chip), leurs niveaux d’intégration dans des composants type ASIC et FPGA, il est possible aujourd’hui de concevoir et réaliser des systèmes et microsystèmes embarqués de plus en plus complexes, très intégrés, évolutifs et contraints par des considérations telles que le « temps réel », la consommation énergétique ou la sûreté de fonctionnement. Le développement de tels systèmes implique :

- de mettre en pratique une démarche de conception et de vérification, sur tout ou parties d’objets réels issus du monde socioéconomique,

- de concevoir, valider par la simulation et l’implémentation à partir d’outils appropriés, tout ou partie des fonctions identifiées lors de la phase précédente.

Prérequis (2 lignes) : architecture d’un Microcontrôleur, programmation en langage C et VHDL, UML. Contenu (15 lignes) :

- Historique et évolution des circuits FPGA ainsi que des outils de développement - Synthèse et réalisation de fonctions logiques de différentes façons : langage graphique ou

écriture directe en VHDL (structurelle et comportementale), - Vérification du fonctionnement en simulation et sur maquette (carte DE2 d'Altera). - Bureau d'études par binôme comprenant :

o une partie analyse du cahier des charges, o une partie analyse fonctionnelle et synthèse des fonctions en utilisant une description

VHDL, o la simulation partielle et globale, o l’interfaçage des composants développés avec le bus du processeur (bus Avalon et

processeur NIOS 32 bits), o le test et la validation du système complet (carte Altera DE0 nano).

Ouvrages (3 lignes) :

- Michel Aumiaux, Initiation au langage VHDL, Dunod Ed. Compétences (5 lignes) :

- Savoir mettre en œuvre des méthodologies de conception appropriées et des langages associés issus de l’ingénierie système,

- Savoir mettre en œuvre des méthodologies de vérification, - Maîtriser la co-conception (partitionnement matériel/logiciel) et co-vérification, - Capitaliser un savoir faire, avec la notion de re-use et le développement d’IP afin de réduire

les délais de mise sur le marché (Time to market). Mots-clés (2 lignes) : FPGA, VHDL, conception, validation, SOC et SOPC

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EIEAS3H1 Architecture de l’électronique et conception conjointe (C9/TD18/TP18) Equipe pédagogique : B. Jammes, L. Pahun, J.G. Tartarin, E. Tournier Responsable : N. Rivière Objectifs (10 lignes) : Simulation des architectures électroniques en relation étroite avec leur environnement grâce au langage VHDL-AMS. Etre capable d’effectuer la synthèse d’un système multifonctions (co-design), de faire de la CAO système et du routage rapide, de concevoir des systèmes sur puce (SOC) et de maîtriser la sûreté de fonctionnement des systèmes électroniques. Prérequis (2 lignes) : Electronique analogique, électronique numérique Contenu (15 lignes) :

- Du cahier des charges au système (approche globale, approche technique). - Synthèse hiérarchisée VHDL. - Présentation de l’extension AMS du langage VHDL. - Synthèse d’un système multifonctions - Systèmes sur puce (SoC) – Langage C orienté

systèmes - Simulation de fautes et de défaillances

Ouvrages (3 lignes) : Compétences (5 lignes) :

- Savoir modéliser un système physique multidomaine en VHDL-AMS - Savoir synthétiser un ASIC en VHDL - Etre capable de réaliser un plan de conception global - Savoir appréhender la sûreté de fonctionnement des systèmes électroniques

Mots-clés (2 lignes) : VHDL, VHDL-AMS, System-on-Chip, Fautes

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EIEAS4A1 Innovation, Législation, Marketing (C0/TD48/TP0) Equipe pédagogique : C. Rosemont, J.C. Vergé Responsable : N. Rivière Objectifs (10 lignes) : Dans cette UE, les étudiants apprendront à :

- Être capable de monter et de gérer un projet d’innovation - Être capable de porter un projet de création d’entreprise ou de développement d’activité

Prérequis (2 lignes) : Contenu (15 lignes) :

- Innovation, organisation et enjeux - Droit de l’innovation et de la propriété industrielle - Innovation et stratégie - Financement de l’innovation et de la création d’entreprise - Base de stratégie d'entreprise et d'étude de marché - Comprendre la place de l'innovation dans une stratégie d'entreprise (vs Low cost) - Savoir décliner un processus d'innovation de l'idée au produit/ service - Le business plan, processus de formalisation de la stratégie des porteurs de projet : structure

et contenu - Marketing industriel

Ouvrages (3 lignes) :

- Strategor / Art de la guerre Compétences (5 lignes) :

- Être capable de monter et de gérer un projet d’innovation - Être capable de porter un projet de création d’entreprise ou de développement d’activité - Décliner la chaîne de l'innovation (Idée | challenges | marché | lancement...) sur un choix de

produits ou services nouveaux Mots-clés (2 lignes) : Innovation, Création d’entreprise, Marketing industriel

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EIEAS4B1 Stage (C0/TD0/TP0) Equipe pédagogique : Tous les enseignants Responsable : N. Rivière Objectifs (10 lignes) : Les étudiants doivent mettre en œuvre, au travers du stage, leurs compétences au service d’un projet d’entreprise. Prérequis (2 lignes) : Contenu (15 lignes) : Ouvrages (3 lignes) : Compétences (5 lignes) :

- Savoir analyser, modéliser, concevoir, implémenter, valider - Etre capable de travailler en équipe - Etre autonome

Mots-clés (2 lignes) :

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EIEAS4C1 Projet de grande Envergure (100h) Equipe pédagogique : Tous les enseignants Responsable : N. Rivière Objectifs (10 lignes) : L'objectif de ce module est la conception et mise en œuvre d'un système "complexe" nécessitant l’ensemble de compétences vues au cours du Master SME en réponse à un cahier des charges d’un client industriel. C’est un projet de 100h avec en plus 100h de travail personnel où la totalité de la promotion est impliquée sur le projet. Le mois de septembre permet de réaliser l’étape d’analyse des exigences. Le mois d’octobre permet de réaliser l’étape de spécification. Les mois de novembre et décembre permettent de réaliser les étapes de conception générale et détaillée. Les mois de janvier et février sont intégralement consacrés au développement et la réalisation du projet avec une recette en fin de mois avant le départ en stage. Prérequis (2 lignes) : Ingénierie des exigences, Processus de conception, Processus de validation Contenu (15 lignes) :

- Création de groupes de travail o Analyse d’existant o Préparation de revue o Tâches transversales (Communication, Qualité, Planning, …)

- Existence permanente d’une équipe gestion de projet chargée : o d’animer le projet et les réunions, o de créer les groupes de travail selon les besoins, o de gérer l’affectation des ressources de travail (hommes et matériels).

- Contrôle des enseignants (UPS et industriels) qui ont un rôle de Conseiller/ Experts / Évaluateurs

- Evaluation régulière avec le client lors des phases de recette intermédiaire (septembre-janvier)

- Remise du prototype et recette finale avec le client (fin février) Ouvrages (3 lignes) : Compétences (5 lignes) :

- Maîtriser le cycle de développement d’un système des exigences à sa livraison. - Savoir travailler en équipe - Être capable de rédiger et présenter l’avancement des travaux - Mobiliser l’ensemble des connaissances acquises pendant le Master selon le besoin.

Mots-clés (2 lignes) : Projet, Ingénierie Système, Travail en équipe, Développement