L’équipe SmartIES est une équipe d’une trentaine de chercheurs (11 permanents) dont les activités sont centrées sur la conception, l’analyse et la modélisation de dispositifs et systèmes intégrés conçus avec des technologies CMOS, compatibles CMOS (MRAM) ou d’avenir (CNT, CNTFET) et intégrant des fonctionnalités, éléments et concepts innovants (IA, capteurs intelligents, détection d’intrusion matérielle). L’efficacité énergétique et la sécurité matérielle, sans dégradation des services, sont des critères majeurs de nos travaux.
L’équipe s’implique également dans les méthodes de traitement des données, embarquées ou non, relatives à un large spectre d’applications (environnement, vivant, sécurité, …).
SmartIES se caractérise par une volonté de conduire ses travaux de recherche depuis les concepts théoriques jusqu’au développement de démonstrateurs, de plateformes matérielles et logicielles et à leur déploiement dans des situations applicatives réelles. Au cours des cinq dernières années, de nombreux travaux ont conduit à des transferts technologiques.
Dans cette démarche SmartIES se caractérise par sa volonté de conduire les approches théoriques jusqu’à des démonstrateurs expérimentaux ou des bancs de mesure. Au cours des cinq dernières années, on peut noter de nombreux travaux ayant contribué à des réalisations matérielles (ASIC, plateformes expérimentales dédiées, prototypes matériels et/ou logiciels) et conduit à des transferts technologiques.
Permanents
Nadine Azémard-Crestani, Chargé de recherche, CNRS
Jean-Marc Galliere, Maître de conférences, UM
Frédérick Mailly, Maître de conférences, UM
Vincent Kerzerho, Chargé de recherche, CNRS
Serge Bernard, Directeur de recherche, CNRS
Guy Cathebras, Professeur des universités, UM
Fabien Soulier, Maître de conférences, UM
Philippe Maurine, Maître de conférences, UM
Pascal Nouet, Professeur des universités, UM
Loic Masure, Chargé de recherche, CNRS
Laurent Latorre, Professeur des universités, UM
Doctorants
Louis Dubois, DGA
Idris Rais Ali, SECURE-IC
Anselme Mouette, UM
Sarah Belgaid, UM
Stephane Pitou, CNRS
Thomas Chevrier, SAS COOOL
Quentin Ponzo, UM
Thomas Falanga, UM
Sara Sahraee, UM
Ziling Liao, CNRS
Autres personnels
Thibaut Pelliccia, CDD Ingénieur-Technicien, CNRS
Ana Tacuri, CDD Ingénieur-Technicien, CNRS
Hypolite Le Nabat, CDD Ingénieur-Technicien, CNRS
Geoffrey Chancel, CDD Chercheur, CNRS
Fathi Ben Ali, CDD Ingénieur-Technicien, AxLR
Jacques Benoit, CDD Ingénieur-Technicien, AxLR
Alexandre Boyer, CDD Ingénieur-Technicien, CNRS
Loïc Demange, CDD Chercheur, CNRS
Sami Bouzid, CDD Ingénieur-Technicien, CNRS
Mots clefs: fusion de données, biocapteurs, monitoring de la vie et de l’environnement, Bio impédance, traitement du signal.
SmartIES développe des capteurs ou l’électronique intégrée nécessaire à leur conditionnement pour des applications spécifiques ou génériques. Des systèmes spécifiques ont ainsi été développés pour le conditionnement de microsystèmes, la mesure de signaux bioélectriques (système nerveux périphérique), la mesure de pression intraoculaire (diagnostic ou prévention du glaucome), la spectroscopie de bioimpédance large bande (taux de gras, vitallogenèse chez le poisson) et les biocapteurs à base de CNT-FET (activité enzymatique liée au cancer).
Des interfaces génériques pour capteurs résistifs ou capacitifs sont aussi développées pour un conditionnement et une conversion analogique-numérique du signal. Basées notamment sur des architectures ou des oscillateurs, elles ont pour caractéristiques d’être compactes, robustes, adaptatives, faible consommation et au plus près du capteur.
SmartIES conçoit également des systèmes multi-capteurs communicants. Les applications visées concernent principalement la navigation inertielle et le suivi d’espèces aquatiques (thons, marlins, tortues) tant en termes de géolocalisation que de mesures de paramètres physiologiques.
Enfin, la diminution constante du coût des capteurs permettant de concevoir des systèmes avec une redondance massive, SmartIES développe des algorithmes de fusion de données basés sur des réseaux de neurones, du filtrage complémentaire ou de la pondération dynamique afin d’améliorer la résolution et la robustesse de ces systèmes de mesure.
Mots clefs: attaques par canaux caches, attaques par injection de fautes, rétro–conception physique / fonctionnelle par canal électromagnétiques et thermique, intégrité et authenticité des circuits, traitement du signal, statistiques du signal
- La conception et la caractérisation de circuits et systèmes sécurisés capables de résister à des agressions (attaques par canaux cachés et par injection de fautes) conduites à des fins de déni de service ou d’extraction de secrets sont des activités de l’équipe SmartIES. Plus particulièrement, nous nous focalisons efforts sur : la mise en évidence de failles de sécurité,
- la modélisation des émissions et des fuites électromagnétiques des CI et l’impact d’impulsions électromagnétiques sur ces derniers,
- le développement d’outils (logiciels et plateformes expérimentales) permettant la caractérisation de la robustesse des composants face à ce type de menace,
- L’amélioration des flots CAO pour la conception de CI sécurisés,
- la définition de contremesures matérielles,
- la détection de chevaux de Troie matériels et de contrefaçons.
Ces travaux ont été conduits à travers de projets collaboratifs ou des collaborations directes avec des partenaires industriels, gouvernementaux et académiques. Des transferts technologiques ont été conduits vers certains de ces partenaires qui ont notamment souhaité utilisé nos plateformes d’injection de fautes par médium électromagnétique, sujet dans lequel SmartIES est pionnière.
Mots clefs : intégration 3D, nanotubes de carbones, ordinateur quantique, logique adiabatique, MRAM, MEMS/NEMS, capteurs, biocapteurs, conception analogique avancée, circuits et systèmes adaptatifs, méthodes de conception statistiques, conception faible puissance.
SmartIES évalue le potentiel de nouveaux matériaux pouvant supplanter avantageusement le silicium pour concevoir les CIs de demain. Les nanotubes de carbone, qui sont des matériaux unidimensionnel (1D), se positionne parmi les solutions prometteuses pouvant permettre la conception de CIs très faible consommation. Parmi les autres alternatives, on trouve des matériaux bi-dimensionnels (graphène, MoS2, etc) ainsi que des empilements verticaux de différents matériaux 2D constituant des hétérostructures de Van Der Waals. Similairement, les mémoires spintroniques sont considérées comme des alternatives faible consommation très sérieuses aux mémoires CMOS standards.
Dans cette quête d’efficacité énergétique, SmartIES explore également les différentes voies d’intrégation 3D (empilement & monolithique (M3D)) qui doivent permettre une conception hétérogène à très forte densité. En outre, d’autres paradigmes de calcul sont explorés (logiques adiabatique, neuromorphique et quantique) ce qui impose de repenser les architectures de systèmes pour l’obtention de systèmes fiables, peu consommant et performants.
Toutefois, concevoir des CIs avec ces technologies émergentes requière en préalable la pose de fondations constituées par des modèles comportementaux réalistes de ces composants, interconnexions et mémoires. Nos activités portent donc sur le développement de modèles électriques thermiques … tant déterministes que statistiques (prise en compte des variations de process) basés sur la physique.
- Modélisation piloté par la physique et méthodes de simulation des interconnexions conçues avec des matériaux 1D et 2D,
- Utilisation de composants à effet de champ 1D/2D pour la conception de biocapteurs,
- Modèle et méthodes de simulation de mémoires MRAM dans un flot de conception hétérogène de circuits intégrés et analyse de leur performance et fiabilité,
- Modélisation et conception de micro et nano-systèmes électromécaniques (NEMS/MEMS),
- Méthodologies de conception pour de systemes performant et peu consommant en presence de fortes variations de proceeds de fabrication,
- Exploration du potential d’intégration des technologies 3D pour la conception de très grands systèmes hétérogènes intégrés,
- Projection sur technologies hétérogènes (CMOS et émergentes) de nouveaux paradigmes de calcul (logiques adiabatique, neuromorphique et quantique).
Titre : Attaques par Canaux Auxiliaires Horizontales en Présence de Bruit
Doctorant : Gauthier Cler
Date de soutenance : 2024-07-04
Directeur de thèse :
Philippe Maurine
Titre : Injection de fautes par impulsion dans le susbstrat : modélisation
Doctorant : Geoffrey Chancel
Date de soutenance : 2024-01-29
Directeur de thèse :
Philippe Maurine
Titre : Conception d’Architecture pour les Réseaux de Neurones Oscillants Analogiques
Doctorant : Corentin Delacour
Date de soutenance : 2023-12-19
Directeurs de thèse :
Aida Todri-Sanial,
Nadine Azémard-Crestani
Titre : Implémentation de réseaux de neurones oscillatoires digitaux sur FPGA pour des application et de l’apprentissage pour l’intelligence artificielle embarquée
Doctorant : Madeleine Abernot
Date de soutenance : 2023-12-18
Directeurs de thèse :
Nadine Azémard-Crestani,
Aida Todri-Sanial
Titre : Une Approche de Conception d’Enregistreur Bioacoustique Efficient en Energie dans le Contexte de la Classification d’Événements Audio par Apprentissage Automatique.
Doctorant : Jonathan Miquel
Date de soutenance : 2023-12-15
Directeur de thèse :
Laurent Latorre
Titre : Solutions innovantes pour le conditionnement de capteurs résistifs
Doctorant : Ibrahim Shankhour
Date de soutenance : 2022-12-09
Directeur de thèse :
Pascal Nouet
Titre : Analyse par Canaux Auxiliaires Non-Supervisée Basée sur l’Information Mutuelle et son Estimation Neurale
Doctorant : Valence Cristiani
Date de soutenance : 2022-12-07
Directeur de thèse :
Philippe Maurine
Titre : Système embarqué multicapteurs intelligents de géolocalisation pour les animaux marins
Doctorant : Pierre Gogendeau
Date de soutenance : 2022-11-29
Directeur de thèse :
Serge Bernard
Titre : Développement et optimization des performances dun accéléromètre convective triaxial CMOS micro-usiné
Doctorant : Sonia Abdellatif
Date de soutenance : 2022-11-08
Directeurs de thèse :
Brahim Mezghani,
Pascal Nouet
Titre : Implémentation, analyse et améliorations bas-niveau d’algorithmes quantiques pour le calcul scientifique.
Doctorant : Adrien Suau
Date de soutenance : 2022-10-27
Directeur de thèse :
Aida Todri-Sanial
Titre : Compilation de circuits et atténuation des erreurs pour l’informatique quantique à court terme
Doctorant : Siyuan Niu
Date de soutenance : 2022-10-25
Directeur de thèse :
Aida Todri-Sanial
Titre : Modélisation des émissions électromagnétiques dans les composants sécurisés
Doctorant : Davide Poggi
Date de soutenance : 2022-04-20
Directeur de thèse :
Philippe Maurine
Titre : Amélioration des résolutions spatiale et temporelle des plateformes d’analyse et d’injection électromagnétiques
Doctorant : Julien Toulemont
Date de soutenance : 2021-12-13
Directeurs de thèse :
Pascal Nouet,
Philippe Maurine
Titre : Développement d’un biocapteur à base de transistors en nanotubes de carbone
Doctorant : Nicolas Champauzas
Date de soutenance : 2021-04-14
Directeurs de thèse :
Aida Todri-Sanial,
Serge Bernard
Titre : Évaluation de la Menace dAttaques par Canaux Auxiliaires sur Appareils Mobiles
Doctorant : Aurélien Vasselle
Date de soutenance : 2020-12-16
Directeur de thèse :
Philippe Maurine
Titre : Etude de circuits de détection et d’IPs analogiques basés sur les jonctions tunnel magnétiques pour la prochaine génération de circuits et systèmes CMOS
Doctorant : Jad Mohdad
Date de soutenance : 2020-12-09
Directeur de thèse :
Pascal Nouet
Titre : Modélisation de linjection de faute électromagnétique sur circuit intégré sécurisé et contre-mesures
Doctorant : Mathieu Dumont
Date de soutenance : 2020-10-09
Directeur de thèse :
Philippe Maurine
Titre : Analyse et développement d’algorithmes de fusion de données pour les matrices de capteurs
Doctorant : Josue Rivera Velazquez
Date de soutenance : 2020-07-17
Directeur de thèse :
Pascal Nouet
Titre : Imagerie Infrarouge, Intégrité des Circuits Intégrés et Sécurité Matérielle
Doctorant : Maxime Cozzi
Date de soutenance : 2019-11-18
Directeur de thèse :
Philippe Maurine
Titre : Méthodologie dinjection de fautes par médium électromagnétique sur Systèmes sur Puces et analyse de leur propagation dans des architectures complexes
Doctorant : Maxime Madau
Date de soutenance : 2019-11-08
Directeur de thèse :
Philippe Maurine
Titre : Exploration de nanotubes de carbone et de composites de nanotubes-cuivre pour des applications d’interconnexion sur puce de la prochaine génération efficacité energitique
Doctorant : Jie Liang
Date de soutenance : 2019-06-17
Directeur de thèse :
Aida Todri-Sanial
Titre : Conception et optimisation d’une alimentation-horloge et d’un réseau de distribution pour la logique adiabatique.
Doctorant : Nicolas Jeanniot
Date de soutenance : 2018-11-28
Directeur de thèse :
Aida Todri-Sanial
Titre : Conception dun système intégré de mesure de bioimpédance pour le suivi long terme de la composition des tissus biologiques
Doctorant : Achraf Lamlih
Date de soutenance : 2018-11-26
Directeur de thèse :
Serge Bernard
Titre : Solutions pour l’amélioration des performances des miroirs de courant dynamiques CMOS : Application à la conception de source de courant pour des dispositifs biomédicaux.
Doctorant : Mohan Julien
Date de soutenance : 2018-11-23
Directeur de thèse :
Guy Cathebras
Titre : Nouvelles architectures intégrées d’interfaces capteurs en technologie SOI, pour applications très hautes températures
Doctorant : Emna Chabchoub
Date de soutenance : 2018-11-05
Directeur de thèse :
Pascal Nouet
Titre : Simulation et modélisation des effets de l’injection de fautes laser sur les circuits intégrés
Doctorant : Raphael Camponogara-Viera
Date de soutenance : 2018-10-02
Directeur de thèse :
Philippe Maurine
Titre : Auto-adaptation appliquée à un dispositif de mesure de variation de pression intra-oculaire
Doctorant : Anthony Deluthault
Date de soutenance : 2017-07-05
Directeur de thèse :
Serge Bernard
Titre : Microsystèmes inertiels vibrants pour application spatiales : apport des fonctions numériques
Doctorant : Baptiste Maréchal
Date de soutenance : 2016-12-19
Directeur de thèse :
Pascal Nouet
Titre : Etude des mécanismes de contamination particulaire et des moyens de detection: proposition et evaluation de solutions innovantes pour la detection en temps-reel de la sedimentation des particules sur les surfaces critiques
Doctorant : Nina Menant
Date de soutenance : 2016-12-16
Directeurs de thèse :
Pascal Nouet,
Laurent Latorre
Titre : Développement d’une unité de mesure inertielle à base de Smart-MEMS
Doctorant : Gaurav Chatterjee
Date de soutenance : 2016-12-15
Directeur de thèse :
Pascal Nouet
Titre : Etude statistique de lénergie dans les circuits intégrés CMOS-FDSOI : caractérisation et optimisation
Doctorant : Rida Kheirallah
Date de soutenance : 2016-10-19
Directeur de thèse :
Nadine Azémard-Crestani
Titre : Conditionnement de capteurs capacitifs dans des systèmes faible consommation
Doctorant : Patcharee Kongpark
Date de soutenance : 2016-10-14
Directeurs de thèse :
Pascal Nouet,
Laurent Latorre
Titre : Évaluation de méthodes faible consommation contre les attaques matérielles
Doctorant : Sebastien Ordas
Date de soutenance : 2015-11-30
Directeur de thèse :
Philippe Maurine
Titre : Développement darchitectures avancées de contrôleurs de puissance dédiées aux convertisseurs DCDC à ultra-haute fréquence de découpage.
Doctorant : Adnan Fares
Date de soutenance : 2015-10-22
Directeur de thèse :
Guy Cathebras
Titre : Efficacité, Généricité et Praticabilité de l’attaque par information mutuelle utilisant la méthode d’estimation de densité par noyau
Doctorant : Mathieu Carbone
Date de soutenance : 2015-03-16
Directeurs de thèse :
Gilles Ducharme,
Philippe Maurine