Mots-clés : circuits faible consommation, parallélisme spatial, microélectronique CMOS

Les systèmes domestiques d'alarme anti-cambriolage sont de plus en plus "sans fil" et ont donc recours à des capteurs alimentés sur pile, qui transmettent des signaux par voie hertzienne. Les capteurs actuels sont assez rudimentaires. L'utilisation de techniques de vision, si elle était possible, permettrait de fiabiliser la détection d'intrusion et d'éviter les déclenchements d'alarme intempestifs qui peuvent lasser rapidement des voisins initialement bienveillants. Il y a donc un besoin en systèmes de vision consommant une puissance très réduite. Or la vision artificielle commence par des traitements d'image répétitifs sur de gros volumes de données, qui sont gourmands en énergie.
Parmi les techniques architecturales permettant un abaissement de la consommation figure le parallélisme spatial. En effet, en multipliant les unités de traitement à volume de traitement constant, on permet à chacune de travailler moins vite, dans des conditions où il est possible de gaspiller bien moins d'énergie. Par exemple, les tensions d'alimentation peuvent être diminuées. Cet avantage énergétique du parallélisme spatial constitue une de nos motivations pour l'étude des rétines artificielles programmables (RAP), qui sont des capteurs d'image avec un processeur numérique élémentaire associé à chaque pixel.
Ces RAP sont essentiellement des architectures SIMD à parallélisme spatial massif où chaque processeur pixellique reçoit ses instructions d'une unité de contrôle unique et commune à tous. De l'énergie est consommée à la fois pour le calcul dans les processeurs pixelliques et pour le contrôle et sa distribution. Le choix d'une solution dans le processeur pixellique affecte généralement à la fois l'énergie de calcul et l'énergie de contrôle. Du coup, la minimisation de l'énergie totale est un problème délicat, d'autant plus qu'elle se fait sous de fortes contraintes de compacité dans une RAP. L'étudiant comparera donc énergétiquement différentes solutions pour réaliser un certain jeu de primitives de base dans le processeur pixellique.