A Fully Integrated 32 nm MultiProbe for Dynamic PVT Measurements within Complex Digital SoC

International audienceThis paper deals with the design of a compact Process, Voltage and Temperature (PVT) probe architecture, in 32nm CMOS technology. The sensor, hereafter named MultiProbe, is composed of 7 different ring oscillators, each one presenting a particular sensitivity to PVT variations. The architecture allows MultiProbes to be chained, so that a single controller is needed. Simulation results exhibit the non-linearity behavior of the ring oscillators under temperature and voltage variations as well as their particular behavior. Due to their small size, the Multiprobe blocks can be easily integrated within a complex digital SoC architecture

Analog-digital level locked loop and its application to regular, irregular, and continuous sampling analog to digital conversion.

Ce travail de thèse porte sur l\u27étude d\u27une boucle analogique-numérique verrouillée sur l\u27amplitude du signal d\u27entrée. Cette boucle possède la particularité de nécessiter un nombre variable de cycles élémentaires pour effectuer la quantification d\u27un échantillon. Son application à la conversion analogique-numérique constitue une première contribution à la conception d\u27une nouvelle classe d\u27architectures de convertisseurs analogiques-numériques. Le principe et l\u27architecture de la boucle analogique numérique verrouillée sur l\u27amplitude sont présentés. La complexité électronique de la boucle est comparable à celle d\u27un convertisseur à approximations successives de résolution identique. Le chapitre suivant propose trois architectures de convertisseurs analogiques-numériques qui exploitent les particularités de cette boucle. La première architecture produit des échantillons à temps régulier. Lorsque le signal est quantifié avant la fin de cette période, le coeur du convertisseur est mis hors-tension pendant la durée des cycles restants pour diminuer la consommation du système. La deuxième architecture produit des échantillons à temps irrégulier où les instants d\u27échantillonnage sont des multiples de la période d\u27un cycle élémentaire. A l\u27inverse de l\u27architecture précédente, un nouveau cycle de conversion débute dès la fin de la quantification d\u27un échantillon. La fréquence d\u27échantillonnage moyenne est ainsi augmentée par rapport au cas précédent. Enfin, la troisième architecture repose sur la logique auto-séquencée et produit des échantillons à temps continu. L\u27échantillonnage est déclenché par la détection de passage du signal par des valeurs discrètes et le temps est quantifié. Les échantillons obtenus permettent la connaissance du signal sous la forme d\u27un gabarit à temps continu. Les deux chapitres suivants traitent de l\u27analyse et de l\u27optimisation des performances du convertisseur à temps régulier. Après avoir défini un ensemble de signaux de test, il est montré que le nombre moyen de cycles pour convertir un échantillon peut être optimisé par le choix de la valeur initiale de l\u27algorithme d\u27estimation. Le dernier chapitre présente les performances de ce convertisseur. Le nombre moyen de cycles élémentaires par échantillon est fortement réduit par rapport à un convertisseur à approximations successives. Il en résulte une diminution significative de la consommation

Capteur d'image à large spectre 550-1660nm, 16000 VIS + 8 NIR pixels à grande dynamique pour applications biomédicales.

International audienceThis paper presents an Application-Specific Integrated Circuit (ASIC) wide-spectrum image sensor and its sensing-module and system. It is made of an integrated visible image sensor, an external NIR-SWIR photodiodes acquisition system and on-chip Analogue to Digital conversion and provides a digital interface to a portable, fully integrated host system based on a raspberry-pi with a dedicated "hat" board. The system is capable of real-time Diffuse Optical Imaging in a wide spectrum with a resolution of 3x16k visible images and 3x8 NIR photodiodes. A signal-to-noise ratio of 66dB in the NIR domain was attained at a total power of 18.4 mW