Résumé
L'impact des rayonnements sur les systèmes électroniques pose des problèmes critiques pour plusieurs applications dans les missions spatiales, les vols à haute altitude, les équipements médicaux et les centrales nucléaires. Les rayonnements peuvent induire une pléthore d'effets sur les dispositifs électroniques, entraînant plusieurs types de défaillances susceptibles de compromettre le fonctionnement de systèmes entiers. Ces défaillances induites par les rayonnements peuvent être transitoires ou permanentes en fonction de l'architecture du dispositif, des nœuds sensibilisés et du degré d'endommagement, déclenché soit par des interactions uniques, les effets d'un seul événement (SEE), soit par une dégradation cumulative, la dose ionisante totale (TID) et les dommages dus au déplacement (DD). Pour les systèmes de traitement, ces effets peuvent être observés sous la forme de bits corrompus, de calculs erronés et de transitoires, ce qui peut entraîner des erreurs de sortie de l'application, une corruption des données, un arrêt inattendu et des blocages.Par conséquent, il est essentiel d'identifier la sensibilité des dispositifs électroniques aux rayonnements et de comprendre leur comportement dans divers environnements de rayonnement pour garantir la fiabilité et la sécurité de ces systèmes. Ainsi, les lignes directrices et les normes englobant une variété de pratiques d'essai permettant d'évaluer correctement les effets des rayonnements sont essentielles pour garantir la fiabilité et la sécurité des systèmes électroniques destinés à être utilisés dans des applications critiques. Cependant, comme les dispositifs continuent de progresser en complexité et en intégration, les méthodologies d'essai traditionnelles ont montré des lacunes dans l'évaluation de la réponse complète du système aux rayonnements d'une manière efficace en termes de coûts et de temps. Cela a incité la communauté des chercheurs à explorer d'autres approches permettant de mieux comprendre les effets des rayonnements sur les systèmes électroniques.Par conséquent, cette thèse vise à contribuer à la normalisation des essais de rayonnement de l'électronique numérique par le biais d'une méthodologie d'évaluation systématique au niveau du système, en mettant l'accent sur les systèmes sur puce (SoC). Plus précisément, cette recherche explore les aspects des tests SEE pour les nouveaux systèmes de traitement basés sur la norme RISC-V, une architecture de processeur ouverte qui gagne de plus en plus en pertinence et atteint même des secteurs orientés vers la fiabilité (par exemple, les applications spatiales). En abordant les limites des approches d'essai existantes et en proposant des lignes directrices méthodologiques et pratiques clés, cette recherche vise à améliorer les essais de rayonnement de ces systèmes de traitement complexes, qui présentent des défis uniques en matière de durcissement et d'essais de rayonnement.Cette thèse présente des sujets qui se concentrent sur des études approfondies d'architectures SoC représentatives, avec un accent particulier sur trois études de cas primaires : les microcontrôleurs hétérogènes, les microprocesseurs soft-core dans les réseaux de portes programmables sur le terrain (FPGA), et les processeurs à haute performance et riches en fonctionnalités. Ensuite, sur la base de ces études, les stratégies d'essai combinant le système sous test (SUT) et la configuration expérimentale pour les essais de rayonnement sont présentées, discutées et évaluées. Enfin, grâce à ces études ciblées, cette thèse vise à fournir une compréhension complète des effets du rayonnement sur diverses architectures SoC, en fournissant les enseignements tirés de l'exécution de plusieurs campagnes expérimentales de rayonnement.