Valentin Haudiquet

ONERA Toulouse (ISAE-SUPAERO)
Dir. Charles Lesire et Youcef Bouchebaba

Résumé.Les systèmes embarqués critiques sont des systèmes informatiques particuliers qui interagissent avec leur environnement. Leur résultat de calcul doit non seulement être correct, mais aussi être délivré en temps voulu. Il peut s'agir, par exemple, d'appareils embarqués dans des voitures, des avions ou des systèmes de contrôle de centrales nucléaires. Ces dernières années, l’essor de l’intelligence artificielle a entraîné une explosion des charges de calculs parallèles. Sur les systèmes classiques, la solution trouvée a été le calcul sur des cartes graphiques (GPU), composées de millions de processeurs permettant de réaliser des opérations en parallèle. Cependant, dans architectures utilisées sont encore aujourd’hui monocœurs. 

En effet, la sûreté prime sur la performance pour ces architectures, et il est très difficile de vérifier une architecture multicœurs hétérogène (comportant de multiples mémoires, multiples types de processeurs, voire un GPU). Les différents composants peuvent alors interférer entre eux et rendre l’analyse très difficile. L'un des points les plus cruciaux est l'allocation des tâches sur les unités de calcul et des données sur les différentes mémoires, tout en respectant les contraintes temps-réel. Des méthodes sont récemment apparues pour proposer une telle allocation, qui repose sur la connaissance des pires temps d'exécution des tâches.

Cependant, ces temps sont difficiles à connaître a priori sur de telles architectures, en raison des différences de vitesse entre les unités de calcul et des différentes latences mémoire. Dans les approches classiques, l’allocation est calculée à partir de temps obtenus a priori. Dans cette thèse, pour obtenir des résultats moins pessimistes, toutes les allocations sont mesurées directement sur la carte embarquée dans un cas défavorable. Ainsi, en extrapolant ces mesures à l’aide d’outils mathématiques, on obtient une distribution probabiliste des pires temps de réponse. Un outil permettra ensuite d’utiliser ces distributions pour trouver le placement optimal selon plusieurs critères (multi-objectifs). Un objectif fréquemment utilisé porte sur la consommation électrique. L'objectif est alors de trouver le placement optimal qui minimisera la consommation électrique complète du système embarqué.

Motivation

« Depuis longtemps, la recherche en informatique et l’idée d’être à la pointe de la technologie m’attire. Après mes multiples contacts avec la recherche à l’ENS, lors de mes stages mais aussi de discussions avec les enseignants-chercheurs, j’ai voulu m’engager dans cette voie. Ce que j’apprécie particulièrement c’est qu’il est possible de non seulement travailler sur des sujets passionnants, mais aussi de voir ses résultats valorisés, et de changer le monde à son échelle. 
Ce sujet de thèse permet non seulement de travailler au plus proche du matériel embarqué, ce qui est un des aspects qui m’intéresse le plus, mais aussi d’obtenir des résultats qui pourront peut-être à terme décupler les performances de ces systèmes en permettant leur pleine utilisation. Cela permet non seulement de continuer ma poursuite de la maîtrise technique de la programmation et de la recherche en système, mais aussi peut-être de pouvoir contribuer à l’essor de nouvelles plateformes embarquées qui permettront aux avions de demain d’être plus sûrs et plus performants. »

Parcours

« Je suis passionné d’informatique depuis très jeune, ayant commencé en autodidacte au lycée. Je me suis ensuite orienté vers une classe prépa MPSI/MP pour finalement intégrer l’ENS Rennes, sur concours, dans le département informatique et vivre pleinement cette passion. J’y ai découvert le monde de la recherche à travers un premier stage en fin de L3. 
J’ai ensuite eu l’opportunité, en M1, d’effectuer un nouveau stage avec Huawei pour étoffer mon expérience en informatique système, en travaillant sur le noyau Linux. J’ai finalement pu passer l’agrégation pour découvrir toutes les facettes de la discipline, ce qui a confirmé mon domaine préféré, l’informatique embarquée et la programmation système. 
En M2, j’ai continué sur cette voie pour finalement obtenir un stage à l’ONERA où j’ai pu travailler directement sur des systèmes embarqués. »