Brevet FR3151164A1 — publié le 20250117

Circuit intégré adapté pour le traitement de signaux radio, système de traitement de signaux radio associé et véhicule automobile associé La présente invention concerne un circuit intégré adapté pour le traitement de signaux radio comprenant un substrat (12) comprenant une première surface (14) et une deuxième surface (16), la première surface (14) étant adaptée à recevoir au moins une puce et la deuxième surface (16) comprenant des éléments de connexion adaptés pour une connexion à une carte électronique (6), caractérisé en ce que ladite première surface (14) dudit substrat (12) comporte au moins une puce de traitement (18) configurée pour la réception et la démodulation de signaux radio et une puce (20) de mémoire, ladite puce de mémoire (20) étant connectée à ladite puce de traitement (18) via ledit substrat (12). Figure pour l'abrégé : Figure 1 Circuit intégré adapté pour le traitement de signaux radio, système de traitement de signaux radio associé et véhicule automobile associé La présente invention concerne un circuit intégré adapté pour le traitement de signaux radio, un système de traitement de signaux radio comportant un tel circuit intégré et un véhicule automobile comportant un système de réception radio comportant un tel système de traitement de signaux radio. L’invention se situe dans le domaine des systèmes de réception et restitution radio, également appelés syntoniseurs, et trouve une application particulière dans le domaine de l’automobile. On connaît des systèmes de traitement de signaux radio intégrant des radios logicielles ou SDR (pour « Software Defined Radio » en anglais), comprenant notamment un dispositif de réception et de démodulation de signaux radio réalisé en partie par matériel et en partie par logiciel, en utilisant un microprocesseur dédié au traitement du signal numérique (ou DSP pour Digital Signal Processor). Un des avantages d’un tel système est de permettre une adaptation, par programmation logicielle, aux changements de format ou de standard radio. Il est avantageux d’intégrer un tel système de traitement de signaux radio intégrant une radio logicielle dans un véhicule automobile, afin d’assurer une réception et une restitution de signaux radio dans le véhicule, par exemple dans le tableau de bord du véhicule. Cependant, plusieurs problèmes et contraintes se posent dans le contexte de l’intégration des systèmes de traitement de signaux radio dans les véhicules automobiles. D’une part, comme de nombreuses fonctionnalités sont envisagées, la place disponible, par exemple dans un tableau de bord d’un véhicule automobile, est contrainte, et en général fort réduite. D’autre part, dans un véhicule automobile, des éléments présents sont susceptibles d’ajouter du bruit, par exemple du bruit acoustique et du bruit électronique ou numérique, alors que les signaux radio sont de faible niveau, ce qui rend la réception et la restitution de bonne qualité de signaux radio particulièrement difficile. De manière classique, il est connu d’intégrer dans un véhicule automobile un système de traitement de signaux radio, soit via un dispositif dédié qui est connecté au tableau de bord, soit via une carte électronique (ou carte à circuit imprimé) intégrée dans la cabine de véhicule. En général, une telle carte électronique comprend d’une part un circuit intégré dédié au traitement des signaux radio, également appelé ASIC pour « Application Specific Integrated Circuit », dédié au traitement des signaux radio, et d’autre part, une unité de mémoire électronique, dite distante, par exemple une unité de mémoire RAM (pour « Random Access Memory »), qui relativement volumineuse, distincte et distante de l’ASIC, sur la carte électronique. Pour des traitements logiciels spécifiques, la mémoire interne de l’ASIC dédié n’est pas suffisante, et l’unité de mémoire électronique distante est utilisée. Cela nécessite des connexions et des transmissions de nombreux signaux entre l’unité de mémoire distante et l’ASIC dédié, ce qui induit divers inconvénients, notamment un bruit numérique. En effet le rayonnement induit par les signaux (plus d’une dizaine), tous synchronisés sur un même signal d’horloge (qui permet d’additionner les contributions de chaque signal car intervenant au même instant) créé un bruit numérique dont la fréquence principale est la fréquence d’utilisation de la mémoire (et ses sous-harmoniques). Ce bruit est à la fois rayonné par les pistes du circuit imprimé et conduit par le plan de masse. L’invention a pour objet de remédier aux inconvénients de l’état de la technique. A cet effet, l’invention propose, selon un aspect, un circuit intégré adapté pour le traitement de signaux radio, comprenant un substrat comprenant une première surface et une deuxième surface, la première surface étant adaptée à recevoir au moins une puce et la deuxième surface comprenant des éléments de connexion adaptés pour une connexion à une carte électronique. La première surface dudit substrat (12) comporte au moins une puce de traitement configurée pour la réception et la démodulation de signaux radio et une puce de mémoire, ladite puce de mémoire étant connectée à ladite puce de traitement via ledit substrat. Avantageusement, l’intégration d’une puce de mémoire et d’au moins une puce de traitement configurée pour la réception et la démodulation de signaux radio sur une première surface du substrat du circuit intégré permet à la fois de réduire l’encombrement et de réduire le bruit numérique. Ainsi, un tel circuit intégré est particulièrement adapté pour un système de traitement de signaux radio de véhicule automobile. Le circuit intégré adapté pour le traitement de signaux radio selon l’invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prises indépendamment ou selon toutes les combinaisons techniquement envisageables. La puce de mémoire est une puce de mémoire dynamique de capacité supérieure ou égale à 64 Méga Octets, de préférence supérieure ou égale à 128 Méga Octets. La puce de mémoire est connectée par une technologie de puce retournée sur ledit substrat, ou par une liaison filaire directe ou pontage. La première surface du substrat comporte une première puce de traitement dédiée à la réception de signaux radio analogiques ou numériques et à la conversion desdits signaux radio en signaux numériques échantillonnés et une deuxième puce de traitement dédiée à la démodulation des signaux numériques échantillonnés. Le circuit comporte une unique puce de traitement configurée pour la réception et la démodulation de signaux radio. Selon un autre aspect, l’invention concerne un système de traitement de signaux radio comportant un circuit intégré adapté pour le traitement de signaux radio tel que brièvement décrit ci-dessus. Le système de traitement de signaux radio selon l’invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prises indépendamment ou selon toutes les combinaisons techniquement envisageables. Ce système de traitement de signaux radio comporte au moins une antenne adaptée pour recevoir des signaux radio. Ce système de traitement de signaux radio comporte deux antennes adaptées pour recevoir des signaux radio. Selon un autre aspect, l’invention concerne un boîtier adapté pour héberger un système de traitement de signaux radio tel que brièvement décrit ci-dessus. Selon un autre aspect, l’invention concerne un véhicule automobile comportant un système de traitement de signaux radio tel que brièvement décrit ci-dessus. L’invention apparaîtra plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins dans lesquels : la est une représentation schématique d’un véhicule automobile comportant un système de traitement de signaux radio selon un mode de réalisation ; la est un schéma bloc d’un circuit intégré pour le traitement de signaux radio selon un mode de réalisation. La représente schématiquement un véhicule automobile 2 dans lequel est intégré, par exemple dans le tableau de bord (non représenté), un système de traitement de signaux radio 4. Le système de traitement de signaux radio 4 est configuré pour coopérer avec une antenne 5 pour la réception des signaux radio, et comporte, dans le mode de réalisation illustré une carte électronique 6 (ou carte à circuit imprimé), sur laquelle sont connectés, au moyen de pastilles de connexion, de pistes conductrices et de vias traversants, divers composants électroniques, de manière à réaliser des circuits électriques adaptés pour diverses applications. Selon une variante, le système de traitement de signaux radio 4 comporte plusieurs antennes 5 de réception des signaux radio. Dans un mode de réalisation, le le système de traitement de signaux radio 4 comporte deux antennes 5 de réception de signaux radio. La carte électronique 6 comporte en particulier un circuit intégré 10 adapté pour de traitement de signaux radio, également appelé circuit intégré propre à une application («Application-specific integrated circuit (ASIC)» en anglais). Dans un mode de réalisation, le système de traitement de signaux radio 4 est encapsulé dans un boîtier de dimensions adéquates, et forme un composant électronique discret. De préférence l’encapsulation dans un boîtier est réalisée avec un système de refroidissement intégré dans le boîtier, permettant d’évacuer la chaleur générée par les puces internes lorsqu’elles sont alimentées. Le circuit intégré 10 comprend un substrat 12 (en anglais, « substrate»), le substrat 12 comprenant une première surface 14, visible sur la , et une deuxième surface 16, non visible sur la , opposée à la première surface 14. Le substrat 12 est un substrat de boîtier, par exemple réalisé de la même manière qu’un substrat PCB, mais avec des contraintes spécifiques en termes de finesse de piste, gravure et via. La deuxième surface 16 comprend des éléments de connexion (non illustrés) adaptés pour une connexion du circuit intégré 10 à la carte électronique 6. Sur la première surface 14 sont réalisées respectivement une puce 18 (en anglais « die »), dite puce de traitement, configurée pour la réception des signaux radio, analogiques ou numériques, la conversion des signaux radio en signaux numériques échantillonnés et la démodulation des signaux numériques échantillonnés, et une puce de mémoire 20. La puce de traitement 18 est, dans un mode de réalisation, configurée pour réaliser à la fois la réception de signaux radio reçus par l’antenne 5, leur numérisation et leur démodulation par traitement logiciel. En outre, puce de traitement 18 met en œuvre un filtrage des signaux reçus et démodulés, permettant d’obtenir des signaux en bande de base qui sont ensuite traités numériquement. La puce de mémoire 20 est une puce de mémoire dynamique de capacité supérieure ou égale à 64 Méga Octets, de préférence supérieure ou égale à 128 Méga Octets. Avantageusement, la puce de mémoire dynamique est une puce de mémoire dynamique synchrone (ou SDRAM pour « Synchronous Dynamic Random Access Memory » en anglais). La puce de traitement 18 et la puce de mémoire 20 sont connectées via le substrat 12, elles communiquent par l’intermédiaire de liaisons représentées schématiquement sur la . Le nombre de liaisons illustré sur la peut varier, la représentation de la étant fournie à titre indicatif. De préférence la puce de mémoire 20 est connectée par la technologie de puce retournée (en anglais « Flipchip ») sur ledit substrat. De préférence, toutes les puces intégrées sur ledit substrat sont connectées par la technologie de puce retournée (en anglais « Flipchip ») sur ledit substrat. En variante, les puces sont intégrées et connectées par une liaison filaire directe ou pontage de type « Wire-bonding » en anglais. La illustre un deuxième mode de réalisation d’un circuit intégré 10 adapté pour le traitement de signaux radio. Dans ce deuxième mode de réalisation, le circuit intégré 10 comporte la puce de mémoire 20, par exemple de type SDRAM, ainsi que deux puces de traitement des signaux radio, respectivement une première puce de traitement 22 dédiée à la réception de signaux radio analogiques ou numériques et à leur conversion en signaux numériques échantillonnés, et une deuxième puce 24 de traitement dédiée à la démodulation des signaux radio. La liaison entre la première puce de traitement 22, également appelée puce de réception 22, et la deuxième puce de traitement 24, également appelée puce de démodulation, est une liaison numérique via le substrat 12 comportant des signaux de contrôle et des données. Le nombre de de liaisons illustré sur la est donné à titre indicatif et peut varier en pratique. Avantageusement, la séparation entre la réception de signaux radio et la démodulation de signaux radio numériques échantillonnés permet d’utiliser une technologie de puce pour la partie RF (« Radio Frequency » en anglais) et une autre technologie de puce pour la partie démodulation. En outre, cette séparation permet des modifications plus aisées du circuit intégré comportant les diverses puces de traitement. A titre d’exemple, une technologie moins bruitée peut être utilisée sur la puce de réception 22 (par exemple FD-SOI (« Fully Depleted Silicon On Insulator» en anglais ) et de la même manière il est possible d’utiliser un nœud technologique (i.e. la demi-distance minimale entre deux motifs lithographiés) plus fin sur la puce de traitement 28 car cette dernière est composée uniquement d’éléments numériques. Avantageusement, l’intégration d’une puce de mémoire, de préférence SDRAM, dans le circuit intégré dédié permet de traiter plus efficacement des signaux radio faibles, du fait de la proximité entre la puce de mémoire et la ou les puces de traitement. De plus, avantageusement, la consommation électrique globale est diminuée. En effet, dans le cas où l’unité de mémoire électronique est externe au circuit intégré dédié à la réception de signaux radio, il est nécessaire d’amplifier plus les signaux radio. Dans l’implémentation proposée, une telle amplification peut être évitée. En outre, avantageusement, un tel circuit intégré dédié au traitement de signaux radio est plus facile à intégrer sur un circuit imprimé d’une carte électronique, moins de tests de comptabilité sont requis au moment de l’intégration sur un circuit imprimé que lorsque l’unité de mémoire électronique est externe. Enfin, avantageusement, l’encombrement matériel pour le traitement de signaux radio est réduit, une place est libérée par la puce de mémoire sur le circuit imprimé et peut être utilisée pour l’implémentation d’autres fonctionnalités. Ceci est particulièrement avantageux pour une intégration dans un système de réception radio pour véhicule automobile. Circuit intégré adapté pour le traitement de signaux radio comprenant un substrat (12) comprenant une première surface (14) et une deuxième surface (16), la première surface (14) étant adaptée à recevoir au moins une puce et la deuxième surface (16) comprenant des éléments de connexion adaptés pour une connexion à une carte électronique (6), caractérisé en ce que ladite première surface (14) dudit substrat (12) comporte au moins une puce de traitement (18, 22, 24) configurée pour la réception et la démodulation de signaux radio et une puce (20) de mémoire, ladite puce de mémoire (20) étant connectée à ladite puce de traitement (18, 22, 24) via ledit substrat (12). Circuit intégré selon la revendication 1, dans lequel ladite puce de mémoire (20) est une puce de mémoire dynamique de capacité supérieure ou égale à 64 Méga Octets, de préférence supérieure ou égale à 128 Méga Octets. Circuit intégré selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ladite puce de mémoire (20) est connectée par une technologie de puce retournée sur ledit substrat (12), ou par une liaison filaire directe ou pontage. Circuit intégré selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel ladite première surface (14) du substrat (12) comporte une première puce de traitement (22) dédiée à la réception de signaux radio analogiques ou numériques et à la conversion desdits signaux radio en signaux numériques échantillonnés et une deuxième puce de traitement (24) dédiée à la démodulation des signaux numériques échantillonnés. Circuit intégré selon l’une des revendications 1 à 3, comportant une unique puce de traitement (18) configurée pour la réception et la démodulation de signaux radio. Système de traitement de signaux radio (4) comportant une carte électronique (6) sur laquelle est connecté un circuit intégré (10) adapté pour le traitement de signaux radio conforme aux revendications 1 à 5. Système de traitement de signaux radio (4) selon la revendication 6, comportant au moins une antenne (5) pour recevoir des signaux radio. Système de traitement de signaux radio (4) selon la revendication 7, comportant deux antennes (5) pour recevoir des signaux radio. Boîtier adapté pour héberger un système de traitement de signaux radio (4) selon l’une des revendications 7 ou 8. Véhicule automobile comportant un système de traitement de signaux radio (4) selon l’une des revendications 7 ou 8.