INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le deuxième sous-bloc LGW reçoit en entrée les signaux en sortie du premier sous-bloc XW(0), ..., XW(3) et les bits de poids W j,i [0], ..., W j,i [3] et comporte plusieurs niveaux de portes logiques, en l’occurrence 4 niveaux, ces niveaux étant connectés en cascade de sorte que le signal ou les signaux en sortie d’un niveau soient le signal ou les signaux en entrée du niveau suivant jusqu’à aboutir à un seul signal en sortie correspondant au signal de commande SC. Chaque porte logique de premier niveau (une porte NAND à deux entrées dans cet exemple) reçoit en entrée un signal en sortie XW(0), ..., XW(3) du premier sous-bloc LGX et le bit de poids W j,i [0], ..., W j,i [3] correspondant. Le signal SC représente donc la valeur suivante : SC = . Le deuxième sous-bloc LGW comporte également une porte XNOR recevant en entrée le bit de signe du vecteur ( ) et le bit de signe du vecteur ( ). La sortie de la porte XNOR donne un signal de polarité SP = * . En fonction de sa valeur (+ ou -) représentative du signe du produit scalaire des vecteurs et , SP active un des interrupteurs SW pour charger ou décharger la ligne d’accumulation AL.
La figure 12 reprend les chronogrammes de la figure 8 en montrant les détails d’une partie du produit scalaire desdits vecteurs et à partir des masques temporels associés.
La figure 13 montre le chronogramme du signal de commande SC résultant d’une simulation du produit scalaire des vecteurs et donnée en exemple aux figures 10 à 12. Les vecteurs et sont les suivants : =[11010] et =[10110], le bit de signe étant celui tout à droite.
Les petits pics qu’on voit sur le signal SC de la indiquent simplement une transition vers le même état, mais cela ne se produit pas dans la réalité.
La illustre schématiquement l’architecture d’un circuit 1 selon l’invention.
Ce circuit comprend un générateur PG de masques temporels PX, PW, des sous-blocs logiques LGX, LGW, des sources de courant CS, des interrupteurs SW, des lignes d’accumulation AL et des convertisseurs analogique-numérique ADC.
Le générateur PG est préférentiellement situé hors mémoire et génère des masques temporels PX, PW pour tous les sous-blocs logiques LGX associés aux vecteurs X 1 , ..., X a .
Les sorties XW des sous-blocs logiques LGX sont diffusées sur plusieurs lignes d’une matrice de poids W : W 1 ,1 , ..., W m ,1 , W 1,2 , ..., W m ,2 , (...), W 1,n , ..., W m ,n , les indices en deuxième position allant de 1 à n correspondant aux colonnes de la matrice.
Les valeurs des vecteurs X et de la matrice W sont préférentiellement stockées à proximité des blocs logiques afin de réduire le coût d'accès aux données, en utilisant des registres Flip-Flop ou tout autre mémoire capable de stocker une valeur sans consommer trop d'énergie, comme une mémoire SRAM. Chaque bit est de préférence stocké individuellement pour être utilisé en entrée du bloc logique.
Dans cet exemple, à chaque colonne de la matrice W, sont associés une ligne d’accumulation AL et un convertisseur analogique-numérique ADC.
A chaque ligne de la matrice de poids, les sorties XW sont ramenées en entrée du sous-bloc logique LGW correspondant, pour obtenir un signal de commande et un signal de polarisation (non représentés sur la ). Comme expliqué ci-avant, le signal de polarisation permet de contrôler un interrupteur SW qui activera la source de courant CS qui lui est connectée pour charger ou décharger la ligne d’accumulation AL conformément à l’évolution temporelle du signal de commande.
Un premier mode de réalisation de sources de courant CS pouvant être utilisées dans le circuit de la est illustré à la .
Le polyèdre n’est pas nécessairement régulier. Autrement dit, les polygones formant les faces du polyèdre ne sont pas nécessairement tous identiques. Les bras du noyau n’ont pas nécessairement tous la même longueur axiale.
Le noyau magnétique comprend en outre des pièces de jonction, référencées 81 à 89 en , situées à des sommets du polyèdre. Plus précisément, à chaque sommet du polyèdre se trouve une et une seule pièce de jonction. Ces pièces de jonction sont en ferrite, et notamment en ferrite spinelle.
Chaque pièce de jonction est contigüe à des extrémités d’au moins trois des bras du noyau magnétique. Chacune de ces extrémités est une extrémité axiale, c’est à dire une extrémité du bras dans la direction de l’axe principal du cylindre du bras. La pièce de jonction est contigüe à un bras via une extrémité axiale d’un bras signifie que la pièce de jonction est monolithique avec le bras ou en contact direct avec le bras selon cette extrémité ou encore collée au bras le long de cette extrémité.
Un polyèdre comprend au moins quatre faces. Un sommet d’un polyèdre relie au moins trois arêtes différentes. Pour un polyèdre comprenant plus de quatre faces, un sommet du polyèdre peut relier plus de trois arêtes différentes. Chaque pièce de jonction située à un sommet du polyèdre est contigüe aux extrémités de chacun des bras associés aux arêtes qui sont reliées par le sommet, c’est-à-dire qu’elle est contigüe aux extrémités d’au moins trois bras.
Un noyau comme on vient de l’exposer présente donc une forme tridimensionnelle en correspondance avec un polyèdre, chaque bras du noyau correspondant à une arête du polyèdre.
La structure en polyèdre permet de définir autant de circuits magnétiques fermés qu’il y a de polygones fermés dans le polyèdre. Chacun de ces polygones correspond dans le noyau à une succession de bras en ferrite et de pièces de jonction en ferrite contigus les uns aux autres, cette succession formant une maille fermée de matériau magnétique.
Chaque bras peut être le siège d’un couplage magnétique entre deux fils conducteurs bobinés autour du bras. Plus généralement, il peut être possible de coupler deux bobinages de fil conducteur qui se trouvent autour de bras différents, comme des bras reliés par une même pièce de jonction ou même des bras plus éloignés spatialement l’un de l’autre dans le noyau.
La structure en polyèdre convexe des noyaux magnétiques présentés ici permet une grande variété de forme de ces noyaux. Un tel noyau peut coupler de nombreux bobinages électriques différents et selon des forces de couplage différents. Il est ainsi possible de réaliser au sein d’un seul et même noyau magnétique différents couplages magnétiques qui dans l’art antérieur nécessiterait une pluralité de noyaux magnétiques.
Chaque bras peut remplir une fonction particulière, comme par exemple un couplage magnétique entre deux bobinages enroulés autour du bras ou bien encore un refroidissement du bras et donc plus généralement du noyau magnétique. Le noyau peut ainsi remplir une pluralité de fonctions, ces fonctions étant réalisées en des endroits spatialement séparés les uns des autres de sorte qu’il est possible de mettre en œuvre ces fonctions de manière indépendante les unes des autres. En particulier cette mise en œuvre s’effectue de manière plus indépendante que dans le cas d’un noyau en deux dimensions. Le noyau présenté ici permet in fine de remplir plus de fonctions que dans l’art antérieur et ce dans un volume spatial plus faible et de manière plus indépendante les unes des autres.
Par ailleurs, un noyau magnétique sous la forme d’un assemblage tridimensionnel de bras permet de mettre en œuvre une optimisation topologique. Un tel noyau définit une structure comprenant des zones vides tout en présentant une importante absorption de vibrations mécaniques, notamment les vibrations mécaniques en lien avec une résonance magnétique. La structure remplit sa fonction magnétique ou ses fonctions magnétiques, tout en présentant à la fois un poids moindre grâce aux zones vides et à la fois une bonne tenue mécanique.
Un noyau comme on vient de l’exposer présente permet de proposer des noyaux magnétiques présentant une plus grande liberté de forme que dans l’art antérieur.
Il est à noter que l’on peut réaliser le noyau comme on vient de l’exposer selon des techniques de fabrication additive sans fusion et notamment l’impression par jet de liant et l’impression par dépôt de matière fondue.
Types de bras du noyau magnétique Les bras du noyau magnétique peuvent être de différents types.
Un signal de commande, représentant ce produit scalaire, sera utilisé pour contrôler des sources de courant.
A cet effet, les sources de courant seront activées pendant un temps unitaire de référence T pondéré par les poids des termes du produit scalaire de la .
La montre un tel signal correspondant à l’évolution temporelle des termes du produit scalaire de la .
Selon le signe du produit scalaire, la ligne d’accumulation sera chargée ou déchargée en utilisant les sources de courant.
La méthode selon l’invention exploite le temps nécessaire pour charger une ligne d’accumulation pendant une longue période avec un faible courant, grâce à la récente technologie avancée CMOS. Si on prend un temps unitaire de référence T de 20 ns, le temps total pour une opération MAC de 5 bits est de 5 μs. Pour une ligne d'accumulation pouvant recevoir le résultat de 100 MAC, le débit est de 50 GOPS (Giga Opérations Par Seconde). Ce débit est suffisamment élevé pour de nombreuses applications telles que les applications audio, notamment l’identification de mots clés ou « Key Word Spotting » (KWS) en anglais où une nouvelle donnée entre toutes les 10 ms.
La représente la courbe de l’évolution temporelle de la tension au niveau d’une ligne d’accumulation pendant un calcul de 100 MAC. La ligne est initialisée à 0.5 V (la moitié de la dynamique d'un circuit alimenté à 1 V) afin de pouvoir représenter des valeurs négatives.
Pour obtenir le signal de commande représentant le produit scalaire des vecteurs multi bit et , un bloc logique LG recevant en entrée ces vecteurs et des masques temporels associés PX et PW est implémenté.
La illustre un premier exemple de chronogrammes de masques temporels où la génération de ces signaux commence par la pondération la plus faible.
Un masque temporel PX, PW est généré pour chaque bit des éléments du vecteur X et de la matrice de poids W.
Dans le cas d’une multiplication 4 bits, il y a besoin de 4 masques temporels. Il y a donc 8 masques temporels au total : PX=[PX(0), ..., PX(3)] associés aux bits des éléments du vecteur X et PW=[PW(0), ..., PW(3)] associés aux bits des éléments de la matrice de poids W.
Les masques temporels PW(d) sont de préférence générés de manière à s’activer successivement pendant une durée sensiblement égale à , T étant le temps unitaire de référence correspondant à la durée d’activation du masque temporel associé au bit de poids le plus faible, les masques temporels PX(c) étant générés de manière à s’activer successivement pour chaque pendant une durée sensiblement égale à T ; {c, d} ∈ {0, ..., 3}.
Il est également possible que la génération des signaux PX et PW commence par la pondération la plus forte, comme illustré sur l’exemple de la , ou dans n'importe quel ordre, tant que les masques temporels PX et PW sont synchronisés.
Le bloc logique LG recevant en entrée les vecteurs X et W et les masques temporels associés PX et PW comprend préférentiellement un premier sous-bloc logique pour le masquage temporel des bits X et un deuxième sous-bloc logique pour le masquage temporel des bits de poids W, ces deux sous-blocs étant mis en cascade de sorte que les sorties du premier sous-bloc soient en entrée du deuxième sous-bloc.
La figure 10 illustre schématiquement un exemple de premier sous-bloc logique LGX pour le masquage temporel d’un vecteur binaire à 4 bits.
Le premier sous-bloc logique LGX comporte deux étages de portes logiques : un premier étage 10 et un deuxième étage 11.
Dans cet exemple, le premier étage 10 comporte 4 niveaux de portes logiques, les niveaux étant connectés en cascade de sorte que le signal ou les signaux en sortie d’un niveau soient le signal ou les signaux en entrée du niveau suivant jusqu’à aboutir à un seul signal en sortie 101. Chaque bit X j [0], ..., X j [3] et le masque temporel PX(0), ..., PX(3) associé sont en entrée d’une porte logique de premier niveau, en l’occurrence une porte NAND à 2 entrées.
Les masques temporels PX et PW peuvent être générés par un bloc générateur de masques temporels situé hors mémoire, c’est-à-dire à l’extérieur de la mémoire de la puce électronique où sont stockées les opérandes et .
Dans un mode de réalisation, les masques temporels sont générés de manière à s’activer successivement pendant une durée sensiblement égale à , T étant un temps unitaire correspondant à la durée d’activation du masque temporel associé au bit du vecteur de poids le plus faible, les masques temporels étant générés de manière à s’activer successivement pour chaque pendant une durée sensiblement égale à T.
Ce cas de figure correspond à la présence d’un seul signal de commande commandant une seule valeur d’intensité de courant en valeur absolue, en chargeant ou déchargeant la ligne d’accumulation, tel que :
, avec i ∈ {1, ..., }, j ∈ {1, ..., }.
Il y a ici une pondération par le temps d’activation de la source de courant. Dans ce cas de figure, la tension aux bornes de la ligne d’accumulation pour une opération de multiplication et d’accumulation peut être égale à :
C étant la valeur de la capacité de la ligne d’accumulation et I l’intensité du courant de la source de courant. Notons que la capacité de la ligne d’accumulation peut être une capacité parasite et/ou distribuée.
Dans le cas où au moins deux sources de courant sont présentes, chacune étant commandée par un signal de commande SC respectif, les masques temporels PW(d) peuvent être générés de manière à s’activer successivement pendant une durée sensiblement égale à T d = , avec d ∈ {0, ..., }, les ) bits de PW étant répartis en k intervalles k étant le nombre de sources de courant ou de signaux de commande, avec l ∈ {0, ..., }, , { étant choisis de telle sorte que l’ensemble des intervalles représente une partition de l’intervalle , l’intervalle le plus long étant [0 , ] , T étant un temps unitaire correspondant à la durée d’activation du masque temporel associé au bit du vecteur de poids le plus faible, les masques temporels étant générés de manière à s’activer successivement pour chaque pendant une durée sensiblement égale à T.
Ce cas de figure correspond à la présence de plusieurs signaux de commande commandant k sources de courant, en chargeant ou déchargeant la ligne d’accumulation, tels que :
, l ∈ {0, ..., k-1}.
Il y a ici une pondération par le courant, en ayant plusieurs sources de courant, pondérées par une puissance de deux et commandées par des signaux de commande représentatifs des valeurs des bits associés à cette pondération. Cela augmente avantageusement la vitesse de calcul en réduisant la durée des signaux de commande. Dans ce cas, la tension aux bornes de la ligne d’accumulation pour une opération de multiplication et d’accumulation peut être égale à :
C étant la valeur de la capacité de la ligne d’accumulation et I l’intensité du courant de la source de courant de poids le plus faible (i.e. pour =0).
Par exemple, dans le cas où et , il est possible de répartir les 4 bits équitablement entre les deux sources :
Ou bien de répartir les bits non équitablement :
Circuit de réalisation d’opérations de multiplication et d’accumulation (MAC) en mémoire
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un circuit de réalisation d’opérations de multiplication et d’accumulation en mémoire, notamment pour un réseau de neurones, configuré pour déterminer le résultat du produit matriciel d’un vecteur composé de éléments représentés chacun sur ) bits et d’une matrice W = composée de éléments représentés chacun sur bits :
chaque élément du produit matriciel étant la somme de produits scalaires avec , i ∈ {1, ..., }, j ∈ {1, ..., }, avec le vecteur de bits et le vecteur de bits de poids , le circuit comportant :
III - Analyse de tissus adipeux de porcs mâles : On prépare, à partir de 8 échantillons de tissus adipeux de porcs mâles entiers présentant des concentrations différentes en scatol, préalablement déterminées par HPLC, des extraits organiques par le procédé de l’invention.
Pour ce faire, un échantillon de chaque tissu adipeux est prélevé par frottement d’un coton-tige pendant 20 secondes. Puis, chaque coton-tige est introduit dans un tube à essai contenant 10 mL d’acétonitrile, 0,387 mg (i.e. 0,1 mol/L) de TBAHFP et 900 mg de sulfate de sodium, plongé dans ce milieu et mis à tourner contre la paroi du tube à essai pendant au moins 20 secondes. Les tubes à essai sont ensuite soumis à une agitation du type vortex pendant 10 minutes, puis laissés au repos pour décantation.
Les extraits ainsi obtenus sont ensuite soumis à une réaction d’ECL par saut de potentiel.
La illustre l’intensité du signal de luminescence mesurée par ECL en fonction de la concentration en scatol trouvée par HPLC.
Cette figure montre qu’il existe une corrélation quasi parfaite (R 2 =0,9963) entre les intensités des signaux de luminescence obtenues par le procédé de l’invention et les concentrations du scatol préalablement déterminées par HPLC à partir des mêmes tissus adipeux.
Elle montre également que le procédé de l’invention permet de détecter des concentrations de scatol bien inférieures au seuil de rejet de 0,2 µg de scatol/g de tissu adipeux.
En outre, les 8 échantillons de tissus adipeux étant analysés 5 fois chacun sur une période de 3 jours, l’écart-type est inférieur à 10% pour chaque mesure.
Il en résulte que le procédé de l’invention est sensible, reproductible, fiable et, donc, parfaitement adapté à une détection et un dosage du scatol sur une chaîne d’abattage de porcs mâles entiers.
Références citées [1] WO-A-2021/009438 [2] T. Okajima et T. Ohsaka, Journal of Electroanalytical Chemistry 2002, 523, 34-39 [3] US 9,121,107 B2
SUPPORT SOLIDE FONCTIONNALISÉ PAR DES DENDRIMÈRES, BIOPUCE COMPRENANT UN TEL SUPPORT SOLIDE ET UTILISATION POUR LA DÉTECTION D’UNE MOLÉCULE CIBLE DANS UN MILIEU La présente invention s’inscrit dans le domaine de la détection de molécules cibles dans un milieu donné, en particulier un échantillon biologique.
Plus particulièrement, la présente invention concerne un support solide ou semi-solide fonctionnalisé par des dendrimères phosphorés, un procédé pour la préparation d’un tel support, et son utilisation pour la fabrication d’une biopuce. L’invention concerne également une biopuce comprenant un tel support et son utilisation pour la détection d’une molécule cible dans un échantillon.
La détection de molécules, chimiques ou biochimiques, au sein d’un milieu donné, se définit comme la perception, via la mise en place d’un dispositif et/ou d’un procédé physico-chimique ou biochimique, de la présence ou de l’absence des molécules ciblées.
Une telle détection trouve intérêt dans de nombreuses applications, pour répondre à différentes finalités, telles que le diagnostic médical ou sanitaire (détection de marqueurs moléculaires associées à une maladie ou de molécules constitutives d’organismes notamment pathogènes), le diagnostic environnemental (détection de molécules polluantes, détection des micro-organismes présents dans un milieu donné), la sélection et/ou identification microbienne et/ou agronomique (détection de transcrits suite à l’expression de gènes ou de molécules protéiques produites de ces transcrits), etc.
Les molécules cibles peuvent être de tous types ; il peut s’agir de molécules organiques (acides nucléiques, protéines, polysaccharides, chaines d’acides gras, etc .) et il est important de pouvoir disposer de méthodes de détection adaptées à leurs spécificités structurales et fonctionnelles.
A titre d’exemple, les solutions de détection reposant sur les technologies génomiques exploitent les données de séquençage des génomes qui sont déposées dans des bases de données publiques telles que NCBI. Les laboratoires de recherche publics et les industriels y ont recours de manière massive pour la détection de molécules d’intérêt, avec des applications dans différents domaines d’activité (santé humaine, sélection végétale, agroalimentaire, etc .).
Pour la détection de microorganismes pathogènes, par exemple, un test de détection et de quantification des légionelles par Réaction de Polymérisation en Chaîne (PCR) est décrit dans la norme NF T 9-471. Ce test est actuellement couramment mis en œuvre pour quantifier des bactéries de l’espèce Legionella pneumophila dans les tours aéro-réfrigérantes, en alternative des techniques de culture. Le taux de détection des espèces de légionnelles par PCR est généralement élevé (plus de 90% d’échantillons positifs), mais la mise en œuvre de ce test nécessite plusieurs étapes relativement chronophages et complexes à mettre en œuvre, et il ne permet pas de détection multi-spécifique, c’est-à-dire la détection de plusieurs pathogènes à la fois.
Les pistes métalliques de niveaux de métaux successifs peuvent être reliées par des via verticaux V5, réalisés dans des niveaux de via MV5.
Les niveaux de via MV5 sont une dénomination particulière pour des niveaux de métaux de la même nature que ceux qui contiennent des pistes métalliques PM5.
Dans l’étape 100, la structure du circuit intégré CI est ainsi classiquement prête pour une formation du niveau de métal M6 qui contiendra un composant passif LHQ, à une position connue.
Les figures 2 et 3 illustrent des étapes 200, 300 d’une formation d’une structure diélectrique BLMN, avant la formation 400 dudit niveau de métal M6 qui contiendra un composant passif LHQ.
La structure diélectrique BLMN s’étend verticalement dans le substrat depuis la face avant FA jusqu’à une deuxième profondeur P2 supérieure à la première profondeur P1, et est alignée verticalement avec la position du future composant passif LHQ.
La illustre une étape 200 de gravure retirant un volume dans tous les niveaux de métaux MV5, M5, …, M1 de la partie d’interconnexion BE au-dessous du niveau de métal M6 du composant passif, et dans la couche diélectrique pré-métal PMD ainsi que les tranchées d’isolation peu profondes STI jusque dans le substrat SUB à la deuxième profondeur P2.
Par exemple la hauteur verticale h de la gravure peut être de l’ordre d’une dizaine de micromètre « µm », par exemple entre 5 µm et 15 µm.
La largeur w de la gravure correspond à la largeur de la piste métallique du composant passif LHQ, par exemple une piste formant une spire d’un élément inductif, peut être comprise entre 1 µm et 25 µm.
Bien entendu, les valeurs de la hauteur h et de la largeur w ne sont pas limitées, et dépendent du choix de réalisation du composant passif, y compris l’épaisseur des niveaux de métaux gravés.
La technique de gravure, par exemple du type gravure par ions réactifs profonde (usuellement « DRIE » pour « Deep Reactive Ion Etching » en anglais), pourra être choisie et adaptée de manière à être capable de graver une largeur w donnée jusqu’à une profondeur h donnée.
La illustre une étape 300 de formation de la structure diélectrique BLMN du type damascène, comportant -un remplissage du volume gravé avec un matériau diélectrique, et -un retrait d’un excès du matériau diélectrique aplani au niveau du niveau de métal M6 du composant passif.
Par exemple, le remplissage du volume gravé avec le matériau diélectrique BLMN peut être fait par une technique de dépôt de diélectrique à haute densité par plasma « HDPD » (pour « High Density Plasma Deposition » en anglais), par exemple un dépôt chimique en phase vapeur de dioxyde de silicium.
L’excès du matériau diélectrique BLMN au-dessus de la dernière couche de diélectrique inter-métal IMD_MV5, est là-aussi retiré par aplanissement du type polissage chimio-mécanique « CMP » (pour « Chemical-Mechanical Polishing » en anglais), stoppé par la couche d’arrêt AR_MV5 en nitrure de silicium.
Par exemple, le matériau diélectrique BLMN est du dioxyde de silicium, ou bien un matériau à faible constante diélectrique relative, usuellement nommé « low-k » ou « low-κ » (« low-kappa ») selon le vocable anglais usuel et sont parfaitement connus de l’homme de l’art.
Les matériaux « low-k » désignent l’ensemble des matériaux diélectriques pouvant être utilisés dans l’industrie de la microélectronique et qui ont une constante diélectrique relative « k » ou « κ » (kappa) inférieure à la constante diélectrique relative du dioxyde de silicium.
Ainsi on a formé un bloc monolithique de matériau diélectrique BLMN.