Méthodologie de synthèse de très haut niveau pour des architectures hétérogènes logicielles et matérielles

Résumé:

    L'informatique moderne repose de plus en plus sur des architectures hétérogènes, incluant des CPU, des GPU et du matériel reconfigurable tel que les FPGA. Bien que la synthèse de haut niveau (HLS) permette de générer du matériel à partir de logiciels, les chaînes d'outils existantes s'appuient souvent sur des frontaux rigides, ce qui limite leur flexibilité et leur expressivité. Combler le fossé entre les environnements de programmation de haut niveau et la compilation matériel demeure un défi majeur.
    Cette thèse étudie l'intégration de langages de programmation scientifiques de haut niveau avec la HLS, en s'appuyant sur Julia tout au long de sa chaîne de compilation et en exploitant son architecture modulaire. En particulier, elle explore la génération de matériel via des représentations LLVM et MLIR, permettant une interaction flexible avec les frameworks HLS modernes.
    Le travail examine également des applications en aval à travers la simulation et l'injection de fautes, afin de soutenir l'évaluation des mécanismes de tolérance aux fautes à l'aide de représentations riches issues de la compilation.
    Dans l'ensemble, cette thèse montre comment des infrastructures de compilation flexibles et des représentations intermédiaires modernes peuvent réduire l'écart entre la programmation de haut niveau et la conception matérielle, tout en mettant en évidence l'intérêt des approches gérées par les compilateurs.