FR2647926A1 - Systeme de traitement de donnees, par analyse multicriteres, applique a la prospective technologique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système de traitement de données destiné à fournir des informations technologiques prospectives sur un produit ou un procédé. Il s'agit d'un système à vocation d'automatisation, alliant la capacité de traitement automatique de courbes d'une machine, à la puissance illustrative et discriminatoire de la représentation graphique exploitée par un utilisateur comme outil d'Aide à la Décision. Selon l'invention, le système comprend : - des moyens 11 de saisie des valeurs historiques, de caractéristiques technologiques clés, complémentaires et essentiellement indépendantes, sélectionnées comme étant représentatives dudit produit ou procédé; - des moyens 14 de représentation graphiques desdites évolutions historiques des caractéristiques sélectionnées, lesdits moyens de représentation graphique comprenant des moyens 13 de lissage et d'extrapolation de l'évolution de chacune desdites caractéristiques.

Description

Système de traitement de données, par analyse multicritères, appliqué à la prospective technologique.

L'invention concerne un système de traitement de données destiné à fournir des informations technologiques prospectives sur un produit ou un procédé.

II s'agit d'un système à vocation d'automatisation , alliant la capacité de traitement automatique de courbes d'une machine, à la puissance illustrative et discriminatoire de la représentation graphique exploitée par un utilisateur comme outil d'Aide à la Décision.

Dans les méthodes connues de prospective technologique, on a le plus souvent affaire à une approche très empirique, qui ne maîtrise pas suffisamment la totalité des implications. Ainsi, dans le domaine des composants de pointe, sur lequel il existe très peu de publications, la plupart des études de prospective se basent essentiellement sur des évolutions quantitatives. Les composants de pointe, en petite quantité, échappent à ces études, ou bien sont englobés dans des statistiques globales qui ne tiennent pas compte de leurs poids stratégiques et de leurs spécificités.

Il existe d'autre part un préjugé répandu selon lequel les informations disponibles seraient trop imprécises, ou qu'elles ne permettraient pas d'obtenir de prévisions convergentes.

Ces insuffisances et préjugés résultent essentiellement de l'absence d'outil adéquat pour la prise en compte et l'analyse des informations disponibles.

L'objectif de la présente invention est de fournir un système à la fois suffisamment général et systématique pour s'appliquer à la prospective de tous produits ou procédés technologiques, et suffisamment pénétrant et détaillé pour représenter avec une bonne fidélité chaque produit ou procédé faisant l'objet du traitement prospectif.

Un objectif complémentaire de l'invention est de fournir un système dont la mise en oeuvre permet d'exploiter l'ensemble des données existantes, sans chercher à obtenir une trop grande précision prospective, inutile et non significative.

D'une manière générale, le système de l'invention fournit une assistance automatisée à un utilisateur se posant des questions du type
- Comment comparer des produits concurrents (caractéristiques clés, facteur de mérite)
- Comment établir l'état de l'art d'un domaine ou d'une filière
- Comment rechercher les lois d'évolution d'un domaine
- Comment anticiper l'évolution d'un domaine et prédire les caractéristiques des composants clés de demain
- Comment déceler des fait saillants dans l'évolution du marché et des prix.

Ces objectifs ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints à l'aide d'un système de traitement de données destiné à fournir des informations technologiques prospectives sur un produit ou un procédé, comprenant
- des moyens de saisie des valeurs historiques, de caractéristiques technologiques clés, complémentaires et essentiellement indépendantes, sélectionnées comme étant représentatives dudit produit ou procédé
- des moyens de représentation graphiques desdites évolutions historiques des caractéristiques sélectionnées, lesdits moyens de représentation graphique comprenant des moyens de lissage et d'extrapolation de l'évolution de chacune desdites caractéristiques.

La conception du système de l'invention repose ainsi sur deux principes fondamentaux
- le premier principe est que parmi les paramètres caractéristiques d'un produit, certains ont plus de poids que d'autres. Une analyse technique permet souvent de constater qu'un nombre limité de facteurs (3 ou 4) suffit pour définir avec une approximation suffisante la plupart de ces produits. En effet, on remarque que beaucoup de caractéristiques ne sont pas en pratique totalement indépendantes et qu'il existe des parallèles dans leur évolution (paraUèle encombrement/consom mation, parallèle fréquence d'échantillonnage/bande passante, etc...). On peut donc faire des regroupements et simplifier ainsi la "signature" d'un produit en le ramenant à ces trois ou quatre caractéristiques clé.

Avantageusement, selon l'invention, le processus de sélection desdites caractéristiques technologiques clés consiste à distinguer entre des caractéristiques pertinentes et des caractéristiques annexes, et à sélectionner parmi lesdites caractéristiques pertinentes, quelques caractéristiques clés auxquelles les autres caractéristiques pertinentes peuvent être rattachées par assimilation.

De façon préférentielle, au moins une caractéristique clé est choisie dans le groupe comprenant les caractéristiques de vitesse, précision, consommation, et complexité. Ces caractéristiques sont plus précisément définies plus loin.

- le deuxième principe est que dans beaucoup de domaines technicoéconomiques où il existe une évolution rapide et continue (c'est le cas des circuits intégrés avec les progrès de la microlithographie), on a beaucoup à apprendre de l'histoire. Le relevé d'historiques permet en effet de dégager les axes importants d'évolution en remettant à leur juste valeur les variations ponctuelles (nouveaux produits, nouvelles filières, etc...) qui, au moment où elles apparaissent, ont tendance à aveugler la plupart des observateurs trop engagés dans l'action.

L'économie joue par ailleurs un rôle de lissage dans l'évolution discontinue des nouveautés car dès qu'un produit ou une technologie apporte quelque chose d'inédit, nombre de fabricants l'adoptent ou cherchent à faire mieux si bien que la nouveauté en question a tendance à se banaliser.

L'utilisation des courbes historiques d'évolution des caractéristiques permet alors d'effectuer une analyse prospective relativement fiable. Ainsi, selon l'invention, dans le cas où on souhaite prévoir la date probable d'apparition d'un produit présentant au moins deux caractéristiques clés déterminées de valeur spécifique, lesdits moyens de représentation graphique assurent la superposition graphique des courbes de l'évolution desdites caractéristiques déterminées, de façon à définir graphiquement une période d'apparition probable dudit produit spécifique.

Préférentiellement, les courbes d'évolution sont établies à partir des valeurs prises par chaque caractéristique en fonction du temps, les autres caractéristiques étant maintenues constantes à la valeur spécifique dudit produit dont on recherche la date probable d'apparition.

De façon avantageuse, lesdits moyens de représentation graphique comprennent en outre des moyens de schématisation de ladite période d'apparition probable dudit produit sous la forme d'une courbe de probabilité d'apparition en fonction du temps.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de modes de mise en oeuvre préférentiels de l'invention, donnés à titre illustratif et non limitatif, et des dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 schématise les modules constitutifs essentiels du système de traitement de données destiné à fournir des informations technologiques prospectives, suivant l'invention
- la figure 2 est un schéma illustrant les trois étapes du processus de prospective technologique mis en oeuvre dans le système de traitement de données de l'invention
- la figure 3 est un histogramme illustrant graphiquement la probabilité d'apparition sur le marché d'un CAN 12 bits 20 MHz monolithique, au moyen de la méthode de représentation graphique de l'évolution historique des caractéristiques des CAN, mise en oeuvre dans le système de l'invention
- la figure 4 illustre l'étape de prospective par extrapolation de courbes historiques, du système de l'invention
- les figures 5, 6, 7 et 8 illustrent la prospective à base multi-caractéristiques, dans le cas d'un CAN 12 bits 20 MHz monolithique, selon l'invention, sous forme d'un graphique relatif: à l'état de l'art quant à la caractéristique de capacité (résolution x fréquence d'échantillonnage) (fig.5), à la caractéristique d'encombrement (fig. 6), aux caractéristiques de résolution et de fréquence d'échantillonnage extrapolées indépendamment l'un de l'autre (fig. 7), et à la courbe de probabilité d'apparition du CAN en question (fig. 8);
- la figure 9 est un schéma illustrant, comparativement, un certain nombre de lois exponentielles mises en évidence pour différents composants, au moyen du système de l'invention
- la figure 10 est un graphique mettant en évidence la relation entre le nombre de fabricants de composants, et le prix unitaire du composant, tel que fourni par le système de l'invention.

Comme représenté en figure 1, le système de traitement de données selon l'invention comporte essentiellement trois modules
- un module 11 de saisie de la valeur prise en fonction du temps par des caractéristiques clés technologiques sélectionnées. Le processus de sélection des caractéristiques clés consiste à choisir quelques paramètres technologiques, complémentaires et essentiellement indépendants, qui définissent de façon satisfaisante le produit ou le procédé technologique sur lequel on effectue la prospective. L'opération de sélection 12 est illustrée plus loin
- un module 13 de traitement de données proprement dit. Le traitement est réalisé sur les valeurs de caractéristiques saisies dans le module 11. Le traitement consiste essentiellement en une étape de lissage de l'évolution historique des caractéristiques saisies, de façon à tracer une continuité, et dégager une loi d'évolution dans le temps. L'étape de traitement a également pour fonction de réaliser des extrapolations, dans le cadre des lois d'évolution dégagées, pour obtenir les informations technologiques prospectives souhaitées. Ces traitements sont effectués au moyen de tous les principes connus de combinaisons algébriques, linéaires ou non, mises en oeuvre sur des données représentables graphiquement;
- un module 14 de représentation graphique et d'Aide à la Décision. Ce module assure l'affichage, la visualisation, le traçage, l'impression, ou autre, des données saisies et traitées dans les modules 11 et 13. Le fonctionnement du module 14 de représentation graphique est paramétré en relation avec les échelles de représentation, et l'éventuelle superposition des courbes permettant les comparaisons et la prospective à partir d'un faisceau de caractéristiques.

La figure 2 détaille les trois étapes principales mises en oeuvre dans le système de traitement de données de l'invention
- une première étape 21 de sélection des caractéristiques clés. Cette première étape comporte une sous-étape 22 consistant à définir un facteur de mérite, c'est-à-dire une combinaison de caractéristiques fournissant une valeur susceptible de rendre compte à elle seule du niveau de technologie d'un produit ou d'un procédé. Le facteur de mérite, défini plus loin, présente l'avantage, ainsi, de synthétiser la totalité des caractéristiques clés, sous forme d'une information unique plus facilement manipulable. Cette première étape permet d'obtenir, d'ores et déjà, en tant que telle, des informations de comparaison 23 de produits ou de fabricants, ainsi que des "états de l'art" d'un type de produit, d'une filière, etc.

- une seconde étape 24 de traçage d'historiques d'évolution des caractéristiques clés et/ou du facteur de mérite sélectionnés à l'étape 1. Cette seconde étape 24 suppose la saisie et le traitement adéquats des données. Elle permet de dégager des lois d'évolution 25, notamment l'évolution technologique des produits et procédés, ainsi que l'évolution du marché et des prix. Ce second type d'évolution mis en évidence au cours de l'étape 2 peut s'avérer très précieux dans l'étape de prospective, comme on le verra plus loin
- une troisième étape 26 consistant à faire des projections vers l'avenir, et correspondant à l'étape de prospective proprement dite. Plusieurs processus de prospective 27 sont mis en oeuvre, selon l'invention, et notamment
a à partir d'une caractéristique clé unique
a à partir d'un faisceau de caractéristiques
a à partir du facteur de mérite, défini en sous-étape 22.

Ces différentes étapes principales 21, 24 et 26 vont maintenant être décrites plus en détail.

Sélection des caractéristiques clés
Cette étape est fondamentale puisque tout le reste en découle. Il s'agit d'un travail de synthèse technique qui consiste à écarter les paramètres secondaires, à en regrouper d'autres, pour finalement ne retenir qu'un petit nombre de variables clés (3 à 5 paraît être une bonne mesure).

Ces caractéristiques doivent être quasi-indépendantes les unes des autres et doivent donc représenter des fonctionnalités différentes.

Dans un cas simple, tel que celui des mémoires RAM, on peut représenter les composants sur un graphe à deux dimensions en retenant les deux caractéristiques clés que sont la capacité C (en nombre de Kbits) et le temps d'accès tA (en nanosecondes) en abscisse et en ordonnée respectivement. La caractéristique d'encombrement de ces composants est relativement indifférent car obéissant à un format standard. La consommation pourrait être également une caractéristique importante. Elle varie selon la technologie utitisée.

Dans le cas des mémoires CMOS (et plus tard BiCMOS) majoritaires, cette consommation est faible (S 70 mA). En choisissant pour caractéristiques principales la capacité et le temps d'accès, sous forme d'abscisse et d'ordonnée respectivement, on peut établir un nuage de points. Les caractéristiques secondaires ou annexes peuvent être rajoutées (consommation en état de veille stand by, gamme de température militaire, technologie) et ne gênent en rien dans la "vision" de ce qui est le plus important et qui résulte des deux caractéristiques principales.

Comme sur une carte, on peut apprécier les distances entre les différents points représentatifs des produits, ces distances reflétant les écarts de performance.

n est donc naturel qu'apparaisse également une notion de temps, les produits les plus récents étant du côté des performances les plus élevées.

Dans l'exemple des CAN, la résolution (dans laquelle tous les éléments liés à la précision ont été associés), la vitesse (dans laquelle les notions de fréquence d'échantillonnage et de bande passante ont été intégrées) et la technologie (résumée ici par ce qui intéresse en premier lieu l'utilisateur à savoir l'encombrement et la puissance consommée) sont autant de variables fonctionnelles indépendantes, susceptibles de former un jeu satisfaisant de caractéristiques clés.

Les cas des mémoires et du CAN étant relativement simples on peut se demander comment l'on procède dans d'autres cas plus complexes. La table I illustre le processus de sélection permettant de réduire les paramètres à 3 ou 4 caractéristiques technologiques clés.

Comme représenté dans cette table I, on peut distinguer trois catégories de caractéristiques:
- les caractéristiques clés proprement dites, à savoir la vitesse, la précision, la consommation, la complexité (ou capacité), etc
- les caractéristiques assimilables aux caractéristiques clés. Dans cette seconde catégorie, on range tous les paramètres de définition d'un produit ou d'un procédé, qui sont représentés essentiellement par la caractéristique clé correspondante de la première catégorie. Les exemples donnés en table I correspondent à un type donné de composants et nécessiteraient, le cas échéant, d'être reclassés différemment pour d'autres exemples
TABLE I

<tb> 1 <SEP> ère <SEP> catégorie <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> ème <SEP> catégorie <SEP> 3 <SEP> ème <SEP> catégorie
<tb> CARACIERSIQUES <SEP> I <SEP> CARACTERISTIQUES <SEP> CARACTERISIIQUES
<tb> CLS <SEP> I <SEP> ASSIMILABLES <SEP> AUX <SEP> ANNEXES <SEP> **
<tb> <SEP> I <SEP> CARACIERISrlQUES <SEP> CLES
<tb> <SEP> I
<tb> <SEP> Bande <SEP> passante <SEP> Gamme
<tb> <SEP> I <SEP> de <SEP> Température
<tb> <SEP> I <SEP> Fréquence
<tb> <SEP> d'échantillonnage <SEP> Consommation
<tb> <SEP> au <SEP> repos
<tb> VlTESSE <SEP> < -----
<tb> <SEP> Temps <SEP> de <SEP> cycle,
<tb> <SEP> I <SEP> temps <SEP> d'accès <SEP> (1/t) <SEP> Modes <SEP> divers
<tb> <SEP> I <SEP> Résolution <SEP> Fonctions
<tb> <SEP> I <SEP> spécifiques
<tb> <SEP> l <SEP> Linéarité
<tb> PRECISION
<tb> <SEP> I <SEP> Dynamique <SEP> etc...
<tb>

<SEP> I <SEP> Encombrement
<tb> <SEP> (Carte, <SEP> Module, <SEP> Boitier)
<tb> CONSOMMATION <SEP> < --'--
<tb> <SEP> | <SEP> Technologie
<tb> <SEP> (CMOS, <SEP> bipolaire...)
<tb> <SEP> l <SEP> Capacité
<tb> COMPLEXrrE <SEP> < ---- <SEP> Format
<tb> (OUCAPACfl'E) <SEP> I
<tb> <SEP> Fonctions <SEP> diverses
<tb> Autres <SEP> (selon <SEP> les <SEP> cas)
<tb> de même nature et variant en même temps et dans le même sens bien comprendre : considérées comme annexes pour la méthode ne veut pas dire de moindre
Importance
- une troisième catégorie de caractéristiques annexes, qui ne perdent pas de leur importance bien entendu, mais ont été jugées comme étant trop faiblement significatives vis-à-vis de la mise en oeuvre de la méthode de prospective.

Les principales caractéristiques étant détectées, on constate, à la lecture des spécifications, que la plupart des produits résultent d'un compromis entre ces paramètres, certains étant orientés Vitesse, d'autres Consommation, d'autres
Précision etc... Ainsi, si l'on veut des mémoires ultra-rapides il faut se contenter d'une capacité limitée, ou inversement.

On est donc tenté d'imaginer que pour un niveau technique déterminé, il existe peut-être une relation entre ces caractéristiques, relation qui traduit le fait qu'elle résultent d'un compromis.

Soient C, C2. ..C,, les caractéristiques clé d'un produit P. Si il existe une telle relation on appellera "Fonction de mérite" la fonction F telle que
F = f(C1C2---Cn) et vérifiant la relation
F = constante = Fo pour un niveau technique donné.

F est donc une fonction dans l'espace à n dimensions des produits P de caractéristiques (CtC2...Cn) mais également à travers ces dernières, une fonction du temps.

Fo caractérise un niveau technique donné.

Si l'on considère maintenant un produit P quelconque, la fonction de mérite prend pour ce produit une valeur Fp. Le rapport
Fp/Fo représente le "facteur de mérite" du produit.

A titre d'exemple, dans le cas des mémoires RAM précité, on peut adopter la formule
F = K C/tA
Si l'on choisit K pour que Fo = 1 lorsque C = 64 K bits et t A = 100 ns (mémoires couramment utilisées aujourd'hui), on aura, pour un produit P(256 K bits, 50 ns) annoncé pour 1990:
Fp = Fp/Fo = 256/64 : 50/100 = 8
Si l'on prend pour autre exemple celui des CAN , on peut montrer à partir de graphiques que
F = K 2n F/S, avec n = résolution, F = fréquence d'échantillonnage, et S = surface
D'une manière générale, un produit de fonctions du type
F = K f1 (C1) f2(C2)... f,C,) convient pour les applications envisagées ici.

Pour certains produits, (les microprocesseurs par exemple), les fabricants vont jusqu'à mettre dans leurs spécifications des caractéristiques particulières appellées "benchmarks" (bancs d'essai).

Le "benchmark" répond parfaitement pour la partie fonctionnelle à la définition du facteur de mérite : il combine l'ensemble des caractéristiques principales en leur donnant un poids représentatif de leur utilisation supposée. Il suffit de la multiplier par un terme faisant intervenir l'intégration en boîtier (packaging) pour retrouver la cohérence avec le modèle.

On pourra en effet vérifier que la FFT (Fast Fourier Transform), "benchmark" le plus utilisé pour les processeurs de signal du marché monolithiques (tous sont monoboitier), donne des résultats intéressants lorsqu'on l'utilise comme facteur de mérite.

Dans le cas des microprocesseurs (RISC en particulier), les fabricants font appel à un grand nombre de paramètres (temps de cycle, MIPS : Millions d'Instructions par Seconde etc...) et également à des "benchmarks" (Drystone en format fixe, Whestone en flottant), dont on peut montrer graphiquement selon le processus de l'invention, qu'ils évoluent similairement aux MIPS. On peut donc classer les Drystones dans la colonne 2ème catégorie de la table I et les MIPS plus couramment répandus, dans la première catégorie en tant que caractéristique clé.

Les historiques et les lois d'évolution
Lorsque l'on veut relever un historique on se heurte à une première difficulté : dans bien des cas, les données que l'on possède font intervenir un nombre important de caractéristiques qui varient toutes en même temps.

L'étape 21 de sélection de caractéristiques permet de réduire la complexité dûe au nombre de caractéristiques en les classant et en se concentrant sur les caractéristiques clés.

Il reste une deuxième difficulté à résoudre, à savoir la simultanéité de leurs variations.

Selon l'invention, le processus de traitement consiste à trier ces données et à les classer dans des tableaux où chacune d'elles évolue en fonction du temps, les autres restant constantes.

Lorsque les données manquent, on peut utiliser des familles voisines plus riches en informations et procéder par analogie (comme dans l'exemple de la figure 5).

On peut alors rechercher des lois d'évolution en s'aidant des outils de traitement et de représentation graphique dont on dispose. Le choix des axes, des échelles, (linéaire,logarithmique...) peut s'avérer capital pour "voir" se dessiner les lois d'évolution.

Dans l'exemple des CAN, les caractéristiques clé sont l'encombrement, la résolution, et la fréquence d'échantillonnage. Si le but principal est d'essayer de prévoir l'apparition sur le marché d'un CAN 12 bits 20 MHz monolithique, c'est vers cette "cible" qu'il faut orienter les données.

n existe aujourdhui des CAN possédant deux de ces caractéristiques mais pas les trois à la fois. Après enquête auprès des fabricants et sélection des données, on peut dresser le classement de la table II.

La figure 3 représente graphiquement les données de la troisième colonne de la Table II. On y a également reporté la seule donnée actuellement à disposition sur les 12 bits 20 MHz ainsi qu'une information précoce mais non confirmée sur la faisabilité à moyen terme d'un CAN 12 bits 10 MHz monolithique.

Cet historique est édifiant. Il met en évidence la forme de l'évolution technologique de la fonction 12 bits 10 MHz en fonction du temps, et laisse entrevoir la difficulté que représente un gain de 10 MHz.

TABLE Il
Année Fréquence (MHz) Résolution (bits) Consommation
12 bits 20 MHz (Watts)
monolithiques monolithiques 12 bits 10 MHz 1978 8 1979 1980 0,01 20 1981 1982 1983 0,04 1984 9 1985 0,2 10 1986 1987 1 1988 10 5
L'un des historiques les plus intéressants à établir est celui du facteu: de mérite. Les courbes d'évolution du facteur de mérite de plusieurs types de composants sont présentées en fig. 8. Le facteur de mérite des mémoires, micros et CAN est comparé à la caractéristique clé "temps de cycle" pour des micros et les mémoires RAM statiques et dynamiques.

Certaines des courbes (temps de cycle des micros par exemple) ne sont pas à proprement parler des "lois d'évolution" mais tout simplement des moyennes d'évolution (droite des moindres carrés).

On peut expliquer les pentes relatives de ces courbes. On comprend par exemple le chiffre élevé des Mémoires, véhicule technologique par excellence qui bénéficie à plein des progrès très rapides et constants de la microlithographie. En ce qui concerne les microprocesseurs et les processeurs de traitement du signal, la pente est plus faible à cause du rôle important joué par les architectures dont les progrès sont moins rapides en moyenne (on n'invente pas tous les jours le RISC).

Elle est encore plus faible pour les CAN (comme probablement pour tout l'analogique), car il convient d'y ajouter encore les problèmes liés à la précision.

Même à un niveau plus fin, ces chiffres sont significatifs. On remarquera par exemple que, bien que l'évolution globale des SRAM et des DRAM soit la même, le temps d'accès des premières progresse plus vite, ce qui n'a rien d'étonnant lorsque l'on connaît les applications respectives.

Le processus de l'invention permet de représenter simplement l'évolution d'un marché de composants de pointe quand on manque d'informations sur les quantités consommées. Il part du principe qu'en première approximation, lorsqu'un marché se développe, plusieurs fabricants s'y intéressent. Il est donc intéressant de représenter l'évolution du nombre de fabricants en fonction du temps.

La figure 9 montre l'influence du marché sur les prix des composants de pointe. On voit bien que le fabricant ayant sorti son composant de pointe le premier, le vend très cher pendant tout le temps où il reste source unique. Dès que le marché se développe, les prix baissent, ce fabricant s'aligne sur ces prix et il est obligé de s'adapter (version CMOS) pour rester compétitif en performance et en prix.

Prospective
Une conséquence évidente des historiques est la possibilité, lorsque des lois d'évolution se dégagent, de faire des projections sur le futur.

L'évolution des circuits intégrés est dominé par les progrès de la microlithographie et il y a des chances que les "lois" qui ressortent des historiques soient à peu près encore valables dans quelques années, surtout si l'on raisonne globalement en terme de mérite.

Une phase importante est de se procurer des informations précoces et de bien les synthétiser. Ces nouvelles donées constituent la charnière entre le passé et le futur. Normalement, elles complètent harmonieusement celles provenant des historiques. On peut alors extrapoler.

Il n'en demeure pas moins que ces projections doivent être considérées comme de modestes outils, les résultats obtenus devant être modulés et interprétés techniquement, avec l'aide du spécialiste du domaine, les courbes obtenues servant d'outil efficace d'Aide à la Décision. Ceci est rendu aisé notamment grâce au fait que les moyens de lissage et d'extrapolation comprennent des moyens d'application de différentes lois algébriques sélectionnables de façon interactive par l'utilisateur.

Trois cas de figure peuvent être envisagés
- la projection à partir d'une caractéristique clé,
- la projection à partir d'un faisceau de caractéristiques,
- la projection à partir du facteur de mérite.

Projection à partir d'une caractéristique clé, ou du facteur de mérite
La figure 4 représente l'historique des CAN flash les plus rapides. Elle met en évidence le bond spectaculaire en performance obtenu ces dernières années grâce au progrès des technologies Silicium bipolaire. On voit que l'on atteint d'ores et déjà des vitesses que l'on ne croyait possible qu'en Arséniure de Gallium, que l'on n'est plus loin de la valeur 1 GHz.

L'analyse permet en outre de s'attendre à ce que, la concurrence jouant, des progrès vont être faits dans les prochaines années, d'autant plus que l'on connait plusieurs fabricants qui préparent de nouvelles filières Silicium bipolaire performantes.

Une extrapolation à court terme (2 à 3 ans) ne semble pas dénuée de sens.

Elle fournit des indices intéressants: par exemple l'éventualité d'arrivée sur le marché en 91/92 d'un CAN 8 bits 1 GHz.

On peut illustrer l'extrapolation à partir de la fonction de mérite dans le cas des processeurs de signal intégrés. En relevant l'historique des processeurs de signal intégrés, on constate que le temps d'exécution d'une FFT diminue de 70 % par an en moyenne (à peu près comme les MIPS pour les microprocesseurs) tandis que le temps de cycle correspondant diminue en moyenne de 25 % par an. On peut dire que à ce rythme là, à architecture similaire, on atteindrait 0,1 mS en 1995 pour une FFT alors qu'aujourd'hui on en est à 2 mS environ (un facteur 20). Pour être complet, il faudrait comparer ce résultat avec ce que l'on obtiendrait par des solutions d'architectures concurrentes (opérateur spécialisé, ASIC...).

Mais on notera que si l'on trace la courbe FFT en fonction du temps de cycle, il n'apparait pas de relation directe entre ces deux paramètres. Ceci illustre le fait que, dans les circuits intégrés du type microprocesseur, les architectures actuelles font de plus en plus appel à des techniques de traitement parallèle, si bien que le temps de cycle n'est plus aussi significatif qu'il l'était autrefois. Pour apprécier les performances de ce type de composants on utilisera plutôt les MIPS ou les Benchmarks comme la FFT.

Projection à partir d'un faisceau de caractéristiques
Cette fonctionnalité essentielle de l'invention peut être décrite par un exemple, celui du CAN 12 bits 20 MHz monolithique dont on aimerait bien connaitre aujourd'hui la date éventuelle (même approximative) de sortie sur le marché.

Le principe est le suivant. On désigne par F la fréquence d'échantillonnage, par N la résolution, et par T la technologie (Carte, Module, Composant
Hybride, Composant Monolithique). On se limitera à l'étude de l'évolution de chacune de ces caractéristiques en fonction du temps t lorsque les deux autres restent constantes, soit
N = f(t) lorsque F et T sont constants
(20 MHz monolithique)
F = f(t) lorsque N et T sont constants
(12 bits Monolithique)
T = f(t) lorsque N et F sont constants
(12 bits 20 MHz).

La figure 5 représente l'état de l'art des CAN monolithiques du marché combiné avec les présentations faites à la conférence internationale ISSCC (International Solid State Circuits Conference) en 1988. L'ensemble donne une vision de ce qui devrait être sur le marché dans les 2 à 3 ans à venir. On aperçoit clairement une discontinuité 50 entre 12 bits 1 MHz et 10 bits 20 MHz, c'est à dire là où se situe le produit dont on recherche la date probable d'apparition.

Cette discontinuité 50 sur la figure 5 s'explique par un changement de technique. A gauche (51) pour les fréquences moyennes et les hautes résolutions, on utilise des techniques du type Série dites "Approximations successives" ou, à la limite, semi-flash, bien adaptées aux nécessités de la précision (notammant grâce à l'auto-calibration CMOS), mais forcément limitées en vitesse. A droite (52), tous les CAN sont construits selon la même architecture Flash, entièrement parallèle, très gourmande en surface occupée, difficile à maîtriser sur le plan de la précision (les sources d'erreur y sont nombreuses et, entre deux conversions, le temps manque pour que le CAN se corrige).

Il ne faut donc pas s'attendre à voir ce produit apparaître sur le marché dans les 2 à 3 ans à venir, soit avant 1991.

La figure 6 est une projection vers l'an 2000 de l'évolution historique de la caractéristique clé Encombrement. Cette extrapolation désigne 1995 comme date probable pour un CAN 12 bits 20 MHz monolithique.

La figure 7 qui donne les historiques des caractéristiques clé "Résolution" et "Fréquence d'échantillonnage" montre que la cible 12 bits 20 MHz est atteinte au plus tôt en 1991 (extrapolation de la technique série ou semi-flash) et au plus tard en 1997 (extrapolation de la technique flash). Elle nécessite d'être interprétée en ce qui concerne la partie extrapolée
- la date 1991 est une date optimiste. En fait les CAN 12 bits répondent à une architecture série, ou à la limite série parallèle, donc forcément limitée en vitesse. Les spécialistes ayant conçu le 12 bits 1 MHz estiment que 10 MHz constitue une limite pour cette technique (CMOS, autocalibration, semi-flash).

- la date de 1997 semble pessimiste car obtenue à partir de l'extrapolation d'un marché qui évolue beaucoup en ce moment (voir figure 7) avec une concurrence qui devrait jouer positivement.

On obtient donc ainsi un "faisceau de présomptions" correspondant au faisceau des 3 caractéristiques qui nous conduisent à avoir une opinion sur la date la plus probable d'apparition de ce CAN 12 bits 20 MHz monolithique.

C'est vers 1994-1995 que se situe la période la plus probable d'apparition d'un CAN 12 bits 20 MHz monolithique. L'impression qui en résulte est synthétisée en figure 7.

Un 12 bits 10MHz monolithique pourrait apparaître sur le marché dans les deux à trois ans à venir (figures 3 et 5) et un composant hybride 12 bits 20
MHz semble possible au début de la prochaine décennie (figure 5). Ces informations peuvent s'avérer fort utiles étant donné le gain de temps possible (5 ans) sur le 12 bits 20MHz monolithique.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Système de traitement de données destiné à fournir des informations technologiques prospectives sur un produit ou un procédé, caractérisé en ce qu'il comprend

- des moyens (11) de saisie des valeurs historiques, de caractéristiques technologiques clés, complémentaires et essentiellement indépendantes, sélectionnées comme étant représentatives dudit produit ou procédé

- des moyens (14) de représentation graphiques desdites évolutions historiques des caractéristiques sélectionnées, lesdits moyens de représentation graphique comprenant des moyens (13) de lissage et d'extrapolation de l'évolution de chacune desdites caractéristiques.

2. Système selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une caractéristique sélectionnée est constituée par un facteur de mérite, représentatif d'un niveau technique, et défini comme une fonction de plusieurs caractéristiques technologiques complémentaires et essentiellement indépendantes.

3. Système selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le processus de sélection desdites caractéristiques technologiques clés consiste à distinguer entre des caractéristiques pertinentes et des caractéristiques annexes, et à sélectionner parmi lesdites caractéristiques pertinentes, quelques caractéristiques clés auxquelles les autres caractéristiques pertinentes peuvent être rattachées par assimilation.

4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 et 3 caractérisé en ce que au moins certaines desdites caractéristiques technologiques clés sont choisies dans le groupe comprenant la vitesse, la précision, la consommation, et la complexité.

5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 et 4, dans lequel on souhaite prévoir la date probable d'apparition d'un produit présentant au moins deux caractéristiques clés déterminées de valeur spécifique, caractérisé en ce que lesdits moyens de représentation graphique (14) assurent la superposition graphique des courbes de l'évolution desdites caractéristiques déterminées, de façon à définir graphiquement une période d'apparition probable dudit produit spécifique.

6. Système selon la revendication 5 caractérisé en ce que les courbes d'évolution sont établies à partir des valeurs prises par chaque caractéristique en fonction du temps, les autres caractéristiques étant maintenues constantes à la valeur spécifique dudit produit dont on recherche la date probable d'apparition.

7. Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de lissage et d'extrapolation comprennent des moyens d'application de différentes lois algébriques sélectionnables de façon interactive par l'utilisateur.

8. Système selon l'une quelconque des revendications 5 et 6 caractérisé en ce que lesdits moyens de représentation graphique comporte des moyens de schématisation deladite période d'apparition probable dudit produit sous la forme d'une courbe de probabilité d'apparition en fonction du temps.

9. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que une caractéristique technologique clé est constituée par le nombre de fabricants dudit produit ou dudit procédé.