Les missions du Département Électronique du pôle ingénierie sont l’étude, le développement, la production et l’intégration d’instrumentations électroniques spécifiques répondant aux besoins liés aux expériences dans lesquelles sont impliqués les différents pôles de physique et aux développements propres des plateformes du laboratoire.

Les activités de conception s’étendent de l’électronique analogique d’interface avec les détecteurs, essentiellement les préamplificateurs, aux ensembles numériques de conditionnement et d’acquisition du signal.

Le département est organisé en trois services : Développements Analogiques et Microélectronique, Systèmes Numériques et Acquisition et CAO – Prototypage – Réalisation. Ces services couvrent l’ensemble des métiers de l’électronique (électronique analogique discrète, électronique numérique, microélectronique, routage de cartes, câblage, achat électronique et électrotechnique). Le département est doté des outils de CAO CADENCE pour le design des circuits intégrés et circuits imprimés et Vivado, Quartus et Libero pour le développement des FPGA.

Développements Analogiques et Microélectronique

La mission du service est de répondre aux besoins des expériences de physique de toutes tailles dans le domaine de l’électronique frontale analogique discrète et des systèmes micro-intégrés mixtes, compatibles avec les niveaux de radiations des environnements expérimentaux. Les activités qui en résultent incluent le prototypage de cartes électroniques, dont certaines à haute densité d’intégration, la conception de circuits-intégrés spécifiques (ASICs) en technologies CMOS ou BiCMOS (350nm à 65nm), et le développement de bancs de test pour assurer la caractérisation et la qualification des réalisations de démonstrateurs et de séries. Un des atouts du service réside dans son aptitude à orienter ses développements vers des solutions en électronique soit discrète, soit intégrée, en fonction des différents besoins des expériences (nombre de voies, environnement, délais, coûts). Le service est actuellement impliqué dans les projets nationaux et internationaux GRIT, AGATA, SIRIUS, PIONEER, DAMIC, RD53, Cherenkov Lab, Lojic130, SAMPIC, ALICE upgrade, COMPTON CAM…

Systèmes Numériques et Acquisition

La mission du service est de concevoir, réaliser et intégrer des systèmes électroniques numériques ou mixtes de traitement et d’acquisition du signal, afin de répondre aux besoins des programmes des différents pôles de recherches et plateformes du laboratoire. Ces systèmes incluent des développements spécifiques de cartes électroniques de très haute densité, mais aussi de bancs de tests ou de caractérisation et des systèmes d’interconnexion plus génériques. Ils nécessitent des expertises au niveau de la définition de l’architecture matérielle (hardware), la programmation firmware de circuits intégrés type FPGAs, ou software pour les interfaces utilisateur, l’utilisation de bus de transmission de données (VME, USB, PCI express) et de protocoles de communication (Ethernet, UDP). Ces systèmes font l’objet de projets, qui s’inscrivent majoritairement dans de grandes collaborations internationales au CERN, DESY, GANIL, SLAC, FAIR, mais aussi dans le cadre de programmes de R&D spécifiques menés au sein du laboratoire. Le service travaille en étroite collaboration avec le service Développements Analogiques et Microélectronique pour l’intégration des ASICs développés au laboratoire ainsi qu’avec le service CAO-Prototypage-Réalisation pour le design des cartes et leurs réalisations.

CAO – Prototypage – Réalisation

L’activité de ce service se décline autour de trois grands axes. D’une part, le groupe CAO a pour mission l’étude des circuits imprimés et des développements connexes nécessaires à l’ensemble du département électronique en utilisant en particulier, les logiciels Cadence. Il étend ses actions à la création de faces avant et à l’implantation de micro-bonding (« chip-in-package ») et il fait la jonction avec l’intégration mécanique par l’usage de la 3D pour la modélisation et la visualisation des cartes réalisées. D’autre part, le groupe câblage-prototypage intervient dans tous les travaux de montage, câblage et prototypage nécessaires aux développements électroniques. Pour répondre aux demandes des physiciens et designers en électronique, le groupe s’appuie sur les compétences de câbleurs-prototypistes, ainsi que sur des ressources techniques spécifiques permettant le câblage de composants traditionnels et CMS. Enfin, le groupe électrotechnique intervient dans la conception, le développement et la mise au point de dispositifs électrotechniques. Il assure les tests, la recette et la mise en service de ces systèmes et leurs mises en œuvre sur les sites expérimentaux. Il intervient aussi dans la définition des interconnexions pour les grands détecteurs de physique, en réalise les études et pilote leur mise en œuvre.