Esta dissertação explora os desafios agravados pela miniaturização da tecnologia na fabricação e projeto de circuitos integrados digitais. Os efeitos físicos do regime nanométrico reduzem o rendimento da produção e encurtam a vida útil dos dispositivos, restringindo a utilidade dos padrões de projeto convencionais e ameaçando a evolução da tecnologia CMOS como um todo. Nesta dissertação é exposta uma consistente revisão bibliográfica dos principais efeitos físicos parasitas presentes no regime nanométrico. Como o NBTI tem recebido destaque na literatura relacionada à confiabilidade de circuitos, este efeito de envelhecimento recebe destaque também neste texto, sendo explorado mais detalhadamente. Diversas técnicas de avaliação de redução do NBTI são demonstradas, sendo apresentados, em cada um destes tópicos, trabalhos desenvolvidos no âmbito desta dissertação e seus resultados. O circuito proposto como técnica de avaliação de NBTI permite uso de simulações elétricas para análise de degradação de circuitos. A análise da influência do rearranjo da estrutura de transistores para reduzir a degradação quanto ao NBTI apresenta bons resultados e não impede o uso de outras técnicas combinadas. / This thesis explores the challenges worsened by the technology miniaturization in fabrication and design of digital integrated circuits. The physical effects of nanometric regime reduce the production yield and shorten the devices lifetime, restricting the usefulness of standard design flows and threatening the evolution of CMOS technologies. This thesis exposes a consistent bibliographic review about the main aggressive physical effects of nanometric regime. NBTI has received special attention in reliability literature, so this text follows the same strategy, deeply exploring this aging effect. A broad set of NBTI evaluation and mitigation techniques are explained, including developed works in each one of these categories. The proposed circuit as NBTI evaluation technique allows the use of electrical simulation for circuit degradation analysis. The analysis of the transistors arrangement restructuring as a technique for NBTI degradation reduction shows satisfactory results, while does not restrict the use of other combined techniques.

Este trabalho propõe-se a estudar de que modo o projeto de e-books voltados a crianças em fase de alfabetização pode ser aprimorado, de modo a tirar melhor proveito dos recursos tecnológicos e, assim, melhorar a experiência de leitura infantil nesse contexto de ensino-aprendizagem. Para isso, expõe-se, inicialmente, um panorama geral sobre a popularização dos e-books e sobre a leitura em suporte digital. Realiza-se, então, uma pesquisa bibliográfica dividida em três partes principais: a primeira busca identificar características do público-alvo, suas capacidades e limitações no que diz respeito à leitura; a segunda trata do objeto e-book de maneira geral, envolvendo aspectos técnicos e de uso desse objeto digital; a terceira aborda o livro digital infantil, sob o enfoque do projeto gráfico-visual. Posteriormente, é realizada uma análise de similares, em que dez publicações digitais voltadas ao público infantil são observadas e analisadas. A partir dos dados obtidos até então, propõem-se algumas diretrizes preliminares de projeto, que são avaliadas por especialistas. A pesquisa define, por fim, diretrizes de projeto de e-books infantis, que permitam ao designer explorar de forma adequada os recursos tecnológicos, aprimorando a qualidade técnica dos livros digitais em contexto de alfabetização infantil. / This work studies how the project of ebooks aimed at children learning to read can be improved in order to take better advantage of technological resources and thus improve children's reading experience in this educational context. In order to do that, it begins with an overview of the ebook revolution. Afterward, a literature research, divided in three areas, is presented: the first aims to understand the target audience, their abilities and limitations with regard to reading; the second approaches the ebook, involving technical aspects and regarding the use of this digital object; the third addresses children’s ebooks under the focus of graphic design. Subsequently, an analysis on children’s books available in the market is performed on ten digital publications focused at children, which are observed and analyzed. From the data obtained so far, this work proposes some preliminary guidelines, which are evaluated by experts. The research proposes, finally, design guidelines for children's ebooks, enabling the designer to explore adequately the technological resources, and improving the technical quality of digital books in an educational context.

O argumento desta tese é delineado no bastidor da noção de 'programa‘. O termo 'programa‘ inclui, em seu significado, software (programa computacional) e programa de arquitetura. É tramado pelas diferentes instâncias da natureza projetual, em que interagem programa e projeto. Equaciona o fenômeno digital a partir das diferentes naturezas que o conceito de 'programa‘, como software e programa de arquitetura, pode assumir. Analisa a interação entre projetista, ‗programa‘, imagem e informação no projeto digital. Propõe a experimentação como forma de transcender as limitações impostas pelas regras programadas nos 'programas‘. / The thesis argument is delineated in the embroidery frame of the notion of 'program‘. The term 'program‘, includes in its meaning computational program and program of architecture. It is conspired by the different instances of design nature where 'program' and design interact. It equates the digital phenomenon from the different natures that can assume the concept of 'program' as software and as architecture program. It analyzes the interaction among designer, 'program', image and information in the digital design. It considers the experimentation as a way to exceed the limitations imposed by the programmed rules of the 'programs‘.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-12-19Bitstream added on 2014-06-13T19:26:41Z : No. of bitstreams: 1 santos_mc_me_bauru.pdf: 3239205 bytes, checksum: 1955bfda018fbb0798bb705d54a6a319 (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / A televisão, como indústria audiovisual, passa nesta era de convergência digital por um processo de hibridização através das novas tecnologias da informação e comunicação. Essa convergência de dispositivos e linguagens transmidiáticos vem agregar a este meio de comunicação o recurso da interatividade, constituindo uma interface de mediação entre o meio e a audiência interagente. O processo criativo de concepção e desenvolvimento de um modelo de aplicação interativa para Televisão Digital sobre a plataforma do middleware Ginga, do SBTVD, caracteriza-se como um projeto de investigação centrado na inovação tecnológica educacional em mídia audiovisual e na consequente transformação social, produzindo um modelo de Ambiente Virtual de Aprendizagem para Educação a Distância inserido no contexto de convergência de linguagens e mídias da contemporaneidade. Empregando na pesquisa um quadro teórico-metodológico interdisciplinar, tem como objetivo gerar um modelo conceitual de aplicação interativa destinado a servir de plataforma para a criação de conteúdos instrucionais focados em EaD através da mídia TV Digital / Television, as an audiovisual industry, is passing, in this era of digital convergence, by a hybridization process due to new information and communication technologies. This convergence of transmedia devices and languages has come to add to this medium the property of interactive communication, providing an interface through mediation between the audience and the mass media. The creative process of designing and developing a model for interactive Digital Television appliction, on the platform of middleware Ginga and SBTVD, has been characterized as a research project focused on educational innovation in the audiovisual media and the consequent social transformation, producing a model of the Virtual Learning Environment for Distance Education within the context of convergence of languages and media in these contemporary times. Employing in this research an interdisciplinary theoretical and methodological framework, the project aims to generate a conceptual model of interactive application designed to serve as a platform for creating instructional content focused on distance education through the medium knowed as Digital TV

Este trabalho propõe-se a estudar de que modo o projeto de e-books voltados a crianças em fase de alfabetização pode ser aprimorado, de modo a tirar melhor proveito dos recursos tecnológicos e, assim, melhorar a experiência de leitura infantil nesse contexto de ensino-aprendizagem. Para isso, expõe-se, inicialmente, um panorama geral sobre a popularização dos e-books e sobre a leitura em suporte digital. Realiza-se, então, uma pesquisa bibliográfica dividida em três partes principais: a primeira busca identificar características do público-alvo, suas capacidades e limitações no que diz respeito à leitura; a segunda trata do objeto e-book de maneira geral, envolvendo aspectos técnicos e de uso desse objeto digital; a terceira aborda o livro digital infantil, sob o enfoque do projeto gráfico-visual. Posteriormente, é realizada uma análise de similares, em que dez publicações digitais voltadas ao público infantil são observadas e analisadas. A partir dos dados obtidos até então, propõem-se algumas diretrizes preliminares de projeto, que são avaliadas por especialistas. A pesquisa define, por fim, diretrizes de projeto de e-books infantis, que permitam ao designer explorar de forma adequada os recursos tecnológicos, aprimorando a qualidade técnica dos livros digitais em contexto de alfabetização infantil. / This work studies how the project of ebooks aimed at children learning to read can be improved in order to take better advantage of technological resources and thus improve children's reading experience in this educational context. In order to do that, it begins with an overview of the ebook revolution. Afterward, a literature research, divided in three areas, is presented: the first aims to understand the target audience, their abilities and limitations with regard to reading; the second approaches the ebook, involving technical aspects and regarding the use of this digital object; the third addresses children’s ebooks under the focus of graphic design. Subsequently, an analysis on children’s books available in the market is performed on ten digital publications focused at children, which are observed and analyzed. From the data obtained so far, this work proposes some preliminary guidelines, which are evaluated by experts. The research proposes, finally, design guidelines for children's ebooks, enabling the designer to explore adequately the technological resources, and improving the technical quality of digital books in an educational context.

A crescente demanda por alto desempenho computacional e massivo processamento de dados tem impulsionado o desenvolvimento de sistemas-on-chip. Um dos alvos de implementação para sistemas digitais complexos são os dispositivos FPGA (Field-programmable Gate Array), muito utilizados para prototipação de sistemas e rápido desenvolvimento de produtos eletrônicos complexos. Certos aspectos ineficientes relacionados aos dispositivos FPGA estão relacionadas com degradação no desempenho e na potência consumida em relação ao projeto de hardware customizado. Neste contexto, esta dissertação de mestrado propõe um estudo sobre técnicas de otimização em FPGAs. Este trabalho apresenta uma revisão da literatura sobre os métodos de redução de potência e área aplicados ao projeto de FPGA. Técnicas para aumento de desempenho e aceleração do tempo de desenvolvimento de projetos são apresentadas com base em referencias clássicas e do estado-da-arte. O principal foco deste trabalho é discutir sobre as técnicas de alto nível e apresentar os resultados obtidos nesta área, comparando com os projetos HDL (Hardware Description Language) codificados a mão. Neste trabalho, é apresentado uma metodologia para o desenvolvimento rápido projetos digitais utilizando ambientes HLS (High-Level Synthesis. Estes métodos incluem eficiente particionamento de código de alto nível, para a correta exploração de diretivas de síntese em ferramentas HLS. Porém, o fluxo HLS não guiado apresentou pobres resultados de síntese quando comparado com modelos HDL codificado a mão. Para preencher essa lacuna, foi desenvolvido um método iterativo para exploração de espaço de projeto com o objetivo de melhorar os resultados de área. Nosso método é descrito em uma linguagem de script de alto nível e é compatível com o VivadoTM HLS Compiler. O método proposto é capaz de detectar pontos chave para otimização, inserção automatica de diretivas síntese e verificação dos resultados com objetivo de reduzir o consumo de área. Os resultados experimentais utlizando o método de DSE (Design Space Exploration) provaram ser mais eficazes que o fluxo HLS não guiado, em ao menos 50% para um processador VLIW e em 43% para um filtro FIR (Finite Impulse Response de 12a ordem. Os resultados em área, em termos de flip-flops, foram até 4X menores em comparação com o fluxo HLS não guiado, enquanto redução no desempenho ficou em cerca de 38%, no caso do processador VLIW. No exemplo do filtro FIR, a redução no número flip-flops chegou a 3X, sem relevante aumento no número de LUTs e redução no desempenho. / The increasing demand for high computational performance and massive data processing has driven the development of systems-on-chip. One implementation target for complex digital systems are FPGA (Field-programmable Gate Array) devices, heavily used for prototyping systems or complex and fast time-to-market electronic products development. Certain inefficient aspects of FPGA devices relate to performance and power degradation with respect to custom hardware design. In this context, this master thesis proposes a survey on FPGA optimization techniques. This work presents a literature review on methods of power and area reduction applied to FPGA designs. Techniques for performance increasing and design speedup enhancing will be presented based on classic and state-of-the-art academic works. The main focus of this work is to discuss high-level design techniques and to present the results obtained in synthesis examples we developed, comparing with hand-coded HDL (Hardware Description Language) designs. In this work we present our methodology for fast digital design development using High-Level Synthesis (HLS) environments. Our methods include efficient high-level code partitioning for proper synthesis directives exploration in HLS tools. However, a non-guided HLS flow showed poor synthesis results when compared to hand-coded HDL designs. To fill this gap, we developed an iterative design space exploration method aiming at improving the area results. Our method is described in a high-level script language and it is compatible with the Xilinx VivadoTM HLS compiler. Our method is capable of detecting optimization checkpoints, automatic synthesis directives insertion, and check the results aiming at reducing area consumption. Our Design Space Exploration (DSE) experimental results proved to be more efficient than non-guided HLS design flow by at least 50% for a VLIW (Very Long Instruction Word) processor and 62% for a 12th-order FIR (Finite Impulse Response) filter implementation. Our area results in terms of flip-flops were up to 4X lower compared to a non-guided HLS flow, while the performance overhead was around 38%, for the VLIW processor compilation. In the FIR filter example, the flip-flops reduction were up to 3X, with no relevant LUTs and performance overhead.

O presente trabalho de pesquisa disserta sobre como a aplicação de filosofia e princípios ágeis podem contribuir para a melhoria de resultados de produção de modelos tridimensionais para jogos digitais. Na área da informática, os métodos ágeis são amplamente utilizados para gerir projetos e equipes de desenvolvimento. Tais métodos são guiados pelo manifesto ágil, elaborado pelos principais profissionais do setor como forma de estabelecer um padrão. O manifesto ágil versa que indivíduos e interações são mais importantes que processos e ferramentas. Software em funcionamento é mais importante que documentação abrangente, bem como colaboração com o cliente é mais importante que negociação de contratos. Responder a mudanças é mais importante que seguir um plano. Pelo manifesto vê-se claramente uma tendência à valorização da pessoa frente ao processo, projeto ou produto, pois ela é o meio de realização destes. O manifesto ágil tem sua origem e fonte inspiradora na filosofia e princípios ágeis de Lean, utilizados pela Toyota em seu sistema de produção. Estima-se que para o desenvolvimento de boas práticas ágeis específicas para a produção de modelos tridimensionais para jogos seja uma oportunidade de melhor atuar na indústria, uma vez que com elas pode-se arranjar um padrão de desenvolvimento. Para se conseguir elencar tais práticas, busca-se isto na fundamentação teórica sobre jogos digitais, design e métodos ágeis. É apresentado um experimento prático, onde se faz um cruzamento dos dados coletados com um conjunto de melhores práticas ágeis adotadas para o desenvolvimento de modelos tridimensionais para ambiente de jogos digitais. Como resultados aponta-se que as práticas ágeis contribuem para o desenvolvimento de modelos desde que seu entendimento seja em todos os níveis organizacionais. Infere-se que o entendimento da filosofia Lean aplicada área de jogos digitais favorece o entendimento de quais práticas ágeis elencadas pode-se utilizar de fato. / This research presents how the application of agile principles and philosophy can contribute to the improvement of three-dimensional models production for digital games. In software development, agile methods are widely used to manage projects and development teams. Such methods are led by the agile manifesto, prepared by leading industry professionals as a way to establish a pattern. The agile manifesto talk about people and interactions are more important than processes and tools. Software running is more important than comprehensive documentation and collaboration with the customer is more important than negotiating contracts. Responding to change is more important than following a plan. The manifesto sees clearly a trend towards appreciation of the person facing the process, project or product as it is the means of achieving these. The Agile Manifesto has its origin and source of inspiration in philosophy and agile principles of Lean, used by Toyota in its production system. It is estimated that for the development of specific agile good practice for the production of three-dimensional models for games provide an opportunity to work best in the industry, since with them we can find a pattern development. To get to list such practices, is sought in theoretical foundations of digital games, design and agile methods. A practical experiment, where it is an intersection of the data collected with an agile set of best practices for the development of three-dimensional models for environment digital games is displayed. As result, it is pointed out that agile practices contribute to the development of models since their understanding all the organizational levels. It infers that the understanding of the Lean philosophy applied area of digital games favor the understanding of which listed agile practices can be used in fact.

Esta dissertação explora os desafios agravados pela miniaturização da tecnologia na fabricação e projeto de circuitos integrados digitais. Os efeitos físicos do regime nanométrico reduzem o rendimento da produção e encurtam a vida útil dos dispositivos, restringindo a utilidade dos padrões de projeto convencionais e ameaçando a evolução da tecnologia CMOS como um todo. Nesta dissertação é exposta uma consistente revisão bibliográfica dos principais efeitos físicos parasitas presentes no regime nanométrico. Como o NBTI tem recebido destaque na literatura relacionada à confiabilidade de circuitos, este efeito de envelhecimento recebe destaque também neste texto, sendo explorado mais detalhadamente. Diversas técnicas de avaliação de redução do NBTI são demonstradas, sendo apresentados, em cada um destes tópicos, trabalhos desenvolvidos no âmbito desta dissertação e seus resultados. O circuito proposto como técnica de avaliação de NBTI permite uso de simulações elétricas para análise de degradação de circuitos. A análise da influência do rearranjo da estrutura de transistores para reduzir a degradação quanto ao NBTI apresenta bons resultados e não impede o uso de outras técnicas combinadas. / This thesis explores the challenges worsened by the technology miniaturization in fabrication and design of digital integrated circuits. The physical effects of nanometric regime reduce the production yield and shorten the devices lifetime, restricting the usefulness of standard design flows and threatening the evolution of CMOS technologies. This thesis exposes a consistent bibliographic review about the main aggressive physical effects of nanometric regime. NBTI has received special attention in reliability literature, so this text follows the same strategy, deeply exploring this aging effect. A broad set of NBTI evaluation and mitigation techniques are explained, including developed works in each one of these categories. The proposed circuit as NBTI evaluation technique allows the use of electrical simulation for circuit degradation analysis. The analysis of the transistors arrangement restructuring as a technique for NBTI degradation reduction shows satisfactory results, while does not restrict the use of other combined techniques.

O argumento desta tese é delineado no bastidor da noção de 'programa‘. O termo 'programa‘ inclui, em seu significado, software (programa computacional) e programa de arquitetura. É tramado pelas diferentes instâncias da natureza projetual, em que interagem programa e projeto. Equaciona o fenômeno digital a partir das diferentes naturezas que o conceito de 'programa‘, como software e programa de arquitetura, pode assumir. Analisa a interação entre projetista, ‗programa‘, imagem e informação no projeto digital. Propõe a experimentação como forma de transcender as limitações impostas pelas regras programadas nos 'programas‘. / The thesis argument is delineated in the embroidery frame of the notion of 'program‘. The term 'program‘, includes in its meaning computational program and program of architecture. It is conspired by the different instances of design nature where 'program' and design interact. It equates the digital phenomenon from the different natures that can assume the concept of 'program' as software and as architecture program. It analyzes the interaction among designer, 'program', image and information in the digital design. It considers the experimentation as a way to exceed the limitations imposed by the programmed rules of the 'programs‘.

A crescente demanda por alto desempenho computacional e massivo processamento de dados tem impulsionado o desenvolvimento de sistemas-on-chip. Um dos alvos de implementação para sistemas digitais complexos são os dispositivos FPGA (Field-programmable Gate Array), muito utilizados para prototipação de sistemas e rápido desenvolvimento de produtos eletrônicos complexos. Certos aspectos ineficientes relacionados aos dispositivos FPGA estão relacionadas com degradação no desempenho e na potência consumida em relação ao projeto de hardware customizado. Neste contexto, esta dissertação de mestrado propõe um estudo sobre técnicas de otimização em FPGAs. Este trabalho apresenta uma revisão da literatura sobre os métodos de redução de potência e área aplicados ao projeto de FPGA. Técnicas para aumento de desempenho e aceleração do tempo de desenvolvimento de projetos são apresentadas com base em referencias clássicas e do estado-da-arte. O principal foco deste trabalho é discutir sobre as técnicas de alto nível e apresentar os resultados obtidos nesta área, comparando com os projetos HDL (Hardware Description Language) codificados a mão. Neste trabalho, é apresentado uma metodologia para o desenvolvimento rápido projetos digitais utilizando ambientes HLS (High-Level Synthesis. Estes métodos incluem eficiente particionamento de código de alto nível, para a correta exploração de diretivas de síntese em ferramentas HLS. Porém, o fluxo HLS não guiado apresentou pobres resultados de síntese quando comparado com modelos HDL codificado a mão. Para preencher essa lacuna, foi desenvolvido um método iterativo para exploração de espaço de projeto com o objetivo de melhorar os resultados de área. Nosso método é descrito em uma linguagem de script de alto nível e é compatível com o VivadoTM HLS Compiler. O método proposto é capaz de detectar pontos chave para otimização, inserção automatica de diretivas síntese e verificação dos resultados com objetivo de reduzir o consumo de área. Os resultados experimentais utlizando o método de DSE (Design Space Exploration) provaram ser mais eficazes que o fluxo HLS não guiado, em ao menos 50% para um processador VLIW e em 43% para um filtro FIR (Finite Impulse Response de 12a ordem. Os resultados em área, em termos de flip-flops, foram até 4X menores em comparação com o fluxo HLS não guiado, enquanto redução no desempenho ficou em cerca de 38%, no caso do processador VLIW. No exemplo do filtro FIR, a redução no número flip-flops chegou a 3X, sem relevante aumento no número de LUTs e redução no desempenho. / The increasing demand for high computational performance and massive data processing has driven the development of systems-on-chip. One implementation target for complex digital systems are FPGA (Field-programmable Gate Array) devices, heavily used for prototyping systems or complex and fast time-to-market electronic products development. Certain inefficient aspects of FPGA devices relate to performance and power degradation with respect to custom hardware design. In this context, this master thesis proposes a survey on FPGA optimization techniques. This work presents a literature review on methods of power and area reduction applied to FPGA designs. Techniques for performance increasing and design speedup enhancing will be presented based on classic and state-of-the-art academic works. The main focus of this work is to discuss high-level design techniques and to present the results obtained in synthesis examples we developed, comparing with hand-coded HDL (Hardware Description Language) designs. In this work we present our methodology for fast digital design development using High-Level Synthesis (HLS) environments. Our methods include efficient high-level code partitioning for proper synthesis directives exploration in HLS tools. However, a non-guided HLS flow showed poor synthesis results when compared to hand-coded HDL designs. To fill this gap, we developed an iterative design space exploration method aiming at improving the area results. Our method is described in a high-level script language and it is compatible with the Xilinx VivadoTM HLS compiler. Our method is capable of detecting optimization checkpoints, automatic synthesis directives insertion, and check the results aiming at reducing area consumption. Our Design Space Exploration (DSE) experimental results proved to be more efficient than non-guided HLS design flow by at least 50% for a VLIW (Very Long Instruction Word) processor and 62% for a 12th-order FIR (Finite Impulse Response) filter implementation. Our area results in terms of flip-flops were up to 4X lower compared to a non-guided HLS flow, while the performance overhead was around 38%, for the VLIW processor compilation. In the FIR filter example, the flip-flops reduction were up to 3X, with no relevant LUTs and performance overhead.