As modernas aplicações em diversas áreas como multimídia e telecomunicações exigem arquiteturas que ofereçam altas taxas de processamento. Entretanto, os padrões e algoritmos mudam com incrível rapidez o que gera a necessidade de que esses sistemas digitais tenham também por característica uma grande flexibilidade. Dentro desse contexto, tem-se as arquiteturas reconfiguráveis em geral e, mais recentemente, os sistemas reconfiguráveis em um único chip como soluções adequadas que podem oferecer desempenho, sendo, ao mesmo tempo, adaptáveis a novos problemas e a classes mais amplas de algoritmos dentro de um dado escopo de aplicação. Este trabalho apresenta o estado-da-arte em relação a arquiteturas reconfiguráveis nos meios acadêmcio e industrial e descreve todas as etapas de desenvolvimento do processador de imagens reconfigurável DRIP (Dynamically Reconfigurable Image Processor), desde suas origens como um processador estático até sua última versão reconfigurável em tempo de execução. O DRIP possui um pipeline composto por 81 processadores elementares. Esses processadores constituem a chave do processo de reconfiguração e possuem a capacidade de computar um grande número de algoritmos de processamento de imagens, mais específicamente dentro do domínio da filtragem digital de imagens. Durante o projeto, foram desenvolvidos uma série de modelos em linguagem de descrição de hardware da arquitetura e também ferramentas de software para auxiliar nos processos de implementação de novos algorimos, geração automática de modelos VHDL e validação das implementações. O desenvolvimento de mecanismos com o objetivo de incluir a possibilidade de reconfiguração dinâmica, naturalmente, introduz overheads na arquitetura. Contudo, o processo de reconfiguração do DRIP-RTR é da ordem de milhões de vezes mais rápido do que na versão estaticamente reconfigurável implementada em FPGAs Altera. Finalizando este trabalho, é apresentado o projeto lógico e elétrico do processador elementar do DRIP, visando uma futura implementação do sistema diretamente como um circuito VLSI.

Orientador : Prof. Dr. Eduardo Parente Ribeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 12/05/2016 / Inclui referências : f. 61-63 / Área de concentração: Sistemas eletrônicos / Resumo: A compreensão da dinâmica intr?nseca em um sistema de controle de rede sem fios (WNCS - Wireless Networked Control System) é relevante para o desenvolvimento e análise de estratégias de controle que proporcionem o funcionamento do sistema em condições adversas, como em casos onde ocorre uma alta taxa de perda de pacotes durante a comunicação. A perda de pacotes é uma das principais deficiências presentes na transmissão de dados sem fios, as quais afetam diretamente a qualidade do sistema de controle. Desse modo um modelo de perda de pacotes preciso é muito importante para o projeto e simulação de WNCS. Neste sentido o presente trabalho analisou o comportamento de um processo, em diferentes níveis de perda de pacotes utilizando o protocolo IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) 802.15.4. Foram comparados dois modelos de perda de pacotes, a fim de verificar qual o modelo pode representar melhor esse comportamento em um WNCS. O comportamento real da transmissão foi obtido mediante comunicação entre dois n'os xbees modelo s1. Sobre as perdas reais foram ajustados dois modelos de perdas de pacotes, sendo estes os modelos de Bernoulli, modelo utilizado em softwares de simulação de WNCS/NCS, tal qual TRUETIME e o modelo de Gilbert-Elliot. As análises mostraram em que condições os modelos de perdas diferem na representação do comportamento real do WNCS. Ambos os modelos representaram bem baixas taxas de perdas, mas o modelo de Gilbert-Elliot mostrou ser uma melhor representação para taxas de perdas mais elevadas. Palavras-chave: Sistema de controle em rede, perda de pacote, modelo de Gilbert- Elliot, modelo de Bernoulli. / Abstract: The understanding of intrinsic dynamics of a wireless networked control system (WNCS) is relevant to the development and analysis of control strategies to enable the operation of the system under adverse conditions. Packet loss is one of the main deficiencies present in wireless data transmission. An accurate packet loss model is very important to WNCS design and simulation. We analyzed the behavior of a plant under different levels of packet loss using the IEEE 802.15.4 protocol. We compared two models of packet loss in order to check which model can better represent this behavior in a WNCS. The results demonstrate in which conditions the Gilbert-Elliot and Bernoulli models differ in the representation of packet loss for a WNCS. Gilbert model showed to be a better representation specially for higher loss ratios. Key words: WNCS, packet loss, Gilbert-Elliot model, Bernoulli model.

Made available in DSpace on 2015-11-13T01:05:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000476054-Texto+Completo-0.pdf: 3324667 bytes, checksum: 9b5561f04ee14590ab8784667acd8130 (MD5) Previous issue date: 2015 / Advances in CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) allowed the miniaturization of electronic components which, in turn, caused a number of benefits, such as increased density and operating frequency of integrated circuits (ICs). However, despite the benefits, the transistors size reduction generated several challenges to IC design. Among them we can mention the aging of ICs due to of Negative Bias Temperature Instability (NBTI) phenomenon. This phenomenon degrades PMOS transistors when they are exposed to high temperatures, fundamentally associated with the ICs workload. In this context, this thesis proposes a hardware-based methodology able to monitor levels of aging over the IC life time, as well as able to minimize these effects by the IC supply voltage adjustment. In other words, the proposed methodology aims to increase the robustness of ICs used in critical applications. / Avanços na tecnologia CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) permitiram a miniaturização de componentes eletrônicos o que, por sua vez, trouxe consigo uma série de benefícios, tais como o aumento na densidade e na frequência de operação de Circuitos Integrados (CIs). Entretanto, apesar dos benefícios, a redução no tamanho dos transistores gerou uma série de desafios ao projeto de CIs. Dentre eles pode-se citar o envelhecimento dos CIs devido ao fenômeno do Negative Bias Temperature Instability (NBTI). Esse fenômeno degrada os transistores do tipo PMOS quando os mesmos são submetidos à elevadas temperaturas associadas fundamentalmente à funcionalidade dos CIs. Neste contexto, este trabalho propõe uma metodologia baseada em hardware capaz de monitorar níveis de envelhecimento ao longo da vida útil do CI, bem como uma forma de minimizar esses efeitos através do ajuste da tensão de alimentação CI. Em outras palavras a metodologia proposta visa aumentar a robustez de CIs utilizados em aplicações consideradas críticas.

Made available in DSpace on 2016-02-13T01:06:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000477252-Texto+Completo-0.pdf: 21818196 bytes, checksum: fde10494b191934ae44ceafd182abe07 (MD5) Previous issue date: 2015 / One of the biggest challenges find by aviators is known as hypoxia; that is, the decrease in adequate oxygen supply to tissues and cells. Even though accidents due to hypoxia are rare, it’s possible to quote accidents like Payne Stewart, Cipriota Helios Airways, and the Glazer couple. Both FAA and ANAC demand only theoretical disciplines of aerospace medicine in pilot formation courses, however, a study revelad that 90% of airline pilots agree that there is a necessity of practical training. With the goal of enabling and enhancing this kind of training, this present project developed a system of hypoxia training in normobaric hypoxia chamber, called CHN-ERC. The development was divided in four systems called: Infraestructure (INFRA), Control System (SC), Safety System (SS) and Gaseous Mixture System (SMG). At the project’s conclusion, a camera measuring 2000x2000x2000mm was developed, weighting approximately, 63. 35Kg that could be used by two seated students or one student in either a ergonomic bike or treadmill. The structure was developed using PVC tubes covered with vinyl surface. A control system design to acquire signals from O2 and CO2 sensors was developed using the Teledyne portable oximeter, which also processed and controlled other’s systems hardware. To control gaseous mixture homogenization and exhaustion, a system to control these parameters was also developed. This was designed to release gas in cylinders of medicinal O2 at 100% and medicinal N2 at 100% to the CHN-ERC, also ensuring mixture and homogenization of these gases. To ensure both instructor and training student safety, a system named SS was developed. After the CNH-ERC conclusion, it became possible to not only improve pilot training with a low cost chamber (aprox. R$ 23. 300), but also efficient in high-end physical training improvement for athletes and HAST (hypoxia altitude simulation test) development. / Uma das maiores limitações encontrados por aviadores é conhecido como hipóxia, ou seja, a diminuição de um adequado suprimento de oxigênio aos tecidos e células. Embora acidentes por hipóxia sejam raros, podem-se citar acidentes como Payne Stewart, Cipriota Helios Airways e casal Glazer. Tanto a FAA quanto a ANAC exigem somente disciplinas teóricas de medicina aeroespacial nos cursos de formação de pilotos, porém, um estudo revelou que 90% dos pilotos de linha aérea concordam que há uma necessidade de treinamento prático. Com o objetivo de possibilitar e aperfeiçoar este tipo de treinamento, o presente projeto desenvolveu um sistema de treinamento de hipóxia em câmara de hipóxia normobárica denominado CHN-ERC.O desenvolvimento foi dividido em quatro sistemas denominados: infraestrutura (Infra), sistema de controle (SC), sistema de segurança (SS) e sistema de mistura gasosa (SMG). Ao final do projeto, foi desenvolvido uma câmara contendo as dimensões de 2. 000 X 2. 000 X 2. 000 mm, pesando aproximadamente 63 Kg e podendo ser utilizado por dois alunos sentados ou um aluno utilizando uma bicicleta ou esteira ergométrica. A infraestrutura foi desenvolvida com tubos de PVC e revestimento com lona de vinil. Foi desenvolvido um sistema de controle projetado para adquirir sinais de sensores de O2 e CO2, utilizando um oxímetro portátil Teledyne, além de processar e controlar o hardware dos demais sistemas. Para o controle, a homogeneização e a exaustão da mistura gasosa foi desenvolvido o SMG. Este foi projetado para o envio dos gases contidos nos cilindros de O2 medicinal a 100% e N2 medicinal a 100% para a CHN-ERC, além de garantir a mistura e a homogeneização desses gases. Para garantir a segurança do aluno que irá fazer o treinamento e do instrutor, foi desenvolvido o SS. Após a conclusão da CHN-ERC, tornou-se possível o aprimoramento de treinamento de pilotos com câmara de baixo custo (aproximadamente R$ 23. 300,00), além de mostrar-se eficiente para a utilização em treinamento para melhoramento no condicionamento físico de atletas de alto rendimento e desenvolvimento de HAST (Hypoxia Altitude Simulation Test).

Made available in DSpace on 2015-01-31T01:01:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000464986-Texto+Parcial-0.pdf: 769829 bytes, checksum: 49435c45502b8b8d745ac315c7c4ac12 (MD5) Previous issue date: 2015 / In the last three decades, neuroimaging studies have provided significant advances in knowledge of the human brain, especially of brain areas hitherto little explored, such as olfaction. Many factors have been reported as able to alter the olfactory threshold and, more recently, the clinical relevance related to changes in this threshold has been largely addressed, principally in relation to neurodegenerative diseases. In parallel, many industries have sought innovative tools for assessing the impact of aromas in the population. Given the lack of adequate national tools for these applications, the present research aimed to develop a robust, automated and instrumented method for olfactory stimuli in neuroimaging studies, with a man-machine interface able to control and visualize the function in a user-friendly way. The results showed that the system was instrumented in a manner compatible with the functional magnetic resonance imaging environment. Furthermore, it nebulized the aromatic sample homogeneously and presented a similar velocity and flow of the air in the three valves. Therefore, this instrument will be able to help identify the mechanisms involved in olfactory threshold change in different situations and may provide important clinical advances. Additionally, it can be an auxiliary tool in business marketing strategies. / Os estudos de neuroimagem, nas últimas três décadas, proporcionaram avanços significativos no conhecimento do cérebro humano, especialmente, de áreas cerebrais até então pouco exploradas, como, o olfato. Muitos fatores têm sido referidos como capazes de alterar o limiar olfativo, e nos últimos tempos, a relevância clínica relacionada às alterações nesse limiar tem sido bastante abordada, principalmente, em relação a doenças neurodegenerativas. Em paralelo, muitas indústrias têm buscado instrumentos inovadores para avaliar o impacto dos aromas na população. Dada a carência de ferramentas nacionais adequadas para essas aplicações, o presente trabalho desenvolveu um sistema para estímulo olfativo robusto, instrumentado e automatizado para estudos de neuroimagens, com uma interface homem-máquina capaz de controlar e visualizar o funcionamento de forma amigável. Os resultados obtidos demonstraram que o sistema desenvolvido foi instrumentado de forma compatível com o ambiente de Ressonância Magnética funcional. Além disso, nebulizou a amostra aromática de forma homogênea. Dessa forma, esse instrumento será capaz de auxiliar na identificação dos mecanismos envolvidos na alteração do limiar olfativo em diferentes situações, podendo proporcionar avanços clínicos importantes; além, de poder ser uma ferramenta auxiliar em estratégias de marketing empresarial.

Made available in DSpace on 2015-02-04T01:01:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000465042-Texto+Completo-0.pdf: 1247743 bytes, checksum: b3674abb15c6f86607716451b781b2ce (MD5) Previous issue date: 2015 / The thin bifacial solar cells are a promising opportunity to reduce costs in manufacturing solar cells. These devices take advantage of solar radiation more efficiently by using the both sides of the solar cell to produce electricity. This study aimed to analyze the type of substrate, n and p, for the manufacture of thin bifacial solar cells with silicon substrate Czochralski (Cz-Si) with a thickness of 130 μm. The wafers, provided by the company Meyer Burger, were obtained by wire cutting process. The evaluation of the influence of texture processing time on the wafer, the diffusion/firing temperature optimization of metallic pastes deposited by screen printing and finally the comparison of the electrical parameters of solar cells with those from thin bifacial manufactured devices obtained by etching were performed. From a standard process of NT-Solar texture etch, two immersion times were tested, 50 min and 60 min, and the former showed the lowest weighted average reflectance and devices with higher short circuit density. The diffusion/firing of Ag and Al metallic pastes have been optimized considering the thermal processing temperature in the range between 850 ° C and 890 ° C. It was observed that the highest average efficiency were between 860 ° C and 870 ° C. The best performance were observed in the cells fabricated with phosphorous emitter in front and boron rear side, i. e., the structure n+np+ and n+pp+, and the efficiencies in front side was 12. 8% and 13. 6%, respectively and in the rear side 10. 4 % and 9. 0 %, respectively. By comparing these results with solar cells obtained by similar processes using chemical thinned wafers, the n+np+ structure had 1 % lower efficiency and the n+pp+ one presented similar efficiency values. Regarding the type of substrate, it can be concluded that the solar cells fabricated with the n-type substrate showed higher bifaciality, but the most efficient was manufactured with p-type silicon. / As células solares bifaciais finas representam uma oportunidade promissora para reduzir os custos na fabricação de células solares ao aproveitar a radiação solar de maneira mais eficiente utilizando as duas faces do dispositivo para produzir energia elétrica. Este trabalho teve como objetivo a análise do tipo de base, n e p, para fabricação de células solares bifaciais finas com substrato de silício Czochralski (Si- Cz) com espessura da ordem de 130 μm obtidas após processo de corte a fios e fornecidas pela empresa Meyer Burguer. Foi realizada a avaliação da influência do tempo de processo de texturação, a otimização da temperatura de queima/difusão das pastas metálicas depositadas por serigrafia e, por fim, a comparação dos parâmetros elétricos das células solares com os obtidos em dispositivos bifaciais fabricados em lâminas finas obtidas por ataque químico. A partir de um processo de texturação padrão do NT-Solar dois tempos de imersão foram testados, 50 min e 60 min, sendo que o primeiro produziu a menor refletância média ponderada e os dispositivos com maior densidade de corrente de curto-circuito. A queima das pastas metálicas de Ag e Al foi otimizada considerando a temperatura do processo térmico no intervalo entre 850 °C e 890 °C. Observou-se que a maior eficiência média se encontra entre 860 °C e 870 °C. As células solares mais eficientes foram as fabricadas com a região frontal dopada com fósforo e a posterior dopada com boro, isto é, as estruturas n+np+ e n+pp+ com eficiências frontal de 12,8 % e 13,6 %, respectivamente, e eficiência posterior de 10,4 % e 9,0 %, respectivamente. Ao comparar estes resultados com células solares obtidas por processos similares e fabricadas com lâminas de outros fabricantes a estrutura n+np+ apresentou eficiência 1 % menor e a estrutura n+pp+ apresentou valores similares. Quanto ao tipo de substrato, as células solares fabricadas com o tipo n apresentaram melhor bifacialidade, mas as mais eficientes foram as fabricadas com silício tipo p.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000388874-Texto+Parcial-0.pdf: 361292 bytes, checksum: 3b1a052f934e1c542258b1e39862e2eb (MD5) Previous issue date: 2006 / This work deals with the development processing technique of signals that uses as principle the Cepstral Analysis of the voice signal for the development of a recognition system to vocal folds diseases, to be getting at to alternative for the habitually used techniques. The objective is getting a efficient and reliable voice analysis system, that it provides tool auxiliary in the diagnostic and therapeutical process, interchanging areas of the health as medicine and fonoaudiology with engineering, to improve the applicability in the attainment and manipulation of the common data of this subject to these professions. After a revision of the considered important topics, for the agreement of the signal voice analysis, an implementation in two stages is carried through: signals analysis with the Cepstral technique, and after, another stage where Cepstrais characteristics joined of each disease are identified so that if it gets of diseases recognition standards. At the first phase, the vocal folds diseases acoustic signals are separate in groups, where previously the diagnosis through endoscopic examination of 61 individuals was gotten, all adults, being diagnosised as 17 presenting vocal fold cyst, 9 with vocal fold ridge, 8 with vocal fold polyp, 5 with Reinke edema, 9 with nodules and 13 normal ones. These diseases represent most of the patient diagnostics who consult with complaints of hoarseness in the doctor's offices of the otorrinolaringologists. The method of signal processing used was the Cepstral analysis as comparison parameter between the alterations of each disease and the isolation of the signal significant characteristics for the application in the identification methods. In the stage of identification it was carried through the characteristics separation and the diseases classification in a way that was possible to be gotten a diagnosis protocol. With the technique applied in this work and the similarity of the voices signals gotten standards, it was possible to get an automatic recognition of the disease with high identification tax (89%). The project of vocal folds disease identification is, therefore, capable to discriminate, of efficient form, the disease from its characteristics presented acoustics, independently of the patient sex and small variations in the disease and the signal acquisition satisfying what it is considered in this work. / Este trabalho trata do desenvolvimento de técnica de processamento de sinais que usa como princípio a Análise Cepstral do sinal da voz para o desenvolvimento de um sistema de reconhecimento de alterações das pregas vocais, visando obter alternativas para as técnicas habitualmente usadas. O objetivo é obter um sistema de análise de voz eficiente, que proporcione ferramenta auxiliar no processo diagnóstico e terapêutico, intercambiando áreas da saúde como medicina e fonoaudiologia com a engenharia, para aprimorar a aplicabilidade na obtenção e manipulação dos dados deste tema em comum a estas profissões. Após uma revisão dos tópicos considerados importantes, para o entendimento de análise do sinal da voz, é realizada uma implementação em duas etapas: uma de análise dos sinais com a técnica Cepstral e após, outra etapa onde as características Cepstrais encontradas em cada caso são identificadas para que se obtenha padrões de reconhecimento das alterações laríngeas. Na primeira fase os sinais acústicos das alterações vocais são separados em grupos, onde previamente se obteve o diagnóstico exame endoscópico de 61 pessoas, todos adultos, sendo diagnosticados como 17 apresentando cisto de prega vocal, 9 com sulco de prega vocal, 8 com pólipo de prega vocal, 5 com edema de Reinke, 9 com nódulos e 13 normais. As alterações laríngeas em estudo representam a maior parte dos diagnósticos dos pacientes que consultam com queixas de rouquidão nos consultórios dos otorrinolaringologistas. [23] O método de processamento do sinal utilizado foi o de análise Cepstral como parâmetro de comparação entre os achados de cada alteração laríngea e o isolamento das características significativas do sinal para a aplicação nos métodos de identificação. Na etapa de identificação foram realizadas a separação das características e a classificação das alterações laríngeas de uma maneira que foi possível ser obtido um protocolo de diagnóstico. Com a técnica aplicada neste trabalho e a similaridade dos padrões obtidos dos sinais das vozes, foi possível obter um reconhecimento automático das alterações laríngeas com taxa de identificação elevada (89 %). O projeto de identificação das alterações das pregas vocais é, portanto, capaz de discriminar, de forma eficiente, as alterações laríngeas a partir das suas características acústicas apresentadas, independentemente do sexo do paciente e de pequenas variações na alteração laríngea e na obtenção do sinal satisfazendo o que é proposto neste trabalho.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:52:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000421932-Texto+Completo-0.pdf: 1968986 bytes, checksum: 3fba7f654b85286a3c4cfcc6affa04d2 (MD5) Previous issue date: 2010 / New applications of multiphase induction machines have shown that is possible to improve the overall performance with respect to standard three phase machines as, for instance, power consumption, torque generation and fault tolerance. Nowadays, the application of multiphase machine in high performance systems is economically viable due to the widespread use of DCAC power inverters for driving induction machines. The direct field oriented control is one of the most applied control techniques for induction machines, since the overall system has a dynamic response similar to DC machines. However, this control technique needs the rotor flux information to decouple the flux and torque feedback loops. This master’s thesis proposes a method for designing a robust nonlinear flux observer for five phase machines employing decoupled models for the first and the third harmonics, recently developed for five phase machines, admitting rotor resistance variation and torque load disturbances. The observer design is performed by means of a convex optimization problem in terms of linear matrix inequality (LMI) constraints. The proposed observer is evaluated by means of several simulation experiments. / Novos estudos sobre os motores de indução multifásicos demonstram que é possível obter um melhor desempenho em relação aos motores trifásicos, como, por exemplo, em relação a potência, ao torque e tolerância a falhas. Com a larga utilização de inversores CC-CA no acionamento de máquinas de indução, a utilização de máquinas multifásicas em aplicações que necessitem elevado desempenho tornou-se viável economicamente. O controle por orientação direta do campo é uma das técnicas de controle que propiciam uma boa resposta em máquinas de indução com resposta dinâmica comparável a das máquinas CC. Nesta técnica de controle é necessário medir ou estimar o fluxo do rotor para desacoplar as malhas de fluxo e torque. Esta dissertação de mestrado apresenta o projeto de um observador robusto não-linear para estimar o fluxo do rotor em máquinas de indução pentafásicas empregando o modelo desacoplado do primeiro e terceiro harmônicos, recentemente desenvolvido para máquinas pentafásicas, admitindo variações no valor da resistência do rotor e distúrbios de carga. A sintonia dos parâmetros do observador é feita através de um problema de otimização convexa sujeito a restrições em termos de desigualdades matriciais lineares (LMIs). O observador proposto é avaliado mediante vários ensaios por simulação.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:52:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000400603-Texto+Completo-0.pdf: 1521869 bytes, checksum: 8acad5565ce27fe06a6b27467ed5eb78 (MD5) Previous issue date: 2008 / With the broadcast TV digitalization in Brazil, the degradation effects in the digital signals caused by the multipath phenomena can be noticed by the user and this phenomenon has such a severity which is typical in an urban high concentration scenario in tropical zones. The multipath effect is one of the most limiting factors of wireless digital transmission systems performance, especially for systems which operate with high data rate. These effects are minimized in the digital receiver through a channel deconvolution process. Usually, multicarrier systems use frequency-domain deconvolution (e. g. channel estimation and compensation) and single carrier systems use time-domain deconvolution (e. g. adaptive equalization). Not rarely occurs a wireless system scenario which is so intensely adverse – like the one who occurs into big urban Brazilian centers – that neither the time-domain nor frequency-domain channel deconvolution process are sufficiently enough so that it can be obtained a low bit error rate in the digital receiver. In DTV case, generally this implies in an erratic and/or intermittent sound and image reception. In function of this insufficiency of the time-domain and frequency-domain deconvolution processes for adverse operation scenarios, is being proposed in other recent works that the channel deconvolution process be extended to the space-domain through the use of smart antennas. A smart antenna is capable of improving the received signal quality, contributing with the channel equalizer/compensator channel, because it minimizes the many interfering signals which comes from different directions to the receiver (e. g. minimizes the multipath effect) generated by the reflection points in the channel transmission. Briefly, a smart antenna identifies, selects and acts among the many received signals from different spatial directions with the objective of attenuate the interfering signals in relation to the main signal. In this context, the present dissertation proposes a reactance-controlled smart antenna for DTV signal reception, named ISRAEL (Intelligent Steerable Reactive Array plus Electric Loop). Differently of other reactance-controlled smart antennas operation mode, which are sensible to the vertical component of the electric field, the antenna proposed in this work is sensitive to the horizontal component of the electric field, and is also capable of eliminate the interfering signal by generating a null in its radiation field, and this null is steerable along a 360º contour line. This is a significant differential of the introduced proposal, as the Brazilian transmitted signal is horizontally polarized. / Com a digitalização do broadcasting de TV aberta no Brasil, os efeitos de degradação do sinal digital por ação do fenômeno denominado multipercurso começam a ser observados pelo usuário, fenômeno cuja severidade é típica do cenário de operação de altas concentrações urbanas em zonas tropicais. O efeito do multipercurso é um dos fatores mais limitantes da performance de sistemas de transmissão digital wireless, em especial para sistemas que operam sob alta taxa de transmissão. Os efeitos do multipercurso são minimizados no receptor digital através de um processo de desconvolução do canal. Em geral, sistemas multiportadora utilizam desconvolução no domínio freqüência (i. e., estimação e compensação de canal) e sistemas de portadora única utilizam desconvolução no domínio tempo (i. e., equalização adaptativa). Ocorre, não raro, o cenário de operação de um sistema wireless ser tão intensamente adverso – como aquele que ocorre nos grandes centros urbanos brasileiros – que a desconvolução de canal no tempo ou freqüência são insuficientes para que se obtenha uma taxa de erro de bits suficientemente baixa no receptor digital. No caso de um sistema para TV digital, em geral isto implica em recepção de som e imagem erráticos e/ou intermitentes. Em função desta insuficiência dos processos de desconvolução de canal no domínio tempo ou domínio freqüência para cenários de operação adversos, têm sido proposto em diversos trabalhos recentes que o processo de desconvolução de canal seja estendido para o domínio espacial através do uso de antenas inteligentes (smart antennas). Uma antena inteligente é capaz de melhorar a qualidade do sinal recebido, contribuindo com o equalizador/compensador de canal, porque minimiza o efeito dos inúmeros sinais interferentes que incidem de diversas direções no receptor (i. e., minimiza o efeito do multipercurso) gerados em conseqüência de pontos de reflexão no canal de transmissão. Resumidamente, uma antena inteligente identifica, seleciona e atua direcionalmente entre os diversos sinais recebidos de diversas direções espaciais visando atenuar os sinais interferentes em relação ao sinal desejado. Neste contexto, o presente trabalho propõe uma antena inteligente controlada por reatância para recepção de sinais de TV digital, denominada ISRAEL (Intelligent Steerable Reactive Array plus Electric Loop). Diferentemente do modo de operação das antenas inteligentes usuais controladas por reatância, que são sensíveis à componente vertical do campo elétrico, a antena proposta neste trabalho é sensível à componente horizontal do campo elétrico e é capaz de eliminar um sinal interferente através de um nulo em seu diagrama de irradiação, nulo que é posicionável ao longo de um contorno de 360°. Este é um diferencial significativo da proposta aqui apresentada, na medida em que o sinal digital transmitido em território nacional é polarizado horizontalmente.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000412872-Texto+Completo-0.pdf: 5822459 bytes, checksum: 92433e5505b06d2b251a2d0c943d8652 (MD5) Previous issue date: 2009 / Nowadays, the major part of electronic devices uses synchronous circuits controlled by a global clock signal. This signal establishes the exact moment the data should be captured by the registers synchronizing the system's operations. Meanwhile, this type of circuits can cause a series of problems as for example, very high noise sensibility and electromagnetic emission degree that can a ect peripheral circuits. In this context, asynchronous circuits have been proposed as an interesting alternative able to provide circuits intrinsically more robust to noise. Though, asynchronous circuits are not used in large scale, due to their high design's complexity and furthermore to the lack of CAD tools able to deal with all design's steps and involves changing most of the designers' mentality. The proposed work aims at comparing the reliability of synchronous and asynchronous systems generated according to the desynchronization approach proposed in 2004. This technique represents a simple solution able to develop asynchronous circuits based on the synchronous circuit's design ow. It is important to note that the proposed approach can be implemented using commercial CAD tools. Finally, in order to evaluate the technique proposed in this work, various fault injection campaigns have been performed applying irradiated and conduced electromagnetic interference (EMI) according to IEC 62. 132-2 and IEC 61. 004-29 norms, respectively. Indeed, a test platform has been developed by the SiSC Laboratory of the Catholic University of Rio Grande do Sul. This platform is composed of a 6-layers SMD board containing several FPGAs and control logic, two di erent versions of the DLX microprocessor mapped on a FPGA and an application software loaded into the BRAM memory. The analysis of the obtained results demonstrates that the proposed technique is able to e ciently generate asynchronous circuits that are certainly more robust and reliable when exposed to EMI than the synchronous ones. / Atualmente, grande parte dos equipamentos eletrônicos utilizam circuitos síncronos que são controlados por um sinal de relógio (clock ) global. Este sinal estabelece o exato momento em que os registradores devem capturar os dados e assim, sincroniza as operações do sistema. Contudo, este tipo de circuito pode apresentar uma série de problemas como, por exemplo, grande sensibilidade ao ruído, além de apresentar altos índices de emissão eletromagnética e por conseguinte, afetar outros circuitos vizinhos com este tipo de ruído. Neste contexto, os circuitos assíncronos surgem como uma alternativa extremamente viável e interessante no que diz respeito ao projeto de sistemas intrinsicamente mais robustos ao ruído. Entretanto, o uso de circuitos assíncronos em larga escala é nitidamente limitado pela maior complexidade de projeto e principalmente pela inexistência de ferramentas CAD capazes de darem suporte a todas as fases de desenvolvimento dos mesmos e a necessidade de mudança de paradigmas por parte dos projetistas. Assim, o presente trabalho tem como principal objetivo comparar sistemas síncronos com assíncronos gerados a partir de uma dada técnica de dessincronização de forma a estabelecer a robustez associada a cada um dos circuitos. Esta técnica de dessincronização, desenvolvida em 2004 representa uma grande referência na área de projeto de circuitos assíncronos. Ela é baseada no uxo de projeto de circuitos síncronos e representa uma solução bastante simples, capaz de gerar circuitos assíncronos a partir de descrições síncronas. Além disso, esta técnica pode ser implementada através do uso de ferramentas de CAD convencionais já existentes no mercado. Finalmente, para validar a técnica de dessincronização acima mencionada, foram realizados vários experimentos de injeção de falhas através do uso de interferência eletromagn ética (EMI) irradiada e conduzida de acordo com as normas IEC 62. 132-2 e IEC 61. 004-29. A plataforma de ensaios utilizada foi projetada e desenvolvida pela equipe do Laboratório SiSC (Sistemas, Sinais e Computação) da PUCRS. Sobre esta plataforma, uma placa SMD com seis camadas contendo vários FPGAs e lógica de controle, duas versões distintas do processador (softcore) DLX foram mapeadas em FPGA e o programa aplicativo carregado em memória BRAM. A análise dos resultados obtidos durante os experimentos de injeção de falhas indica que a técnica proposta é capaz de gerar e cientemente circuitos assíncronos e que estes, quando expostos a EMI, são sem dúvida mais robustos do que os circuitos síncronos.