Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2017-09-13T17:59:11Z No. of bitstreams: 1 Utilizacao de Aritmetica Bit-serial para Reducao de Consumo de Energia-Roberto Medeiros de Faria.pdf: 1661698 bytes, checksum: c7ef8816ca92eeeed7c8d271bc93933a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-13T17:59:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Utilizacao de Aritmetica Bit-serial para Reducao de Consumo de Energia-Roberto Medeiros de Faria.pdf: 1661698 bytes, checksum: c7ef8816ca92eeeed7c8d271bc93933a (MD5) Previous issue date: 2014-12 / Hoje, uma das maiores preocupações, senão a maior, da indústria de semicondutores é o desenvolvimento de chips com baixo consumo de energia. Existem vários fenômenos físicos causadores de consumo de energia em circuitos CMOS e várias técnicas que reduzem o consumo de energia de um chip. O objetivo principal desta pesquisa de mestrado foi investigar o quanto o consumo de energia estática em circuitos CMOS pode ser reduzido por meio do emprego de aritmética bit-serial em substituição à aritmética bit-paralela. A pesquisa está focada em circuitos construídos a partir de standard cells (células padrão), com aplicação em processamento de sinais, e para os quais o principal requisito não é o alto desempenho computacional, mas o baixo consumo de energia. A metodologia foi aplicada em um estudo de caso, utilizando-se para isto, simulações com o IP core SPVR. O SPVR é um verificador de identidade vocal implementado em um circuito dedicado capaz de ter desempenho suficiente para funcionar em tempo real, mesmo empregando um sinal de clock lento. Foi constatado na pesquisa, que o uso de aritmética bit-serial, em termos de diminuição de consumo estático, é vantajoso para somadores e circuitos de pequena complexidade. Porém, para sistemas de maior complexidade, esta substituição só é vantajosa em situações específicas de grande número de operações aritméticas e baixo uso de armazenamento em registradores paralelos. No caso inverso, as vantagens se perdem, porque embora haja diminuição de consumo estático, há um crescimento muito grande de consumo dinâmico. / Today, one of the biggest concerns, if not the largest, for the semiconductor industry is the development of chips with low power consumption. There are several physical phenomena that cause power consumption in CMOS circuits and various techniques that reduce the energy consumption of a chip. The main objective of this masters research was to investigate how the static power consumption in CMOS circuits can be reduced through the use of bit-serial arithmetic in place of bit-parallel arithmetic. The research is focused on circuits built from standard cells, with application to signal processing, and for which the main requirement is not the high computing performance, but the low power consumption. The methodology was applied in a case study, using for this, simulations with the SPVR IP core. The SPVR is a vocal identity checker implemented in a dedicated circuit able to have enough performance to run in real time, even employing a slow clock signal. It has been found in research that the use of bit-serial arithmetic, in terms of reduction of static consumption, is advantageous to adders and small circuit complexity. However, for more complex systems, this substitution is only advantageous in specific situations of large number of arithmetic operations and low storage usage in parallel registers. In the reverse case, the advantages are lost, because although there are static consumption decrease, there is a very large dynamic consumption growth.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-07-30T19:55:32Z No. of bitstreams: 1 DANIELLA DIAS CAVALCANTE DA SILVA - DISSERTAÇÃO PPGCC 2006..pdf: 2114328 bytes, checksum: d2b6ea9368390fa54a2beb6aab40546e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-30T19:55:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DANIELLA DIAS CAVALCANTE DA SILVA - DISSERTAÇÃO PPGCC 2006..pdf: 2114328 bytes, checksum: d2b6ea9368390fa54a2beb6aab40546e (MD5) Previous issue date: 2006-07 / Capes / A fala é o meio de comunicação comumente utilizado pelo homem, que o distingue dos demais seres vivos, permitindo-lhe a troca de idéias, expressão de opiniões ou revelação de seu pensamento. Diante do avanço tecnológico e conseqüente surgimento de equipamentos eletrônicos cada vez mais sofisticados, a possibilidade de permitir a interação homemmáquina através da voz tem sido objeto de grande interesse, tanto do meio acadêmico quanto dos fabricantes de tais equipamentos. Pesquisas na área de Processamento Digital de Sinais de Voz têm permitido o desenvolvimento de sistemas de Resposta Vocal, Reconhecimento de Voz e Reconhecimento de Identidade Vocal. Entretanto, requisitos de processamento ainda dificultam a implementação desses sistemas em dispositivos com baixo poder computacional, como celulares, palmtops e eletrodomésticos. O trabalho desenvolvido consiste do estudo e adaptação de técnicas de processamento digital de sinais de voz, resultando em uma biblioteca de pré-processamento, incluindo as funções de pré-ênfase, divisão em quadros e janelamento, de maneira a permitir sua utilização no desenvolvimento de aplicações embutidas de reconhecimento de voz ou locutor. Foram realizadas adaptações dos modelos necessários à realização das funções, implementação em uma linguagem de descrição de hardware, verificação funcional da biblioteca e, por fim, prototipação em um dispositivo de hardware. / Speech is the most common way of communication used by human beings, which distinguishes it from other living beings, allowing the exchange of ideas, expression of opinions or revelation of thought. In face technology advance and consequently appearance of electronics equipments more and more sophisticated, the possibility to allow the man-machine interaction through speech have been object of interesting as to academic environment as to electronic equipment developers. Research in the area of Speech Processing has been allowing the development of Speech Synthesis Systems, Speech Recognition Systems and Speaker Recognition Systems. However, processing requirements still difficult the implementation of those systems in devices with low computational power, as mobile phone, palmtops and home equipments. This work consists of the study and adaptation of digital processing speech signals techniques, resulting in an optimized library of preprocessing including preemphasis, division into frames and windowing, allowing this use in development of speech or speaker recognition embedded applications. It was made adaptations in the models, implementation in a hardware description language, library functional verification and finally the prototyping in a hardware device.