O presente estudo avaliou a ação precoce do laser terapêutico de baixa potência de Arsenieto de Gálio (AsGa) no processo de regeneração de uma lesão experimental por esmagamento de nervo ciático de ratos. Foram utilizados vinte ratos, da linhagem Wistar, divididos em dois grupos: grupo nãoirradiado (controle, n=10) e grupo irradiado (tratado com laser AsGa, n=10). O nervo ciático dos animais de ambos os grupos foi devidamente exposto, e, uma área de 5mm foi submetida a carga estática de 15000g, aplicada por meio de um dispositivo portátil de esmagamento, durante dez minutos. A irradiação transcutânea de laser de AsGa, com dose pontual de 4J/cm2, teve seu início no 1º dia pós-operatório, sendo a aplicação realizada diariamente, por um período de dez dias consecutivos. A recuperação funcional foi avaliada nos períodos préoperatório, 7º, 14º e 21º dias, através de valores fornecidos por um programa de cálculo do Índice Funcional do Ciático (IFC), apresentando uma melhora progressiva em ambos os grupos, porém, com valores mais expressivos para o grupo irradiado com laser a partir do 14º dia. Os animais foram sacrificados no 21º dia pós-operatório para a análise histológica e morfometria dos nervos. Os resultados demonstram um aumento de densidade média de fibras nervosas em grupo de animais irradiados com laser de baixa potência e uma melhora do aspecto morfológico em comparação ao grupo não-irradiado . A conclusão aponta que o laser de arsenieto de gálio (AsGa), na dose utilizada, possui efeito benéfico temporário sobre o nervo ciático de ratos submetido a lesão por esmagamento, contribuindo para a melhora do aspecto morfológico nervoso, evidenciando um processo regenerativo acentuado, em comparação com o grupo não tratado, segundo avaliação funcional e morfológica. / The present study has investigated the earlier influence of low power laser irradiation (GaAs) on nerve regeneration process after experimental crush injury of the sciatic nerve of rats . Twenty Wistar's rats were used and divided into two groups: non irradiated group (control, n=10) and irradiated group (laser treatement, n=10). The sciatic nerves were exposed, for both groups, and an area of 5mm was crushed with 15000g static load for ten minutes, in a portable crushing device. Low power irradiation (4J/cm2) were aplied transcutaneously for ten consecutive days, after the first day post-operative. Functional recovery was checked before crushing procedure, 7º , 14º and 21º days after crush damage and was evaluated by means of the Sciatic Functional Index (SFI) calculated by a specific software. Values showed a progressive improvement in both groups but more marked in that with laser irradiation, begining at 14º day. Animals were killed on the 21º postoperative day for morphometric and histological examination of the nerves. Results showed an increased nerve fiber density in the laser irradiated group, as well as an improvement in the morphological aspects. In conclusion, low power laser irradiation GaAs , with a dose of 4J/cm2, has a temporary beneficial effect on the sciatic nerve of rats submitted a crush injury, improving morphological nerve aspects and showing an increase regenerative process, according to functional and histologic evaluation.

Submitted by Lúcia Brandão (lucia.elaine@live.com) on 2015-12-11T18:22:47Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Rawlinson da Silva Gonçalves.pdf: 25918994 bytes, checksum: 31dbbcde9e265b8281faa9ef25a9b346 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-01-20T15:20:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Rawlinson da Silva Gonçalves.pdf: 25918994 bytes, checksum: 31dbbcde9e265b8281faa9ef25a9b346 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-01-20T15:23:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Rawlinson da Silva Gonçalves.pdf: 25918994 bytes, checksum: 31dbbcde9e265b8281faa9ef25a9b346 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-20T15:23:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Rawlinson da Silva Gonçalves.pdf: 25918994 bytes, checksum: 31dbbcde9e265b8281faa9ef25a9b346 (MD5) Previous issue date: 2015-07-10 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Embedded systems have evolved significantly in recent years,mainlyduetoadvances in technology, cost reduction of electronic equipment, and mainly the popularization of mobile devices. Many of these systems require energy resources from battery to maintain the operation of their various components. However, for these devices to have a good autonomy, several techniques and methodologies have been implemented to better manage energy consumption of the system as a whole. This need has contributed to the rise of various lines of research, mainly in the area of real-time systems, where the complicating factor is not only reducing energy consumptionbutalsorespectthetime constraints of all tasks running on the system. Thus, this work aims to maximize energy gains from the use of intra-task dynamic voltage and frequency scaling technique, also known as intra-task DVFS. The proposed online methodology aims to achieve better management of exchanging voltages and frequency of the processor, through a collaborative approach between real-time applications and the operating system. Therefore, both can work together, within the kernel of the system, to reduce the response times of the processor context switches, mainly after preemptions. The experimental results, using the C-Benchmarck, showed that it is possible to decrease about 6% processor power consumption even performing all tasks in the worst case. / Os sistemas embarcados têm evoluído significativamente nos últimos anos, principalmente devido aos avanços da tecnologia, a redução dos custos dos equipamentos eletrônicos e a popularização dos dispositivos móveis. Muitos desses sistemas dependem da energia provenientes de baterias para manter o funcionamento dos seus diversos componentes. No entanto, para que esses dispositivos tenham uma boa autonomia, várias técnicas e metodologias têm sido propostas para melhor gerenciar o consumo de energia do sistema como um todo. Essa necessidade tem contribuído para o surgimento de diversas linhas de pesquisa, principalmente na área de sistemas de tempo real, onde o fator complicante não está somente em reduzir o consumo de energia, mas também em respeitar as restrições temporais de todas as tarefas em execução no sistema. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo diminuir o consumo de energia do processador utilizando a técnica de escalonamento dinâmicodetensõesefrequênciasdo processador intra-tarefa, também conhecido como DVFS intra-tarefa (em inglês, Dynamic Voltage and Frequency Scaling). A metodologia online proposta visa realizar ogerenciamentodastrocasdetensõesefrequênciasdoprocessador, através de uma abordagem colaborativa entre as aplicações de tempo real e o sistema operacional. Dessa forma, ambos podem trabalhar em conjunto, dentro do núcleo do sistema, para diminuir os tempos de resposta dos chaveamentos de tensões e frequências do processador, principalmente diante de sucessivas preempções entre as aplicações de tempo real em execução no sistema. Os resultados experimentais dessa metodologia, utilizando o C-Benchmarck, mostraram que é possível diminuircercade6%oconsumo de energia do processador, mesmo executando todas as tarefasnopiorcaso.

Nas áreas médica e odontológica existem situações clínicas e cirúrgicas que podem ter, como consequência, um dano ao tecido conjuntivo nervoso, chamado de neuropatia. O objetivo deste trabalho é avaliar terapias para tratamento das neuropatias causadas por manipulação do feixe nervoso periférico, minimizando ou eliminando sintomas causados pela lesão. O estudo foi feito em 60 ratos machos Wistar, com a avaliação morfológica da degeneração Walleriana e da regeneração do tecido nervoso no 15º e 30º dia após o trauma. A lesão consistiu na exposição e compressão do nervo isquiático da pata direita do animal, através de três nós consecutivos com fio de sutura e distância entre eles de ~ 2mm. Três tratamentos sobre a lesão foram comparados: o uso do biomaterial 3-NERVE®, a laserterapia de baixa potência e a associação dos dois. Os resultados histológicos revelaram que o biomaterial aumentou o processo inflamatório, mas modulou a degeneração inicial, através do surgimento de células de neoformação, favorecendo a regeneração nervosa no decorrer dos trinta dias. A laserterapia foi um tratamento favorável para a parestesia porque modulou os danos do processo de degeneração inicial e estimulou o reparo do tecido desde os 15 primeiros dias. Ao atingir os 30 dias o tecido se apresentou organizado e com uma quantidade menor de tecido neoformado quando comparado com o uso do biomaterial. A associação das terapias associou as propriedades das duas terapias, pois modulou a inflamação inicial, propiciou o aumento do número de células de neoformação do tecido nervoso e favoreceu a regeneração dos feixes nervosos nas amostras de 15 e 30 dias. Conclui-se que o não tratamento dificulta ou impede a regeneração nervosa, pois qualquer uma das terapias citadas modula os eventos desencadeados pela lesão. A associação do uso da laserterapia com o 3-NERVE® mostrou melhores resultados. / In medical and dental areas are clinical and surgical situations that may have, as a result, damage to the nervous tissue. This is called a neuropathy. The objective is to support therapies for treatment of neuropathies caused by manipulation of the peripheral nervous bundle, minimizing or eliminating symptoms caused by injury. The study was conducted in 60 male Wistar rats by morphological analysis of Wallerian degeneration and regeneration of nerve tissue in the 15th and 30th day after the trauma. The lesion consisted of exposure and sciatic nerve compression of the right paw of the animal through three consecutive nodes with suture and the distance between them of ~ 2mm. Three treatments on the injury were compared: the use of -NERVE® biomaterial, the low level laser therapy and their association. Histological findings revealed in samples 15 and 30 days the biomaterial increased inflammation and degeneration of the initial modulated through the cell neogenesis emergence favored nerve regeneration in the course of 30 days. Laser therapy was a favorable treatment for paresthesia because modulates the damage of the initial degeneration process and stimulates tissue repair since the first 15 days. When reaching the 30 days the tissue was organized and presented with a smaller amount of neoformed tissue when compared with the use of the biomaterial. The combination therapies of the modulated the initial inflammation, led to an increase in the number of cells neogenesis and promoted nerve tissue regeneration of nerve bundles in the samples 15 and 30 days. We conclude that no treatment hinders or prevents nerve regeneration, for any of the therapies mentioned modulate the events triggered by the injury. The association between the use of laser therapy with Nerve® proved with better results.

Este trabalho descreve o projeto de um modulador Analógico-Digital (A/D) Sigma-Delta de 16 bits (98 dB de SNR) de baixo consumo em tecnologia CMOS para a aquisição de sinais de áudio. Para projetar o modulador foi utilizada a metodologia top down, a qual consiste em projetar desde o nível de sistema até os blocos básicos em nível de transistores. O sistema foi analizado e projetado utilizando equacões e modelos comportamentais para obter as especificações de cada bloco do modulador. Considerando um baixo consumo de potência foi escolhida a topologia CIFF (do inglês Chain of Integrator with FeedForward) de terceira ordem e quatro bits implementado com capacitores chaveados. O modulador projetado é composto por três integradores chaveados, um somador analógico, um weigthed DAC e um quantizador de quatro bits. A técnica de Chopper é incluida no modulador para diminuir o ruído Flicker na entrada do modulador. Os blocos de maior consumo dentro do modulador são as OTAs. Por esta razão eles são projetados utilizando a metodologia gm/ID reduzindo assim o consumo de potência. O projeto foi realizado na tecnologia IBM 0,18 \'mü\'m sendo utilizado o simulador spectre do Cadence. O modulador Sigma-Delta atinge um SNR de 98 dB para uma banda de 20 kHz e um consumo de potência de 2,4 mW para uma fonte de alimentação de 1,8 V. / This work describes the design of a 16 bits low power Sigma-Delta modulator (98 dB SNR) in a CMOS technology for the acquisition of audio signals. To design the modulator it was used the top-down methodology, which consists on the design from system level to the transistor-level basic blocks. The system was analyzed and designed using behavioral models and equations to obtain the specifications of each block of the modulator. Considering a low power consumption it was chosen a third-order four bits CIFF topology (Chain Integrator with feedforward) implemented with switched capacitors. The modulator is composed by three integrators, one analog adder, one weigthed DAC and one four bit quantizer. The Chopper technique is included in the modulator to reduce the Flicker noise at the input of the modulator. The blocks of higher consumption within the modulator are the OTAs. Hence, they was designed using the methodology gm/ID to reduce power consumption. It was designed on the 0.18 \'mü\'m IBM technology and using the Cadence Spectre simulator. The Sigma-Delta modulator achieves a SNR of 98 dB for a bandwidth of 20 kHz and a power consumption of 2.4 mW with a 1.8 V power supply.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:37:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernando Biazi Nascimento.pdf: 3885211 bytes, checksum: 52d266afc3ffddce2e0abc915e2471a1 (MD5) Previous issue date: 2014-10-23 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / The present work consists of an implementation of time distribution protocol based on PTP disclosed in the IEC 61588:2009 / IEEE 1588-2008 standard to be used in low-power wireless devices. The distribution of time is important to determine the order of occurrence of events marked in distinct counts that can then be related. And the problems of lack of synchronicity are evident in circumstances ranging from the study of historical facts up to the investigation of intruders in modern equipments connected to the internet. The work included development of a completely new software for the microcontroller MSP430F2274TM using the CC2480TMnetwork controller. The implementation of the protocol considers one of the mechanisms described by the standard and remains very close to it, not fully conformant mainly because of lack of resources on the used device, but the expected behavior was kept. The devices synchronize the time between them and sintonize their time counting, in a way to reduce, as much as possible, the adjustments of further synchronizations. / O presente trabalho consiste em uma implementação de protocolo de distribuição de tempo baseado no PTP, definido na norma IEC 61588:2009/IEEE 1588-2008 a ser utilizado em dispositivos sem fio de baixo consumo de energia. A distribuição de tempo é importante para determinar a ordem de ocorrência de eventos marcados em contagens distintas que podem então ser relacionadas. E os problemas de falta de sincronia são evidentes em circunstâncias que vão de estudo de fatos históricos até a verificação de intrusos em equipamentos modernos conectados à internet. O trabalho contou com desenvolvimento de um software completamente novo para o micro-controlador MSP430F2274TM utilizando o controlador de rede CC2480TM. A implementação do protocolo considera um dos mecanismos apresentados pela norma e ficou muito próxima, não atendendo-a plenamente principalmente por falta de recursos no dispositivo utilizado, mas manteve o comportamento previsto. Os dispositivos sincronizam os tempos entre eles e sintonizam suas contagens de tempo, de forma a reduzir, tanto quanto possível, o ajuste de futuras sincronizações.

A mucosite oral (MO) é uma consequência debilitante do tratamento quimioterápico, que pode ser aliviada com o uso de fototerapias. A terapia fotodinâmica (Photodynamic Therapy - PDT), pode ser usada para o tratamento da MO, quando esta se encontra infectada por microrganismos. No entanto, não há estudos que demonstrem se a PDT, quando aplicada sobre lesões em mucosa oral, pode interferir na reparação tecidual. Assim, este trabalho tem o objetivo de induzir a MO, em hamsters, através da confecção de ranhuras em animais que receberam o quimioterápico 5-Fluorouracil (5-FU), e avaliar, através de análises clínicas, bioquímicas e histológica, o efeito da PDT no reparo destas lesões. Os animais foram divididos em dois grupos, controle e experimental. O grupo controle é formado pelo grupo CN, o qual recebeu o veículo da quimioterapia e anestesia. O grupo experimental é formado pelos grupos CQ, o qual recebeu quimioterapia (QT), anestesia e indução da MO; CQC, o qual recebeu QT, anestesia, indução da MO e aplicação do corante azul de metileno (AM) 0,01%; CQL, o qual recebeu QT, anestesia, indução da MO e irradiação com laser de baixa potência (LBP - 660nm, 120J/cm2, 40mW, 4,4J por ponto); e PDT, o qual recebeu QT, anestesia, indução da MO, aplicação do AM 0,01% e irradiação com LBP (mesmo protocolo do grupo CQL). O 5-FU foi aplicado através de injeções intraperitoneais ao que se seguiu a indução da MO pela confecção de ranhuras com o auxílio de uma agulha de ponta fina. O experimento teve duração total de 10 dias sendo que a avaliação da severidade da MO foi realizada diariamente através da utilização das escalas propostas pela Organização Mundial de Saúde (OMS) e por W-Smith modificadas para animais. Os animais foram sacrificados após 5, 7 e 10 dias de experimento e suas mucosas jugais (direita e esquerda) foram removidas para a realização das análises bioquímicas (através da determinação da concentração total de proteína e da avaliação de parâmetros do sistema antioxidante, como a atividade enzimática da Superóxido Dismutase - SOD e da Catalase) e histológica (por microscopia de luz). Após análises estatísticas, os resultados clínicos, bioquímicos e histológico mostraram que a PDT diminuiu a severidade da MO no décimo dia do experimento (p<0,05) e mostrou maior queratinização do epitélio com deposição de fibras colágenas organizadas na lâmina própria. Com base no protocolo experimental desenvolvido neste estudo e nos resultados obtidos podemos concluir que a PDT pode ser utilizada de maneira segura em lesões infectadas de MO, pois a mesma não interferirá na reparação destas lesões. / Oral mucositis (OM) is a debilitating side effect of chemotherapy, which can be relieved with the use of phototherapy. Photodynamic therapy (PDT) may be used for the treatment of OM, when infection is present. However, there are no studies that demonstrate PDTs interference on tissue repair processes when applied on lesions of the oral mucosa. In this sense, this work aims to induce OM in hamsters, by grooving the oral mucosa of animals receiving 5-fluorouracil (5-FU) chemotherapy, and evaluate through clinical, biochemical and histological parameters the effect of PDT in repairing these lesions. The animals were divided into two groups, experimental and control. The control group is formed by the C group, which received the vehicle of chemotherapy and anesthesia. The experimental group is formed by the Ch group, which received chemotherapy, anesthesia and induction of OM; ChP, which received chemotherapy, anesthesia, induction of OM and application of methylene blue (MB) 0.01%; ChL, which received chemotherapy, anesthesia, induction of OM and irradiation with low-power laser (LPL - 660nm, 120J/cm2, 40 mW, 4.4 J per point); and PDT, which received chemotherapy, anesthesia, induction of OM, application of MB 0.01% and LPL irradiation (same protocol as ChL group). 5-FU was administered by intraperitoneal injection, which was followed by the induction of OM by making mucosal grooves. The experimental period was of 10 days and the assessment of the severity of OM was performed on a daily basis using the scales proposed by the World Health Organization (WHO) and by W-Smith modified for animals. The animals were sacrificed after 5, 7 and 10 days of the experiment and their cheek pouch mucosa (left and right) were removed for carrying out the biochemical (by measuring the total protein concentration and by evaluating the antioxidant system parameters, such as enzymatic activity of Superoxide Dismutase - SOD and catalase) and histological (by light optical microscopy) analyzes. After statistical analysis, the clinical, biochemical and histological results showed that PDT reduced the severity of OM on the tenth day of the experiment, when compared to the initial mucositis score (p<0.05) and showed greater keratinization with organized collagen deposition in the lamina propria. Based on the experimental protocol developed in this study and the results obtained we can conclude that PDT can be used safely in infected OM injuries because it does not interfere with the repair of these lesions.

A regeneração dos nervos periféricos é um processo natural, que demanda um período longo para se completar, havendo algumas evidências de que agentes físicos, inclusive o laser, podem acelerá-lo. O objetivo primordial deste estudo foi analisar a influência da irradiação com o laser de baixa potência (AsGaAL) sobre a regeneração nervosa, num modelo de lesão por esmagamento do nervo fibular comum de ratos. O objetivo secundário foi avaliar a concordância entre os índices funcionais do nervo fibular (PFI) e o dos nervos ciático (SFI) e tibial (TFI), segundo os métodos propostos por dois autores diferentes. Foram utilizados 35 ratos Wistar (130 dias de idade, massa corporal média de 240 gramas), divididos em quatro grupos no total, sendo três grupos de dez animais cada, conforme o procedimento realizado (1: esmagamento, sem tratamento; 2: esmagamento e tratamento simulado; 3: esmagamento e tratamento efetivo) e num grupo de cinco animais intactos, para controle. A lesão por esmagamento do nervo fibular comum foi obtida pela aplicação de uma carga de 5 Kgf por dez minutos, com uma pinça especialmente confeccionada para esse fim. A irradiação com o laser foi iniciada no primeiro dia pós-operatório, empregando um equipamento de laser AsGaAL de baixa potência (potência de 100 mW, comprimento de onda de 830 nm, dose de 140 J/cm2) de emissão contínua, pelo método transcutâneo pontual de contato, e continuada por 21 dias consecutivos. Os resultados foram avaliados pela medida da velocidade de marcha do animal e do índice funcional do fibular (PFI, de peroneal functional index). A massa corporal, a velocidade de marcha e o PFI foram medidos antes da operação e no 21º dia pós-operatório, o PFI foi obtido por meio de um programa de computador específico para esse fim, utilizando duas fórmulas diferentes. Os resultados mostraram que a massa corporal aumentou em todos os grupos, sem diferença estatística entre os períodos. A velocidade de marcha diminuiu, com diferença estatística em todos os grupos. O PFI aumentou em todos os grupos e com as duas fórmulas utilizadas na sua medida, mas no Grupo 3, embora sem diferença estatística nos períodos pré e pós-operatórios, evidenciando que a irradiação com o laser interferiu na regeneração do nervo fibular esmagado. Houve uma concordância moderada entre o PFI e o SFI, maior no período pós-operatório, demonstrando que o SFI pode ser empregado para a avaliação do nervo fibular, o que, entretanto, não é recomendável. Concluímos que a irradiação do laser de baixa potência influenciou na regeneração do nervo fibular comum esmagado de ratos, pela medida do índice funcional do fibular. / Peripheral nerve regeneration is a natural process, which requires a long period to complete, with a few evidences that physical agents including laser, can speed it up. The main objective of this investigation was to analyze the influence of low power laser (AsGaAL) irradiation on nerve regeneration, in a model of crush injury of the common fibular nerve of rats. A secondary objective was to evaluate the concordance between the fibular (PFI) and sciatic (SFI) nerves functional indexes, according to the methods proposed by two different research groups. Thirty-five Wistar rats (130 days of age, 240 g average body mass) were used and divided into four groups in total, be three groups of ten animals each, according to the procedure carried out (1: crush injury, no treatment; 2: crush injury, sham irradiation; 3: crush injury, effective irradiation), and a group of five untouched animals, for normal control. The crush injury was obtained by the application of a 5 kgf load for 10 minutes, using a spring forceps especially built for this purpose. Laser irradiation was started on the first postoperative day and continued for 21 consecutive days, using a commercially available continuous emission equipment (100 mW intensity, 830 nm wave length, 140 J/cm2 dose) and the transcutaneous punctual contact method. The results were appraised for the measure of the speed of the gait of the animal and of the functional index of the fibular (PFI, de peroneal functional index). Body mass, walking speed and the functional indexes were measured before the operation and on the 21st postoperative day, the functional indexes using a specific software especially developed for this purpose and the two different methods mentioned above. The results showed that the body mass increased while speed decreased with time for all groups, but without statistical significance. The PFI increased in all groups according to the two methods of evaluation used and more markedly in Group 3, although without statistical significance, period pre and post-operative. Moderate concordance was showed between PFI and SFI, higher in the post-treatment than in the preoperative evaluation, meaning that, although not recommendable, the SFI can be used to evaluate the fibular nerve. We concludes that low power laser irradiation influence the regeneration of the crush fibular nerve of rats, as measured by the peroneal functional index.

In the last three decades we have witnessed a remarkable development in the area of integrated circuits. From small logic devices containing some hundred transistors to modern processors containing several tens of million transistors. However, power consumption has become a real problem and may very well be the limiting factor of future development. Designing for low power is therefore increasingly important. To accomplice an efficient low power design, accurate power estimation at early design stage is essential. The aim of this thesis was to set up a power estimation flow to estimate the power consumption at early design stage. The developed flow spans over both RTL- and gate-level incorporating Mentor Graphics Modelsim (RTL-level simulator), Cadence PKS (gate- level synthesizer) and own developed power estimation tools. The power consumption is calculated based on gate-level physical information and RTL- level toggle information. To achieve high estimation accuracy, real node annotations is used together with an own developed on-chip wire model to estimate node voltage swing. Since the power estimation may be very time consuming, the flow also includes support for low power design iteration. This gives efficient power estimation speedup when concentrating on smaller sub- parts of the design.

In wireless communication there is commonly much unnecessarycommunication made in directions not pointing towards the recipient. Normallyomni directional antennas are being used which sends the same amount ofenergy in all directions equally. This waste of energy reduces the lifetime ofbattery powered units and causes more traffic collisions than necessary. Oneway of minimizing this wasted energy and traffic collisions, is to use anothertype of antenna called “smart antenna”. These antennas can use selectableradiation patterns depending on the situation and thus drastically minimize theunnecessary energy waste. Smart antennas also provide the ability to sense thedirection of incoming signals which is favorable for physical layout mappingsuch as orientation.This thesis presents the prototyping of a new type of smart antenna called theSPIDA smart antenna. This antenna is a cheap to produce smart antennadesigned for the 2.4 GHz frequency band. The SPIDA smart antenna can usesixty-four different signal patterns with the control of six separate directionalmodes, amongst these patterns are six single direction patterns, an omnidirectionalsignal pattern and fifty-six combi-direction patterns. The thesispresents complete building instructions, evaluation data and functional driversfor the SPIDA smart antenna.

Depuis leur émergence, les réseaux de capteurs sans fil (WSN) n’ont cessé de se développer devenant un acteur clé dans de nombreuses applications telles que le suivi militaires, la surveillance à distance, la bio-détection et de la domotique. Ces réseaux sont basés sur la norme IEEE 802.15.4 qui est dédié aux réseaux personnels sans fil à faible débit (LR-WPAN) dans la bande de fréquences radio sans licence (868MHz/915MHz/2.4GHz). Faible consommation d'énergie, faible coût de mise en œuvre et le niveau élevé d'intégration sont les principaux défis de ces systèmes. L’émetteur-récepteur est le bloc qui consomme le plus d’énergie dans un nœud capteur, ainsi, la consommation d'énergie du frontal radiofréquence (RFFE) doit être réduite. Pour ce faire, plusieurs approches sont possibles, que ce soit au niveau circuit en enquêtant sur les modes de fonctionnement du transistor ou bien en combinant les fonctionnalités des blocs radiofréquences. Une autre stratégie est d’investiguer le niveau système en proposant de nouvelles architectures de démodulation. Cette thèse explore les exigences et les défis spécifiques pour la conception de circuits intégrés radiofréquences (RFIC) ultra-basse consommation pour les réseaux de capteurs sans fil. Ces travaux ont abouti à la conception d'un démodulateur compact réalisé dans une technologie CMOS 65nm et qui est compatible avec tous les types de modulation. / Since their emergence, Wireless Sensor Networks (WSN) have been growing continually becoming a key player in many applications such as military tracking, remote monitoring, bio-sensing and home automation. These networks are based on IEEE 802.15.4 standard which is dedicated to low rate wireless personal area networks (LR-WPANs) in the unlicensed radio band (868MHz/915MHz/2.4GHz). Low power consumption, low cost of implementation and high level of integration are the main challenges of these systems. As radio frequency transceiver is one of the most power hungry block in wireless sensor node, power consumption of radio frequency front-end (RFFE) must be reduced. To deal with, several approaches are possible, either at circuit level by investigating operating modes of transistors and merging functionalities or at system level by searching novel demodulation architecture. This thesis explores the specific requirements and challenges for the design of ultra-low power radio frequency integrated circuits (RFICs), leading to the design of a compact demodulator implemented in 65 nm CMOS technology and compatible with all modulation schemes.