Les protéines sont des macromolécules participant à d’importants processus biophysiques de la vie des organismes. Or, il a été démontré que des variations de leur structure peuvent conduire à des changements de fonction en lien avec certaines maladies telles que celles associées à des processus neurodégénératifs. Ainsi, tant pour la communauté scientifique que pour l’industrie médicale, il est capital d’avoir une meilleure compréhension de la structure de ces protéines, ainsi que de leurs interactions avec d’autres molécules, ce en vue d’inventer et d’évaluer de nouveaux médicaments.Au cours de ces travaux de thèse, nous nous sommes particulièrement intéressés au développement de nouvelles méthodes de recherche de chemins biologiquement faisables entre deux états connus pour un système composé d’une protéine ou d’une protéine et d’un ligand. Au cours des dernières décennies, une grande quantité d’approches algorithmiques ont été proposées pour faire face à ce problème. Pourtant, les méthodes développées sont encore aujourd’hui confrontées à deux grands défis : d’une part la haute dimension des espaces de recherche, associée au grand nombre d’atomes impliqués, d’autre part la complexité des interactions entre ces atomes.Cette dissertation propose deux nouvelles méthodes pour obtenir de manière efficace des chemins pertinents pour des systèmes moléculaires. Ces méthodes sont rapides et génèrent des solutions qui peuvent ensuite être analysées ou améliorées à l’aide de méthodes d’avantage spécialisées. La première approche proposée produit des chemins d’interpolation pour systèmes biomoléculaires, à l’aide des approches dites aussi-rigides-que-possible, (ARAP) utilisées en animation graphique. Cette méthode est robuste et génère des solutions préservant au mieux la rigidité du système d’origine. Une extension de cette méthode basée sur des critères énergétiques a également été proposée et s’est avérée capable d’améliorer de manière significative les chemins solution. Cependant, pour les scénarios nécessitant de complexes déformations, cette approche géométrique peut conduire à des chemins solution non naturels. Nous avons donc proposé une seconde méthode appelée ART-RRT, qui utilise l’approche ARAP pour réduire la dimensionalité de l’espace et la combine avec les arbres d’exploration RRT (Rapidely-exploring Random Tree) issus de la Robotique, afin d’explorer efficacement les chemins possibles de l’espace.En plus de fournir une variété de solutions en temps raisonnable, cette ART-RRT produit des chemins de faible énergie, sans collision et dont la rigidité est préservée autant que possible. Des versions monodirectionnelles de bidirectionelles de cette méthode ont été proposées et appliquées respectivement à la recherche de chemin d’extraction d’un ligand hors du site actif d’une protéine, ainsi qu’a la recherche de chemin de transition conformationnelle pour protéine seule. Les solutions trouvées se sont avérées être en accord avec les données expérimentales ainsi qu’avec les solutions issues de l’état de l’art. / Proteins are macromolecules participating in important biophysical processes of living organisms. It has been shown that changes in protein structures can lead to changes in their functions and are found linked to some diseases such as those related to neurodegenerative processes. Hence, an understanding of their structures and interactions with other molecules such as ligands is of major concern for the scientific community and the medical industry for inventing and assessing new drugs.In this dissertation, we are particularly interested in developing new methods to find for a system made of a single protein or a protein and a ligand, the pathways that allow changing from one state to another. During past decade, a vast amount of computational methods has been proposed to address this problem. However, these methods still have to face two challenges: the high dimensionality of the representation space, associated to the large number of atoms in these systems, and the complexity of the interactions between these atoms.This dissertation proposes two novel methods to efficiently find relevant pathways for such biomolecular systems. The methods are fast and their solutions can be used, analyzed or improved with more specialized methods. The first proposed method generates interpolation pathways for biomolecular systems using the As-Rigid-As-Possible (ARAP) principle from Computer Graphics. The method is robust and the generated solutions preserve at best the local rigidity of the original system. An energy-based extension of the method is also proposed, which significantly improves the solution paths. However, in scenarios requiring complex deformations, this geometric approach may still generate unnatural paths. Therefore, we propose a second method called ART-RRT, which combines the ARAP principle for reducing the dimensionality, with the Rapidly-exploring Random Trees from Robotics for efficiently exploring possible pathways. This method not only gives a variety of pathways in reasonable time but the pathways are also low-energy and clash-free, with the local rigidity preserved as much as possible. The mono-directional and bi-directional versions of the ART-RRT method were applied for finding ligand-unbinding and protein conformational transition pathways, respectively. The results are found to be in good agreement with experimental data and other state-of-the-art solutions.

Esta tese objetiva propor algorítmos para a redução do tamanho dos fios em circuitos VLSI considerando elementos críticos dos circuitos. O problema é abordado em duas perspectivas diferentes: posicionamento e roteamento. Na abordagem de posicionamento, a tese explora métodos para realizar posicionamento de um tipo particular de circuito VLSI, que são conhecidos como circuitos 3D. Diferente de trabalhos anteriores, este tese aborda o problema considerando as conexões verticais (chamadas 3D-Vias) e as limitações impostas pelas mesmas. Foi realizado um fluxo completo, iniciando no tratamento de pinos de entrada e saída (E/S), posicionamento global, posicionamento detalhado e posicionamento das 3D-Vias. A primeira etapa espalha os pinos de E/S de maneira equilibrada objetivando auxiliar o posicionamento para obter uma quantidade reduzida de 3D-Vias. O mecanismo de posicionamento global baseado no algorítmo de Quadratic Placement considera informações da tecnologia e requerimento de espaçamento de 3D-Vias para reduzir o comprimento das conexões e equilibrar a distrubuição das células em 3D. Conexes críticas podem ser tratadas através da insercão de redes artificiais que auxiliam a evitar que 3D-Vias sejam usadas em conexões críticas do circuito. Finalmente, 3D-Vias são posicionadas por um algorítmo rápido baseado na legalizaçãao Tetris. O framework completo reforça os potenciais benefícios dos circuitos 3D para a melhora do comprimento das conexões e apresenta algorítmos eficientes projetados para circutos 3D podendo estes serem incorporados em novas ferramentas. Na abordagem de roteamento, um novo algorítmo para obtenção de árvores de Steiner chamado AMAZE é proposto, combinando métodos existentes com novos métodos que são efetivos para produzir fios curtos e de baixo atraso para elementos críticos. Um técnica de biasing atua na redução do tamanho dos fios, obtendo resultados próximos da solução ótima enquanto que dois fatores de timing chamados path-length factor e sharing factor propiciam melhora do atraso para conexões sabidas como críticas. Enquanto que AMAZE apresenta melhorias significativas em um algorítmo padrão na indústria de CAD (Maze Routers), ele produz árvores de roteamento com uso de CPU comparável com algorítmos heurísticos de árvore de Steiner e menor atraso. / This thesis targets the wire length improvement of VLSI circuits considering critical elements of a circuit. It considers the problem from two different perspectives: placement and routing. On placement, it explores methods to perform placement of 3D circuits considering issues related to vertical interconnects (3D-Vias). A complete flow, starting from the I/O pins handling, global placement, detailed placement and 3D-Via placement is presented. The I/O pins algorithm spreads the I/Os evenly and aids the placer to obtain a reduced number of 3D-Vias. The global placement engine based on Quadratic algorithm considers the technology information and 3D-Via pitch to reduce wire length and balance the cells distribution on 3D. Critical connections can be handled by insertion of artificial nets that lead to 3D-Via avoidance for those nets. Finally, 3D-Vias are placed by a fast algorithm based on Tetris legalization. The whole framework enforces the potential benefits of 3DCircuits on wire length improvement and demonstrates efficient algorithms designed for 3D placement that can be incorporated in new tools. On routing, a new flexible Steiner tree algorithm called AMAZE is proposed, combining existing and new methods that are very effective to produce short wire length and low delay to critical elements. A biasing technique provides close to optimal wire lengths while a path length factor and a sharing factor enables a very wide delay and wire length trade-off. While AMAZE presents significant improvements on a industry standard routing algorithm (Maze Routers), it produces routing trees with comparable speed and beter delay than heuristic Steiner tree algorithms such as AHHK and P-Trees.

O presente trabalho aborda a aplicação de processos combinados de estampagem, processo convencional e incremental em uma mesma chapa metálica. Essa combinação é denominada de processo de estampagem híbrido. Tal processo é realizado através da fabricação de uma pré-forma pelo processo convencional de estampagem, seguido da manufatura pelo processo incremental. O objetivo principal é analisar o comportamento das deformações ocorridas na geratriz, o que até então só havia sido analisado separadamente, sem um aprofundamento aplicado ao processo híbrido. As deformações ocorridas no processo convencional determinam os caminhos de deformações nos elementos da geratriz, influenciando diretamente as deformações geradas pela estampagem incremental. Para alcançar os objetivos, experimentos foram realizados com o material aço DC04, sendo divididos em duas etapas: a estampagem incremental em linha reta e após o processo de estampagem híbrido. A estampagem incremental em linha reta foi realizada para avaliação do material em relação a diferentes estratégias incrementais e às máximas deformações. No processo híbrido, as deformações da estampagem convencional foram realizadas em três direções com graus de deformações diferentes. Na etapa incremental do processo híbrido foi adotada a estratégia de pirâmide com diferentes inclinações de parede nas amostras. Nos experimentos, foram analisadas as deformações verdadeiras, geometrias finais e redução de espessura das amostras. A simulação numérica é uma ferramenta computacional que foi utilizada para comparação e correlação com os dados dos experimentos físicos. Os critérios de falha ou parada das simulações são dependentes dos dados do material (curva limite de conformação) e/ou dos experimentos físicos realizados (profundidade de ruptura). No desenvolvimento da estampagem incremental em linha reta, o punção de ponta hemisférica com diâmetro de 30mm e 1mm de incremento por etapa apresentou as maiores deformações máximas (1,03). No processo de estampagem híbrido, as amostras com pré-deformações de embutimento profundo tenderam a não influenciar as deformações incrementais finais. As amostras com pré-deformações planas foram diretamente proporcionais às deformações máximas incrementais. Já as com pré-deformações de estiramento biaxial influenciaram as deformações incrementais conforme o grau da pré-deformação. / The present work approaches the application of combined forming processes, and conventional and incremental sheet forming processes in the same metal sheet. This combination is denominated hybrid forming processe. This process is done through the manufacture of a pre form by conventional forming process, followed by incremental sheet forming. The main objective is to analyze the behavior of strains occurred in the blank, which until now was only studied separately, without a deepening study applied to hybrid process. The pre strains occurred in the conventional process determine the strain paths in the blank elements, directly influencing the strains produced by the incremental process. To reach these objectives, experiments with DC4 steel were done, and were separated into two stages: first, a test of incremental sheet forming in a straight line, and, after, the hybrid forming process. The incremental sheet forming in straight line was done to evaluate the material in relation to different incremental strategies in this process and to maximum deformations. In the hybrid process, the conventional process deformations were done in three directions with distinct strain rate. In the incremental stage, the pyramid strategy was adopted with different wall inclinations of samples. In the experiments, the true strains, the final geometries and the samples thickness reduction was analyzed. The numerical simulation is a computational tool that was used for the comparison and correlation with the data of the physical experiments. The failure criterion or stopped simulations depend of the material data (Forming Limit Curve) and/or on the physical experiments done (depth of rupture). In the development of the incremental forming in straight line, the hemispherical-headed punch with diameter of 30 mm and 1 mm of increment per step presented the higher maximum strains (1,03). In the hybrid process, the deep drawing samples with pre-strain did not tend to influence the final incremental strains. The samples with plane pre-strain were directly proportional to the maximum incremental strains. Tthe samples with pre-strain biaxial, on the other hand, influenced the incremental strains according to the degree of pre-strain.

The main aim of the work is to demonstrate that properly designed field paths within the comprehensive land adjustment may serve as an important anti-erosion element. The exploration area is the land area Plešovice in the district of Český Krumlov. The anti-erosion effect was studied at properly leaded roads. The road network was evaluated with respect to the condition before and after the comprehensive land adjustment. Firstly field paths that were indicated as anti-erosion ones in the joint facilities plan were located. Further 2 detailed field surveys were carried out in which information and photographs were collected. The partial aim is to determine the vulnerability of agricultural land by water erosion by means of the latest methodology called Protecting agricultural land from erosion, which was published in early 2012. The use of current value of rain erosion factor (R = 20), which today appears to be undervalued, is mainly reflected. At the end of the work technical parameters of field paths were determined so that they comply with the conditions of anti-erosion protection.

Esta tese objetiva propor algorítmos para a redução do tamanho dos fios em circuitos VLSI considerando elementos críticos dos circuitos. O problema é abordado em duas perspectivas diferentes: posicionamento e roteamento. Na abordagem de posicionamento, a tese explora métodos para realizar posicionamento de um tipo particular de circuito VLSI, que são conhecidos como circuitos 3D. Diferente de trabalhos anteriores, este tese aborda o problema considerando as conexões verticais (chamadas 3D-Vias) e as limitações impostas pelas mesmas. Foi realizado um fluxo completo, iniciando no tratamento de pinos de entrada e saída (E/S), posicionamento global, posicionamento detalhado e posicionamento das 3D-Vias. A primeira etapa espalha os pinos de E/S de maneira equilibrada objetivando auxiliar o posicionamento para obter uma quantidade reduzida de 3D-Vias. O mecanismo de posicionamento global baseado no algorítmo de Quadratic Placement considera informações da tecnologia e requerimento de espaçamento de 3D-Vias para reduzir o comprimento das conexões e equilibrar a distrubuição das células em 3D. Conexes críticas podem ser tratadas através da insercão de redes artificiais que auxiliam a evitar que 3D-Vias sejam usadas em conexões críticas do circuito. Finalmente, 3D-Vias são posicionadas por um algorítmo rápido baseado na legalizaçãao Tetris. O framework completo reforça os potenciais benefícios dos circuitos 3D para a melhora do comprimento das conexões e apresenta algorítmos eficientes projetados para circutos 3D podendo estes serem incorporados em novas ferramentas. Na abordagem de roteamento, um novo algorítmo para obtenção de árvores de Steiner chamado AMAZE é proposto, combinando métodos existentes com novos métodos que são efetivos para produzir fios curtos e de baixo atraso para elementos críticos. Um técnica de biasing atua na redução do tamanho dos fios, obtendo resultados próximos da solução ótima enquanto que dois fatores de timing chamados path-length factor e sharing factor propiciam melhora do atraso para conexões sabidas como críticas. Enquanto que AMAZE apresenta melhorias significativas em um algorítmo padrão na indústria de CAD (Maze Routers), ele produz árvores de roteamento com uso de CPU comparável com algorítmos heurísticos de árvore de Steiner e menor atraso. / This thesis targets the wire length improvement of VLSI circuits considering critical elements of a circuit. It considers the problem from two different perspectives: placement and routing. On placement, it explores methods to perform placement of 3D circuits considering issues related to vertical interconnects (3D-Vias). A complete flow, starting from the I/O pins handling, global placement, detailed placement and 3D-Via placement is presented. The I/O pins algorithm spreads the I/Os evenly and aids the placer to obtain a reduced number of 3D-Vias. The global placement engine based on Quadratic algorithm considers the technology information and 3D-Via pitch to reduce wire length and balance the cells distribution on 3D. Critical connections can be handled by insertion of artificial nets that lead to 3D-Via avoidance for those nets. Finally, 3D-Vias are placed by a fast algorithm based on Tetris legalization. The whole framework enforces the potential benefits of 3DCircuits on wire length improvement and demonstrates efficient algorithms designed for 3D placement that can be incorporated in new tools. On routing, a new flexible Steiner tree algorithm called AMAZE is proposed, combining existing and new methods that are very effective to produce short wire length and low delay to critical elements. A biasing technique provides close to optimal wire lengths while a path length factor and a sharing factor enables a very wide delay and wire length trade-off. While AMAZE presents significant improvements on a industry standard routing algorithm (Maze Routers), it produces routing trees with comparable speed and beter delay than heuristic Steiner tree algorithms such as AHHK and P-Trees.

Submitted by Danilo Marcondes de Alcantara (danilomalcantara@gmail.com) on 2018-07-11T18:40:33Z No. of bitstreams: 1 TeseFinal_DaniloAlcantara.pdf: 5655996 bytes, checksum: 6ea66674e32ac4ba1c0008390b05bd5c (MD5) / Approved for entry into archive by ALESSANDRA KUBA OSHIRO ASSUNÇÃO (alessandra@fct.unesp.br) on 2018-07-12T14:54:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 alcantara_dm_dr_prud.pdf: 5655996 bytes, checksum: 6ea66674e32ac4ba1c0008390b05bd5c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-12T14:54:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 alcantara_dm_dr_prud.pdf: 5655996 bytes, checksum: 6ea66674e32ac4ba1c0008390b05bd5c (MD5) Previous issue date: 2018-04-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A política habitacional empreendida a partir do Programa Minha Casa Minha Vida (PMCMV), desde o seu lançamento, em 2009, revelou mudanças e permanências em relação às experiências anteriores. Ainda que tenha promovido a oferta de milhões de unidades habitacionais, articulou-se fortemente com os interesses do mercado e do capital financeiro, privilegiando a dimensão empresarialista do programa. Diante deste quadro, foi produzido e entregue a partir de 2011, numa área de expansão da malha urbana na Zona Norte de Londrina, um grande conjunto habitacional com 2.712 unidades, entre casas e apartamentos, nas quais passaram a residir famílias originárias de diferentes localidades da cidade, onde habitavam desde casas de aluguel até ocupações irregulares em fundos de vale. No Vista Bela, como ficou conhecido o empreendimento, essas famílias compartilharam dos vários problemas que emergiram no princípio da ocupação do conjunto, muitos dos quais permaneceram não resolvidos por muitos anos. Assim, inseridos num contexto de segregação socioespacial e vivenciando os estigmas associados à sua condição de pobreza, milhares de sujeitos passaram a produzir um novo lugar, aqui entendido como um ponto no espaço no qual múltiplas trajetórias se encontram e precisam negociar sua coexistência. Numa abordagem que privilegiou a dimensão do cotidiano, por meio de conversas informais, entrevistas e observações, a pesquisa que resultou no presente trabalho buscou identificar aspectos da realidade vivenciada por esses sujeitos, a partir da qual foi possível compreender algumas das mudanças e das permanências decorrentes da conquista da casa própria, enfatizando-se o contexto socioespacial no qual essa moradia está inserida. / The housing policy undertaken since the Minha Casa Minha Vida (My House My Life) program (PMCMV), since its launch in 2009, has exhibited changes and continuity in relation to previous experiences. Although it has promoted the offer of millions of housing units, it has been strongly articulated with the interests of the market and financial capital, favoring the entrepreneurial dimension of the program. Within this framework, a large housing complex was built and delivered in 2011, in an area of expansion of the urban network in the Northern Zone of Londrina. The housing complex is large with 2,712 units, divided between houses and apartments, in which families from different parts of the city, where they lived in rental houses or irregular occupations at the base of valleys, took up residence. At Vista Bela, as the Project is known, these families shared the various problems that emerged at the beginning of the occupation, a large number of which remained unresolved for many years. Thus, placed in a context of socio-spatial segregation and experiencing the stigmas associated with their condition of poverty, thousands of subjects started to create a new place, here understood as a point in space at which multiple trajectories meet and need to negotiate their coexistence. In an approach that focused on the daily dimension, through informal conversations, interviews, and observations, the research that resulted in the present work sought to identify aspects of the reality experienced by these subjects, from which it was possible to understand some of the changes and continuity of the attainment of their own house, emphasizing the socio-spatial context in which this residence is located.

Esta tese apresenta os dados e análises de uma pesquisa sobre os efeitos das políticas públicas em educação no município de Belo Horizonte sobre alunos cujas trajetórias foram marcadas pelas mutilações impostas pela pobreza e pelas desigualdades sociais. O problema de pesquisa foi elaborado a partir da constatação da presença de crianças e adolescentes envolvidos com o trabalho infantil e juvenil nas ruas da cidade e como alvo de programas educacionais que visam corrigir fluxos e defasagens na aprendizagem. A pesquisa de campo, de caráter qualitativo, foi realizada entre abril de 2009 e maio de 2010. Nesse período, vários espaços, tempos e atividades de ensino, de socialização e de gestão desenvolvidas na escola e no galpão alugado para que as atividades do Projeto Escola Integrada pudessem ser desenvolvidas foram observados. A coleta de dados se deu ainda por meio de entrevistas semiestruturadas com docentes, agentes culturais, coordenadores, direção da escola, funcionários, pais e alunos do ensino regular e dos projetos educacionais. O roteiro das entrevistas foi organizado com o objetivo de permitir aos sujeitos se expressarem sobre a organização, o funcionamento e a prática docente desenvolvida na escola e nos projetos educacionais. Os dados demonstraram que os espaços escolares eram densamente ocupados, com muitos alunos e atividades. O excesso de alunos e atividades dificultava ou impedia que os objetivos educativos definidos fossem atingidos. O prédio da escola não foi planejado para receber esse excesso. Verificou-se ainda que há uma sobrecarga de tarefas e responsabilidades sobre a direção e a coordenação pedagógica da escola que, somado à falta de tempo docente coletivo, para formação e planejamento, inviabilizam ações capazes de superar os obstáculos. A coordenação se encontra ainda numa situação de indefinição de papel porque as demandas apresentadas pela Secretaria Municipal de Educação, as apresentadas pelos professores e as que surgem no cotidiano escolar entre os educandos são contraditórias. Por esse motivo, as relações no interior da escola e com a secretaria de educação ficavam tensionadas. O esforço docente era individualizado, não construíam acordos e nem combinavam estratégias educativas. Com isso, por mais que os professores dissessem que queriam fazer a diferença na vida escolar dos alunos, o ensino não deixava de ser retalhos da realidade desconectados da totalidade (FREIRE, 2005, p. 65). Os programas que deveriam servir para corrigir as defasagens de aprendizagem dos alunos e lhes oferecer uma educação plena não são universalizados e nem tão pouco são oferecidos de acordo com as condições materiais e pedagógicas necessárias. Dessa forma, as mutilações na vida dos adolescentes continuam se reproduzindo em trajetórias escolares truncadas. / This thesis presents data and analysis of a research on the public educational policies in the city of Belo Horizonte about students who had their paths marked by the disruptions bound by poverty and social inequalities. The proposition of this research was elaborated from the realization of the presence of children and teenagers involved with child and teenager labor on the streets and as target of educational plans aiming to correct deviations and deficits in their learning process. The field research of qualitative nature was conducted from April 2009 to May 2010. During this period were observed various venues, periods of time and activities of education, socialization and management developed at schools and in a shed which was rented so that the activities of the Escola Integrada (Integrated School) project could be developed. The data collection was also done by semi-structured interviews with educators, cultural agents, coordinators, school committees, employees, parents and students of both regular teaching and educational projects. The content of the interview was organized in order to allow the subjects to convey their opinions on the organization, the functionality and the teaching practices developed at the school and with the educational projects. The data has shown that the teaching venues were heavily occupied with many students and activities. The excessive amount of students and activities was either preventing or hindering the fulfillment of the educational goals established. The school building was not projected to receive these excesses. It was yet verified the existence of an overcharge of tasks and responsibilities on the schools pedagogical coordination and on the school committee that, added to the lack of educational collective time for the formation and planning, was obstructing measures that could overcome these obstacles. The coordination is also in a situation of uncertainty of its role because the Belo Horizontes Education Secretariats demands, the teachers demands and the everyday school lifes demands of the students are contradictory to each other. For this reason, the schools internal affairs and the schools relation with the Education Secretariat were gaining tension. The teaching effort was individualized; it was not building any agreements and neither compounding educational strategies. Given this situation, even though teachers have declared their wish to make a difference in their students education, the teaching did not cease to be scraps of reality disconnected of its whole (FREIRE, 2005, p. 65) The measures that should correct the learning deficits of students and offer a full education were neither universalized nor offered according to its material and pedagogical needs. For this reasons the disruptions in the lives of teenagers are still multiplying into twisted paths.

O presente trabalho aborda a aplicação de processos combinados de estampagem, processo convencional e incremental em uma mesma chapa metálica. Essa combinação é denominada de processo de estampagem híbrido. Tal processo é realizado através da fabricação de uma pré-forma pelo processo convencional de estampagem, seguido da manufatura pelo processo incremental. O objetivo principal é analisar o comportamento das deformações ocorridas na geratriz, o que até então só havia sido analisado separadamente, sem um aprofundamento aplicado ao processo híbrido. As deformações ocorridas no processo convencional determinam os caminhos de deformações nos elementos da geratriz, influenciando diretamente as deformações geradas pela estampagem incremental. Para alcançar os objetivos, experimentos foram realizados com o material aço DC04, sendo divididos em duas etapas: a estampagem incremental em linha reta e após o processo de estampagem híbrido. A estampagem incremental em linha reta foi realizada para avaliação do material em relação a diferentes estratégias incrementais e às máximas deformações. No processo híbrido, as deformações da estampagem convencional foram realizadas em três direções com graus de deformações diferentes. Na etapa incremental do processo híbrido foi adotada a estratégia de pirâmide com diferentes inclinações de parede nas amostras. Nos experimentos, foram analisadas as deformações verdadeiras, geometrias finais e redução de espessura das amostras. A simulação numérica é uma ferramenta computacional que foi utilizada para comparação e correlação com os dados dos experimentos físicos. Os critérios de falha ou parada das simulações são dependentes dos dados do material (curva limite de conformação) e/ou dos experimentos físicos realizados (profundidade de ruptura). No desenvolvimento da estampagem incremental em linha reta, o punção de ponta hemisférica com diâmetro de 30mm e 1mm de incremento por etapa apresentou as maiores deformações máximas (1,03). No processo de estampagem híbrido, as amostras com pré-deformações de embutimento profundo tenderam a não influenciar as deformações incrementais finais. As amostras com pré-deformações planas foram diretamente proporcionais às deformações máximas incrementais. Já as com pré-deformações de estiramento biaxial influenciaram as deformações incrementais conforme o grau da pré-deformação. / The present work approaches the application of combined forming processes, and conventional and incremental sheet forming processes in the same metal sheet. This combination is denominated hybrid forming processe. This process is done through the manufacture of a pre form by conventional forming process, followed by incremental sheet forming. The main objective is to analyze the behavior of strains occurred in the blank, which until now was only studied separately, without a deepening study applied to hybrid process. The pre strains occurred in the conventional process determine the strain paths in the blank elements, directly influencing the strains produced by the incremental process. To reach these objectives, experiments with DC4 steel were done, and were separated into two stages: first, a test of incremental sheet forming in a straight line, and, after, the hybrid forming process. The incremental sheet forming in straight line was done to evaluate the material in relation to different incremental strategies in this process and to maximum deformations. In the hybrid process, the conventional process deformations were done in three directions with distinct strain rate. In the incremental stage, the pyramid strategy was adopted with different wall inclinations of samples. In the experiments, the true strains, the final geometries and the samples thickness reduction was analyzed. The numerical simulation is a computational tool that was used for the comparison and correlation with the data of the physical experiments. The failure criterion or stopped simulations depend of the material data (Forming Limit Curve) and/or on the physical experiments done (depth of rupture). In the development of the incremental forming in straight line, the hemispherical-headed punch with diameter of 30 mm and 1 mm of increment per step presented the higher maximum strains (1,03). In the hybrid process, the deep drawing samples with pre-strain did not tend to influence the final incremental strains. The samples with plane pre-strain were directly proportional to the maximum incremental strains. Tthe samples with pre-strain biaxial, on the other hand, influenced the incremental strains according to the degree of pre-strain.

Os algoritmos para síntese de circuitos digitais em geral visam a melhoria de uma função de custo composta de quatro critérios: área, desempenho, potência e testabilidade. Normalmente estes algoritmos conseguem uma relação de compromisso para a otimização de dois critérios. Efeitos indesejáveis também podem surgir com a otimização de um destes critérios. Por exemplo, as otimizações de desempenho podem introduzir falhas de colagem não testáveis (redundâncias) em um circuito, reduzindo a sua testabilidade. Muitos algoritmos de síntese lógica exploram propriedades específicas de determinadas funções a serem sintetizadas. Um exemplo de função com propriedades específicas são as funções ditas unate. Um exemplo deste tipo de função é o sinal de carry de um somador completo. Este tipo de função exige cuidados especiais para evitar a introdução de redundâncias. Muitos dos algoritmos para síntese lógica empregam a decomposição de Shannon para melhorar o desempenho de um circuito. A equação geral da decomposição de Shannon é expressa através de uma função binate. As redundâncias sempre serão introduzidas nos circuitos quando uma equação binate é utilizada para representar uma função unate. Diagramas de Decisão Binária (BDDs) são um tipo estruturas de dados muito utilizadas em algoritmos para síntese lógica. A decomposição de Shannon também é utilizada para derivar circuitos a partir de BDDs. Este tipo de estrutura representa uma função lógica, mas não mantém uma representação sem redundâncias da mesma. Infelizmente, os circuitos derivados a partir desta estrutura poderão ser redundantes, principalmente quando a decomposição de Shannon for utilizada. Existem estruturas de dados capazes de representar uma função sem redundâncias. Este é o caso dos VPBDDs , que possuem propriedades especiais que preservam características de testabilidade da função representada. Baseando-se nas propriedades dos VPBDDs, um novo algoritmo para remoção de redundâncias foi proposto. Este algoritmo é capaz de gerar circuitos sem redundâncias, mesmo quando a função, que é representada pelo VPBDD, é unate. Além da geração de circuitos sem redundâncias, o algoritmo garante que o atraso do circuito não aumenta após a remoção de redundâncias. A área dos circuitos resultantes pode aumentar, diminuir ou permanecer a mesma, considerando o número de portas lógicas utilizadas. Todos os resultados obtidos neste trabalho mostram que o algoritmo consegue realizar a remoção de redundâncias, sem prejudicar o atraso do circuito. Além disso, todos os caminhos redundantes do circuito têm seu atraso reduzido, pois com a remoção de redundâncias o número de portas lógicas em série é reduzido. A aplicação deste algoritmo apresenta bons resultados para circuitos aritméticos. Isto se deve principalmente ao fato do carry ser uma função unate, o que pode introduzir redundâncias no circuito se esta propriedade (de ser unate) não for tratada adequadamente. O algoritmo proposto também abre possibilidades para a criação de outras ferramentas de CAD, como por exemplo: uma ferramenta para análise de timing, um gerador de circuitos aritméticos sem redundâncias, ou ainda uma ferramenta para geração de teste, incluindo lista de falhas, vetores de teste e cobertura de falhas. / Algorithms for digital circuit design aim the reduction of a cost function composed of four criteria: area, delay, power and testability. Usually these algorithms are able to obtain a trade-off for the optimization of two of these criteria. Undesired effects may occur due to the optimization of one of the criteria. For instance, delay optimizations may introduce non testable stuck-at faults (redundancies) in a circuit, this way reducing its testability. Several logic synthesis algorithms exploit specific properties of the logic functions to be synthesized. One example of function with specific properties are the socalled unate functions. An example of this kind of function is the carry-out sign in a full adder circuit. This kind of function require special care in order to avoid redundancy introduction. Shannon decomposition [SHA 38] is used in many logic synthesis algorithms for improving circuit performance. The general case of the Shannon decomposition is represented by a binate (not unate) equation. Redundancies are introduced in a circuit when a binate equation is used to express a unate function. Binary Decision Diagrams (BDDs) are a kind of data structures widely used in the field of logic synthesis. Shannon decomposition is also used to derive circuits from BDDs. This data structure is used to represent logic functions, but it is not able to maintain an irredundant representation of any logic function. Unfortunately, circuits derived from BDDs will possibly have redundancies, specially when Shannon decomposition is used. Some data structures are able to represent any logic function in a irredundant form. This is the case of the VPBDDs [REI 95a] [REI 2000], which have special properties that preserve the testability properties of the functions being represented. Based on VPBDD properties, a novel algorithm for redundancy removal was proposed [MAR 2002]. This algorithm is able to generate irredundant circuits even when the function represented by the VPBDD is unate. In addition to the generation of irredundant circuits, the algorithm guarantees that the circuit delay will not be increased by redundancy removal. The final area may be increased, reduced or even remain the same, considering the number of logic gates. The results obtained in this work indicate that the algorithm is able to perform redundancy removal without increasing the circuit delay. Besides, all the redundant paths in the circuit have their delay reduced, as the number of logic gates in series will be reduced by the redundancy removal process. The application of this algorithm gives good results for arithmetic circuits. This is mainly due to the fact that the carry chain is composed of unate functions, this way redundancies are introduced in the circuit if this property is not adequately treated. The proposed algorithm allows for the creation of other CAD tools, as for instance: a timing analysis tool, a generator of irredundant arithmetic circuits, or even a test generation tool, including list of faults, test vectors as well as fault coverage.

Esta tese objetiva propor algorítmos para a redução do tamanho dos fios em circuitos VLSI considerando elementos críticos dos circuitos. O problema é abordado em duas perspectivas diferentes: posicionamento e roteamento. Na abordagem de posicionamento, a tese explora métodos para realizar posicionamento de um tipo particular de circuito VLSI, que são conhecidos como circuitos 3D. Diferente de trabalhos anteriores, este tese aborda o problema considerando as conexões verticais (chamadas 3D-Vias) e as limitações impostas pelas mesmas. Foi realizado um fluxo completo, iniciando no tratamento de pinos de entrada e saída (E/S), posicionamento global, posicionamento detalhado e posicionamento das 3D-Vias. A primeira etapa espalha os pinos de E/S de maneira equilibrada objetivando auxiliar o posicionamento para obter uma quantidade reduzida de 3D-Vias. O mecanismo de posicionamento global baseado no algorítmo de Quadratic Placement considera informações da tecnologia e requerimento de espaçamento de 3D-Vias para reduzir o comprimento das conexões e equilibrar a distrubuição das células em 3D. Conexes críticas podem ser tratadas através da insercão de redes artificiais que auxiliam a evitar que 3D-Vias sejam usadas em conexões críticas do circuito. Finalmente, 3D-Vias são posicionadas por um algorítmo rápido baseado na legalizaçãao Tetris. O framework completo reforça os potenciais benefícios dos circuitos 3D para a melhora do comprimento das conexões e apresenta algorítmos eficientes projetados para circutos 3D podendo estes serem incorporados em novas ferramentas. Na abordagem de roteamento, um novo algorítmo para obtenção de árvores de Steiner chamado AMAZE é proposto, combinando métodos existentes com novos métodos que são efetivos para produzir fios curtos e de baixo atraso para elementos críticos. Um técnica de biasing atua na redução do tamanho dos fios, obtendo resultados próximos da solução ótima enquanto que dois fatores de timing chamados path-length factor e sharing factor propiciam melhora do atraso para conexões sabidas como críticas. Enquanto que AMAZE apresenta melhorias significativas em um algorítmo padrão na indústria de CAD (Maze Routers), ele produz árvores de roteamento com uso de CPU comparável com algorítmos heurísticos de árvore de Steiner e menor atraso. / This thesis targets the wire length improvement of VLSI circuits considering critical elements of a circuit. It considers the problem from two different perspectives: placement and routing. On placement, it explores methods to perform placement of 3D circuits considering issues related to vertical interconnects (3D-Vias). A complete flow, starting from the I/O pins handling, global placement, detailed placement and 3D-Via placement is presented. The I/O pins algorithm spreads the I/Os evenly and aids the placer to obtain a reduced number of 3D-Vias. The global placement engine based on Quadratic algorithm considers the technology information and 3D-Via pitch to reduce wire length and balance the cells distribution on 3D. Critical connections can be handled by insertion of artificial nets that lead to 3D-Via avoidance for those nets. Finally, 3D-Vias are placed by a fast algorithm based on Tetris legalization. The whole framework enforces the potential benefits of 3DCircuits on wire length improvement and demonstrates efficient algorithms designed for 3D placement that can be incorporated in new tools. On routing, a new flexible Steiner tree algorithm called AMAZE is proposed, combining existing and new methods that are very effective to produce short wire length and low delay to critical elements. A biasing technique provides close to optimal wire lengths while a path length factor and a sharing factor enables a very wide delay and wire length trade-off. While AMAZE presents significant improvements on a industry standard routing algorithm (Maze Routers), it produces routing trees with comparable speed and beter delay than heuristic Steiner tree algorithms such as AHHK and P-Trees.