Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-04-16T13:52:59Z No. of bitstreams: 1 2012_DanielMauricioMunozArboleda.pdf: 4781553 bytes, checksum: 37ddc6232fd3ef1235c5c3c3ea447b43 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-05-09T12:40:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_DanielMauricioMunozArboleda.pdf: 4781553 bytes, checksum: 37ddc6232fd3ef1235c5c3c3ea447b43 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-09T12:40:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_DanielMauricioMunozArboleda.pdf: 4781553 bytes, checksum: 37ddc6232fd3ef1235c5c3c3ea447b43 (MD5) / Este trabalho apresenta um estudo da implementação em FPGAs (Field Programma- ble Gate Array) de algoritmos de otimização bioinspirados baseados em inteligência de enxames, voltados principalmente para aplicações embarcadas. Nos problemas de otimização embarcada, a dimensionalidade (número de variáveis de decisão) é relativa- mente pequena (algumas dezenas), por em, os problemas devem ser resolvidos em uma escala de tempo desde os milissegundos até alguns segundos. A abordagem utilizada está baseada em uma representação aritmética de ponto utuante e no uso de operações de fácil implementação em FPGAs, permitindo explorar o paralelismo intrínseco dos algoritmos por inteligência de enxames, visando obter ganhos de desempenho em termos do tempo de execução e da qualidade da solução. Foram exploradas as arquiteturas de hardware dos algoritmos PSO (Particle Swarm Optimization), ABC (Arti cial Bee Colony), FA (Fire y Algorithm) e SFLA (Shu ed Frog Leaping Algorithm), assim como de algumas variantes propostas para os mesmos. Estudos de consumo de recursos para diferente número de partículas paralelas e dimensionalidade dos problemas foram realizados no intuito veri car a aplicabilidade dos algoritmos em arquiteturas reconguráveis. Adicionalmente, a qualidade das soluções obtidas pelas arquiteturas propostas foi validada usando problemas de teste tipo benchmark. Os algoritmos estudados foram implementados no processador de software embarcado MicroBlaze e em um PC de escritório, permitindo, assim, realizar comparações do tempo de execução entre as implementações de hardware e software. Finalmente, uma solucão de hardware foi proposta para a solução de um problema de otimização embarcada, onde é realizado o treinamento online de um controlador neural de um robô móvel de pequeno porte. Os resultados experimentais mostram que a implementação em FPGAs dos algoritmos por intelig^encia de enxames é viável em termos de consumo de recursos de hardware. Foram obtidos fatores de acelera ca~o de tr^es ordens de magnitude em comparação com a implementação software no MicroBlaze e de 3.6 vezes em comparação com a solução no PC de escritório. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents a study of the FPGA (Field Programmable Gate Array) implementation of swarm intelligence optimization algorithms, applied to embedded optimization systems. In embedded optimization problems the dimensionality (problem size) is smaller than in conventional ones; however, the problems must be solved at millisecond/second time-scales. The approach presented in this work is based on the oating-point arithmetic repre sentation as well as on operations that can be easily implemented on FPGAs, allowing the intrinsic parallelism of the swarm intelligence based algorithms to be explored in order to improve the execution time and the quality of the solutions. Hardware architectures of the PSO (Particle Swarm Optimization), ABC (Arti cial Bee Colony), FA (Fire y Algorithm) and SFLA (Shu ed Frog Leaping Algorithm) algorithms, as well as some proposed modi cations, were mapped on FPGAs. The cost in logic area of the proposed architectures was estimated for di erent swarm sizes and problem sizes in order to validate the applicability of the algorithms for recon gurable architectures. In addition, the quality of the solutions obtained by the proposed architectures was validated using two unimodal and two multimodal bechmarks test problems. The algorithms were also implemented on two software processors, the MicroBlaze embedded processor and a conventional Desktop solution, allowing for comparisons of the execution time between the hardware and software implementations. Finally, a hardware solution was proposed for solving the online training process of a neural network controller of a small mobile robot. The experimental results demonstrate that the FPGA implementation of the swarm intelligence algorithms is feasible in terms of the hardware resources consumption. Speed-up factors of three orders of magnitude and 3.6 times were achieved in compa- rison with the MicroBlaze and the Desktop solutions, respectively.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-01-15T13:11:25Z No. of bitstreams: 1 2013_PedroManuelSanchezAguilar.pdf: 653092 bytes, checksum: ff8c96d2d44676b4857728bbb2be0d88 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2014-01-28T10:45:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_PedroManuelSanchezAguilar.pdf: 653092 bytes, checksum: ff8c96d2d44676b4857728bbb2be0d88 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-28T10:45:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_PedroManuelSanchezAguilar.pdf: 653092 bytes, checksum: ff8c96d2d44676b4857728bbb2be0d88 (MD5) / Neste trabalho, ilustramos a utilização de dois métodos diferentes - sub e supersolução e variacional - na obtenção de existência de solução para uma classe de problemas elípticos semilineares cuja não-linearidade apresenta dependência do termo gradiente. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work we illustrate the application of two different methods - lower and upper solution and variational - to obtain the existence of a solution for a class of semilinear elliptic problems whose nonlinearity presents dependence on the gradient term.

Neste trabalho, propomos um novo dispositivo para sensoriamento do campo ele radiação e localização do raio central do feixe de raios-X. Este dispositivo possibilita um alinhamento preciso entre os objetos de teste, utilizados pelos métodos de avaliação do ponto focal, e este raio de referência. Isto é feito através de um procedimento simples e seguro, utilizando sensores eletrônicos, sem expor o operador aos riscos da radiação, como na maioria dos dispositivos já existentes. Também apresenta um custo acessível e grande versatilidade, podendo ser utilizado em qualquer tipo de equipamento radiográfico. A necessidade do correto alinhamento destes objetos de teste eleve-se à grande variação verificada nas características do ponto focal ao longo do campo de radiação. Esta variação, denominada característica de campo, origina-se devido à inclinação do anodo do tubo de raios-X. A importância da avaliação do ponto focal deve-se ao fato de que este é o principal fator limitante da capacidade de resolução espacial em muitos sistemas radiográficos. / In this work, we propose a new experimental device to determine the central ray position of the radiation beam. This device makes possible a precise alignmente between the test objects, used by the focal spot avaliation methods, and this reference ray. This is made through a simple and safety procedure, using eletronic sensors, without the risk of operator exposition to the X-rays. In addition, it presents a low cost and can be used in any type of radiographic equipment. The need for the correct alignment of the test objects is due to the Iarge variation of the focal spot characteristics along the radiation field. This variation, named field characteristic, is originated by the target angulation of the X-ray tube. The focal spot avaliation is very important due to the fact that it is the principal limiting factor of spacial resolution capacity of many radiographic systems.

O Trabalho de pesquisa consiste em desenvolver um sistema de avaliação de qualidade de imagens radiológicas que não apresente os problemas dos métodos atualmente disponíveis e principalmente ofereça para o radiologista urna relação entre as características do seu sistema e a nitidez da imagem. Os fatores que mais influenciam a qualidade da imagem são a característica de campo e o tamanho do ponto focal. Estes assuntos foram, portanto, principalmente estudados na revisão bibliográfica, atualmente utilizados imagem junto com os principais métodos para avaliação da qualidade da imagem. O novo método, desenvolvido utilizando simulação computacional, apresenta a imagem do ponto focal e do objeto radiografado, de qualquer forma e qualquer tamanho, para qualquer posição do campo de raios-X. A imagem do objeto é dada com os contornos em tons de cinza que representam bem a nitidez da imagem real. / The aim of this work is the development of a system to evaluate radiologic images quality, without the constraints of the current available methods. Furthermore, the new proposed technique should present to the radiologist a relationship between the radiologic system characteristics and its image sharpness. The main parameters which affect the radiologic image quality are the field characteristic and the focal spot size. Therefore, both issues were studied and presented in the text, beside the main methods currently used to evaluate the image quality. The new method, which uses computational simulation, shows the images of focal spot and of the radiographed object, taking into account objects of any shape and size, and for any X-ray field location. The image is shown with grey scale boundaries which are a good representation of the actual image.

Este trabalho aborda algumas etapas do projeto de operadores aritméticos de ponto flutuante visando sua IMPLENENTAÇÃ0 lntegrada. Inicialmente são estudados os algoritmos das operações de adição, subtração e multiplicação envolvendo operandos representados nos formatos estabelecidos pelo Padrão IEEE para aritmética binária de ponto flutuante [IEE 87]. A partir dos algoritmos são propostas arquiteturas para aqueles operadores, procurando aproveitar características de paralelismo para acelerar a execução. Detalha-se a proposta arquitetural do operador de multiplicação em ponto flutuante considerando algumas questões de caráter pratico. Estabelece-se uma estrutura pipeline, o controle e a temporização para o circuito. A implementação, neste nível, e validada por simulação. / This work deals with some design steps of integrated floating-point arithmetic operators. Firstly, the algorithms of floating-point addition, subtraction and multiplication are studied, based on the IEEE Standard for binary floating-point arithmetic CIEE 87]. After, some architectural solutions are proposed for the above operators, taking in account the parallel caracteristics of the algorithms for gain execution speed. The architectural level of the floating-point multiplier operator is detailed, emphasizing some practical matters; including a pipeline structure, control and timing of the circuit. Simulation is used to confirm the design proposed.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:50:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1633_1.pdf: 3430552 bytes, checksum: 3faeba7130f6e7c5c09f28267843f88a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Os FPGAs (Field Programable Gate Array) têm sido considerados como uma opção atrativa no desenvolvimento de co-processadores de aplicação específica para sistemas computacionais de alto desempenho. Tradicionalmente, entretanto, estes dispositivos vinham sendo empregados apenas para implementar sistemas que não demandassem um uso intensivo de operações aritméticas envolvendo números em ponto flutuante. Isto acontecia principalmente devido à alta complexidade e ao tamanho dos cores de hardware gerados e também devido a escassez de recursos lógicos adequados a este tipo de aplicação nos FPGAs disponíveis à época. Os recentes avanços nesta tecnologia tem permitido a construção de novas famílias de FPGAs, os quais além de contar com dezenas de milhões de portas lógicas, dispõem também de recursos de hardware mais adequados à aplicações de processamento de alto desempenho, tais como: CPUs, DSPs (Digital Signal Processor) e grandes blocos de memória. Estes novos recursos tem permitido que projetistas e engenheiros possam implementar com maior facilidade coprocessadores aritméticos mais adequados a aplicações de computação científica. Neste trabalho, serão apresentados os detalhes de construção de uma unidade aritmética, um multiplicador e acumulador (MAC), implementado em FPGA, o qual segue o padrão IEEE 754 para números em ponto flutuante de precisão dupla. Esta unidade foi desenvolvida como parte de um co-processador aritmético de aplicação específica, dedicado a multiplicação de matrizes densas, para uso em plataformas computacionais de alto desempenho. O padrão IEEE 754 é descrito em detalhes, bem como a arquitetura interna da unidade aritmética implementada. Serão apresentadas também as metodologia de desenvolvimento e teste empregadas na construção deste dispositivo

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:52:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Devido à grande demanda da comunidade científica para o aumento da precisão em cálculos científicos, com redução no tempo de processamento e na potência dissipada pelos algoritmos em sua execução, estudos têm demonstrado que dispositivos especiais, como FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), que trabalham, em geral, como co-processadores, podem em muito ajudar nesta linha de pesquisa. Muito já foi implementado e testado, porém a limitação de se trabalhar com números inteiros, que possuem um intervalo reduzido de representação numérica, imposta pela arquitetura nativa dos FPGA, incentivaram os pesquisadores a procurarem alternativas de como aumentar a precisão na plataforma. Esta pesquisa voltou-se para o estudo e a adaptação do padrão aritmético IEEE 754, largamente utilizado em computadores comuns e DSPs, ambos com grande capacidade de representação numérica, para FPGAs. Desta forma, uma adaptação mais natural dos algoritmos já existentes, que precisam ser acelerados, seria possível com os novos recursos na nova plataforma. Esta flexibilidade oferecida pelo novo ambiente de desenvolvimento concebeu muitas alternativas de viabilidade do projeto, gerando assim, uma grande quantidade de Ip-cores (uma biblioteca de cores) que realizam a mesma tarefa, entretanto de maneiras diferentes. Este trabalho tem como objetivo principal desenvolver o algoritmo da transformada rápida de Fourier (FFT) em hardware, para FPGAs. Este software Ip-core, bastante utilizado em aplicação científicas, particularmente em processamento digital de sinais, foi desenvolvido utilizando operações aritméticas números de ponto flutuante, padrão IEEE 754, com uma boa adaptabilidade. No Ip-core desenvolvido todas as operações aritméticas complexas, que o algoritmo demanda, foram encapsuladas para futuras melhoras sejam facilmente implementadas. Isto permite que, caso algum novo core aritmético, com melhor qualidade, venha a ser desenvolvido, o mesmo poderá facilmente substituir um core existente

Made available in DSpace on 2014-06-12T16:29:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2500_1.pdf: 1896080 bytes, checksum: a995e81c90a2bbe0bbf5e0eba391a91a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Várias pesquisas científicas têm sido desenvolvidas para explorar o potencial do posicionamento GNSS, o qual envolve o posicionamento absoluto e relativo. Em termos de posicionamento absoluto na geodésia, maior atenção tem sido dada para o Posicionamento por Ponto Preciso (PPP). Esse método requer órbitas precisas, correções dos relógios dos satélites e modelos matemáticos para os vários erros e fenômenos físicos que afetam as observações. Logo, para realizar o PPP é necessário ter disponível uma boa infraestrutura global, como por exemplo, uma rede de estações como a do IGS, que fornece os produtos GNSS necessários para essa finalidade. As ambiguidades da fase da onda portadora usualmente são calculadas como solução real no processamento PPP e a solução inteira (solução fixa) tem sido um desafio contínuo para a comunidade científica geodésica. Quando as ambiguidades são fixadas corretamente, a alta acurácia no PPP é obtida em curtos intervalos de tempo. Nesta pesquisa, visando à obtenção de melhorias no PPP através da solução de ambiguidades, o Ambizap, algoritmo capaz de solucionar as ambiguidades no contexto de redes GNSS, foi utilizado para resolver as ambiguidades envolvidas em cinco estações de teste com base em soluções de uma rede suporte. Esta rede foi composta por todas as estações da rede GNSS-SP e RBMC com dados disponíveis no período de 08 a 14 de agosto de 2009. A partir dos resultados obtidos e comparados com a solução SIRGAS SIR09P01, verificou-se que a solução de ambiguidades no PPP melhorou significativamente a qualidade do posicionamento com intervalo de tempo de até uma hora. A componente leste chegou a apresentar melhorias acima de 60% em termos de EQM após a solução das ambiguidades. As componentes norte e vertical melhoraram cerca de 40% quando realizado o comparativo das soluções reais com as inteiras. Porém, quando a solução de ambiguidades envolveu estações com mais de 360 km de distância da estação mais próxima da rede, os resultados não foram satisfatórios, caracterizando que essa metodologia ainda dispõe de espaço para investigações e melhorias

Orientador: Marco Aurelio Zezzi Arruda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T22:51:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_AlineSoriano_M.pdf: 3574562 bytes, checksum: 6e7d02685ed814950db0ef3f76b933c4 (MD5) Previous issue date: 2005 / Mestrado / Quimica Analitica / Mestre em Química

Orientador: Marco Aurelio Zezzi Arruda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T21:48:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Coelho_LucianaMelo_D.pdf: 3258414 bytes, checksum: bf5794c1897da59a91597510c34ed02a (MD5) Previous issue date: 2005 / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Quimica