[pt] O segmento industrial desempenha um importante papel no desenvolvimento do setor de gás Brasileiro. Em função dos baixos preços e dos incentivos dados pelo governo para a conversão dos processos industriais (muitos deles dependentes do óleo combustível) para o gás natural, criou-se uma fonte de demanda firme deste combustível. Como as termelétricas operam em regime de complementariedade ao sistema hidrelétrico (sendo coordenadas pelo Operador Nacional do Sistema (ONS) elétrico e chamadas a gerar apenas em situações hidrológicas desfavoráveis), o oconsumo de gás termelétrico ocorre de forma esporádica. Uma forma de se aumentar a eficiência do uso do gás, mesclando duas classes de consumidores se dá através dos contratos interruptíveis, que proporcionam ao produtor a capacidade de atender consumidores industriais bicombustível (gás e óleo por exemplo) com o gás ocioso das termelétricas. Como a atratividade deste contrato depende do desconto dado com relação ao preço do contrato firme, que não é interrompido, o objetivo deste trabalho é a construção de um modelo analítico para a determinação do preço ótimo dos contratos de fornecimento de gás interruptíveis, por parte de um produtor monopolista. O consumo de gás das termelétricas será considerado como principal fonte de incerteza do modelo, que por sua vez será caracterizada através de cenários de operação ótima do sistema elétrico, simulados conforme a metodologia utilizada pelo ONS. O perfil de risco do produtor será caracterizado pelo Conditional Value-at-Risk (CVaR). / [en] Brazilian natural gas industry growth has been led by electricity supply. As hydro plants generate at lower costs, thermal units only produce when hydro electricity is insufficient. This makes natural gas consumption highly volatile: Either all thermal units generate together or don’t. When all units generate together, the gas trader has to buy LNG - Liquified Natural Gas at the spot market incurring price risk. This risk can be mitigated in case the gas trader is able to sell flexible contracts to the industrial sector that can be interrupted in case of thermal generation. Thus the gas volume sold under flexible contracts is used either by thermal generation or by the industrial sector, virtually reducing total demand and avoiding emergency LNG purchases. The determination of the optimal price for these contracts is the aim of this dissertation. The determination model proposed will try to maximize a convex combination of CVaR - Conditional Value at Risk NPV - Net Present Value and trader´s profit NPV.

[pt] O presente trabalho tem como foco o estudo do Sistema Petrobras, no que tange o planejamento estratégico dos investimentos da Companhia, sob a ótica da cadeia integrada do petróleo. A partir de um dos modelos matemáticos mais utilizados (e há mais tempo) na empresa, diversas decisões estratégicas de suma importância são suportadas, de modo a maximizar seu resultado operacional ao longo de um horizonte de tempo da ordem de 10 (dez) anos. Com embasamento na literatura atual, evoluções são propostas e testadas no modelo matemático. Primeiramente são introduzidas técnicas de programação estocástica em dois estágios, onde as decisões de investimento são representadas por variáveis de primeiro estágio; e a operação de todo o sistema – desde o refino até a comercialização do petróleo e derivados, passando por toda a questão logística – passa a fazer parte do segundo estágio, após a realização / revelação dos parâmetros estocásticos. Em um segundo passo, técnicas de decomposição são aplicadas para contornar eventuais limitações geradas pelo grande porte atingido pelo modelo, que cresce proporcionalmente ao número de cenários envolvidos na otimização. Os resultados mostram que o modelo estocástico começa a esbarrar nestas limitações a partir da resolução de problemas com mais de 30 cenários. Por outro lado, apesar do tempo computacional consideravelmente maior, o modelo decomposto chegou a resolver até 80 cenários, nos testes realizados. / [en] This work focuses on the study of Petrobras, regarding the strategic planning of the Company s investments, from an integrated oil supply chain perspective. From one of the most widely used mathematical models in the Company, several strategic decisions of great importance are supported, so as to maximize its operating result over a time horizon of approximately 10 (ten) years. Based in current literature, developments are proposed and tested in the mathematical model. First, two-stage stochastic programming techniques are introduced, where investment decisions are represented by first-stage variables; and system s operation – from oil refining and sales to the entire logistics issue – by second-stage variables, after realization of the stochastic parameters. In a second step, decomposition techniques are applied to circumvent any large scale limitations. The results show that the stochastic model starts to reach these limitations in problems with 30 scenarios or more. On the other hand, despite the considerably greater computational time, the decomposed model was able to solve up to 80-scenarios problems, during the tests.

[pt] Os grandes agentes do mercado de energia dedicam muitos esforços na avaliação e decisão da alocação ótima de capital para a implementação de projetos, em decorrência do grande número de projetos candidatos em seus portfólios de investimentos. Essas decisões visam escolher o subconjunto de projetos a ser implementado, pois os recursos orçamentários são geralmente menores que o necessário para a implementação de todos eles. Muitos são os riscos apresentados, e quanto mais riscos e incertezas, maiores se tornam as dificuldades de avaliação e decisões de investimento de maneira otimizada. As metodologias clássicas para avaliação de portfólios de projetos de investimento são baseadas em maximizar os retornos (VPL, TIR, etc) e minimizar o risco (desvio-padrão do VPL, variância, etc). Muitas vezes, estes métodos tradicionais de avaliação podem não conseguir tratar adequadamente as flexibilidades gerenciais (Opções Reais) características dos projetos, assim como os riscos e incertezas, devido às possíveis dificuldades de solução e modelagem matemática (multi-variáveis) dos problemas. O desenvolvimento e aplicação de modelos alternativos, tais como os baseados na Teoria de Opções Reais, inclusive com a utilização de métodos de Inteligência Computacional, podem se mostrar mais adequados para estes problemas. Nesta tese é desenvolvida uma metodologia híbrida, apresentando um modelo de Opções Reais Fuzzy para a avaliação de projetos de Revamp por um agente do mercado de Geração Termelétrica de Energia, a partir de um Portfólio de Opções Reais em ambiente de incertezas. Para a seleção do subconjunto de projetos por faixa orçamentária, é aplicado um Algoritmo Genético para otimização multi-critério, através da utilização de um índice de ponderação retorno x risco (lâmbda). / [en] Large players in energy market dedicate many efforts in valuation and optimal capital allocation decision for their project implementation, due the large candidate projects number in their investment portfolios. These decisions aim to choose the projects subset to be implemented, because the monetary resources are generally smaller than necessary for all projects implementation. There are many risks, and with risks and uncertainties, greater become the difficulties in analysis and optimally investment decisions. The classical methods to investment portfolios are based on to maximize returns (NPV, IRR, among others) and to minimize risks (NPV standard deviation, variance, among others). Often, these traditional methods may not be able to handle properly the projects managerial flexibilities (Real Options), as well the risks and uncertainties, due to possible solution difficulties and mathematical modeling problems (multi variables). Alternative models development and implementation, such as those based on Real Options Theory, including the use of Computational Intelligence methods, may be more suitable for these problems. In this thesis, a hybrid methodology is developed, presenting a Fuzzy Real Options model for Revamp projects valuation by a Thermoelectric Power Generation market player, from a Real Options Portfolio in uncertainties environment. For selecting the projects subset by budget range, a multi-criteria Genetic Algorithm optimization is applied, using a weighting return x risk index (lambda).

[pt] A susceptibilidade à corrosão sob tensão em aços para dutos é dependente de uma série de eventos que vão desde a manufatura do aço, fabricação do tubo, montagem dos dutos e tipo de substância transportada pelo duto. O procedimento de soldagem envolvido na montagem dos dutos pode modificar as propriedades mecânicas do metal de base na região da zona termicamente afetada (ZTA), assim como as propriedades metalúrgicas e de resistência à corrosão, tornando potencialmente a região da junta soldada com maior probabilidade de incidência de corrosão sob tensão.Este trabalho tem como objetivo estudar a resistência à corrosão sob tensão em presença de sulfeto e fragilização pelo hidrogênio, em soldas circunferenciais de tubo API 5L X80. Foram realizados: -Ensaios de acordo com norma NACE TM0177/96, Método A -Ensaios de Baixa Taxa de Deformação (BTD) de acordo com a norma ASTM G129-00/2006, em solução contendo Tiossulfato de Sódio. Os resultados mostraram que o metal base foi considerado aprovado segundo os requisitos dos testes NACE TM0177/96. Porém as juntas soldadas originadas nos diferentes processos de soldagem estudados apresentaram susceptibilidade à corrosão sob tensão em presença de sulfeto e fragilização pelo hidrogênio, segundo o mesmo critério, fraturando em um período inferior a 720h. Esta susceptibilidade foi comprovada com os resultados dos ensaios de tração BTD, tendo sido constatada uma queda significativa no limite de resistência, alongamento e tempo de ruptura, em comparação aos ensaios realizados ao ar na mesma taxa de deformação. O mecanismo de fratura predominante nos ensaios foi fratura transgranular. / [en] The susceptibility of pipeline steels to stress corrosion cracking (SCC) depends on a series of factors ranging from the manufacture of the steel, the pipe fabrication, the assembly of the pipeline and the type of substances to be transported. Additionally, the welding procedures adopted during the production of the tubes and for construction of the pipelines (field welding), can modify the properties of the base metal in the heat affected zone (HAZ), potentially rendering this region susceptible to sulphide stress corrosion cracking and hydrogen embrittlement.This study evaluates the resistance of girth welds in API 5LX80 pipes to hydrogen embrittlement and also to stress corrosion cracking in the presence of sulphides. The evaluation was performed according to NACE TM0177/96, Method A, applying the criterion of fracture/no fracture, and slow strain rate tensile tests (SSRT) were undertaken using a sodium thiosulphate solution according to the ASTM G29 standard. According to the requirements of the NACE TM0177/96 test, the base metal was considered approved. The weld metal exhibited susceptibility to SCC in the presence of sulphides, failling in a period of less than 720h. The susceptibility of the welded joint to SCC in the presence of sulphides was confirmed by the results obtained with SSRT tensile tests, where a significant decrease in the ultimate tensile strength, elongation and time to fracture were observed. The mechanism of fracture for the tests was predominantly transgranular.

Diese Arbeit beinhaltet Untersuchungen zu den unterschiedlichen Isoformen des Leptinrezeptors und dessen Regulation in primären humanen Hepatozyten. Leptin und der Leptinrezeptor nehmen in der Physiologie des menschlichen Energiehaushaltes eine wesentliche Funktion ein und sind an der Pathogenese der Adipositas mit Folgeerkrankungen wie der Entwicklung einer Fettleber beteiligt. Es wird erstmalig geprüft inwieweit das Modellsystem primärer humaner Hepatozyten für Analysen der Leptinrezeptor-Expression und der Abspaltung von löslichem Leptinrezeptor geeignet ist. Weiterhin werden untersucht, welchen Einfluss endokrine Regulatoren wie Dexamethason, Leptin und Glucagon auf die isoformspezifischen Rezeptormengen in primären Hepatozyten haben und wie der Rezeptor unter Apoptose reguliert ist, welche durch die lipotoxischen Effekte der freien Fettsäure Palmitat und den Apoptoseinduktor Staurosporin induziert wird. Hierdurch können Rückschlüsse auf eine möglicherweise veränderte Wirksamkeit des Leptins in der Leber gezogen werden.

[pt] As vantagens de incluir a flexibilidade gerencial e a analogia às opções financeiras nos critérios de avaliação de projetos têm sido alvo de discussões teóricas no ramo das finanças. Diversos autores criticam os métodos de análise de investimentos utilizados correntemente, que têm como principal representante o fluxo de caixa descontado (FCD), apoiando-se na noção de que os gerentes ao tomarem decisões devem utilizar técnicas que reflitam as flexibilidades disponíveis. Nesse sentido, a presente dissertação tem por finalidade validar as vantagens sugeridas na utilização da teoria de Opções Reais através de um back-testing, que tem como objeto campos de petróleo com características representativas da indústria petrolífera brasileira. Estes testes serão realizados para o período de 1970 a 1990, sendo contemplada a incerteza econômica e excluindo-se as incertezas técnicas. O modelo desenvolvido em Excel e VBA (Visual Basic for Applications) para decisões de investimento considera as opções de espera de até dois anos e de escolha entre três intensidades de produção. O Movimento Geométrico Browniano foi assumido como o processo estocástico para representar a evolução dos preços reais do petróleo em dólares americanos ao longo do tempo, e sua volatilidade foi variada a título de análise de sensibilidade. Por fim, cabe ressaltar que os resultados obtidos não devem ser aceitos como definitivos, e sim como base de futuros trabalhos na linha de estudos empíricos para verificar e validar as vantagens teóricas das Opções Reais em relação aos demais critérios utilizados na prática. / [en] Financial researchers have discussed a lot about the theoretical advantages of including the managerial flexibility and the financial options analogy in projects valuation criteria. Plenty of authors criticize the currently used investment analysis methods, mainly represented by the discounted cash flow, supported by the notion that the managers should use techniques that better reflect the available flexibility to take their decisions. In this sense, the present dissertation has the objective of validating the suggested advantages of using the Real Options theory through a back-testing focused on oil fields with Brazilian oil industry representative characteristics. Those tests will be carried out for the 1970-1990 period, considering the economic uncertainty and excluding the technical uncertainties. The investment decisions model developed in Excel and VBA (Visual Basic for Applications) contemplates the options of waiting till two years and of choosing among three exploitation intensities. The Geometric Brownian Motion was assumed as the stochastic process to represent the real oil prices time evolution, and its volatility was varied to generate a sensibility analysis. Finally it is worthy to state that the results shall not be accepted as definitive, and just as a foundation to future studies on the empirical research line of verifying and validating the theoretical advantages of the Real Options with regard to others currently used criteria.

Introdução. Desde 2006 a Assistência Farmacêutica da Coordenação de Atenção Básica da Secretaria Municipal da Saúde de São Paulo (SMS-SP) recebeu, por ano, em média, cerca de 125 solicitações de medicamentos não constantes da Relação Municipal de Medicamentos Essenciais - Remume-SP, antes de 2011, e a partir deste ano 250 solicitações, demanda que ainda não foi objeto de estudo para se conhecer de forma sistemática sua natureza e as implicações quanto à regulação sob o marco do acesso racional a fármacos.Objeto do estudo. Avaliou-se as solicitações de produtos farmacêuticos não constantes da Remume-SP, de 2008 a 2013. Método. Análise de documentos, segundo a prática médica com base em provas científicas, de solicitação de medicamentos não disponíveis na Remume-SP decorrente de prescrição médica por meio de Formulário de Justificação para aquisição de medicamentos não constantes da Remume-SP, e oriunda de serviços da SMS-SP no período do estudo. Resultado. Analisou-se os processos advindos de 1.174 solicitações, de 2008 a 2013, que levou à não autorização de aquisição de 58,9 por cento (N=692), pelos seguintes motivos: 1- não há prova suficiente na literatura, 15 (17 por cento ); 2- consta da Remume-SP, 11 (1 por cento ); 3- disponível na SES-SP, 56 (8 por cento ); 4- informação clínica insuficiente, 151 (22 por cento ); 5- fornecimento CACON, 10 (1 por cento ); 6- fármaco desnecessário, 18 (3 por cento ); 7- indicação de outro fármaco, ou outra concentração do fármaco solicitado, ou outro acessório, ou ainda outro tratamento (cirúrgico, por exemplo), 169 (24 por cento ); 8- solicitação de parecer de área técnica relacionada, 62 (9 por cento ); 9- paciente não acompanhado em serviço municipal de saúde, 12 (2 por cento ); 10- erro de prescrição, 39 (6 por cento ); 11- não há prova suficiente na literatura e informação clínica insuficiente, 49 (7 por cento ). As razões do não acolhimento do pedido do médico estão apresentadas em exemplos, das principais categorias farmacêuticas, considerando-se a variedade das solicitações, todos documentados pela literatura e extraídos dos processos de solicitações. Faz-se recomendações para a melhoria da regulação da prescrição farmacológica e possíveis ajustes na relação entre os formuladores e executores de políticas do município e os conjuntos dos prescritores, tendo como centro das preocupações a segurança do usuário do SUS e a melhoria do acesso a fármacos com a melhor relação benefício-risco. / Introduction. Since 2006, the Assistência Farmacêutica da Coordenação de Atenção Básica da Secretaria Municipal da Saúde de São Paulo (SMS-SP) (Coordination on Pharmaceutical Care of the Municipal Health Secretariat of São Paulo) received about 125 requests yearly, on average,before2011, and after this year, 250 requests yearly for drugs not listed in the Relação Municipal de Medicamentos Essenciais (Municipal Register of Essential Medicines) REMUME-SP, demand whose object of study was not known in a systematic nature and whose implications regarding regulation were not studied under the framework of rational access to drugs. Object of the study. Evaluate requests for pharmaceuticals not listed in REMUME-SP, from 2008 to 2013. Method. Analysis of documents, according to medical practice based on scientific evidence, of request for products not available in REMUMESP, prescribed via Form Justification for the purchase of drugs not listed in REMUME - SP, and generated from SMS-SP, during the studied period. Results. Analysis of processes arising from 1.174 requests, 2008 to 2013, has brought to the non-permit of acquisition of 58,9 per cent (N=692), due to the following reasons: 1- there is not enough evidence in the literature, 15 (17 per cent ); 2- listed in Remume-SP, 11 (1 per cent ); 3- available in SES-SP, 56 (8 per cent ); 4- insufficient clinical information, 151 (22 per cent ); 5- supplied by CACON, 10 (1 per cent ); 6- unnecessary drug, 18 (3 per cent ); 7- indication of other drug, or other concentration of the requested drug, or other device, or still other treatment (surgical, for example), 169 (24 per cent ); 8- solicitation of report from related technical area, 62 (9 per cent ); patient not cared by the municipal health service, 12 (2 per cent ); 10- prescription mistakes, 39 (6 per cent ); 11- there is not enough evidence in the literature and not sufficient clinical information, 49 (7 per cent ). The reasons of the non-acceptance of the medical requests are presented in examples, from the main pharmaceutical categories which were requested, considering its variety, all documented in the literature and extracted from the processes of solicitation. Recommendations on the improvement of medical prescription are done and possible arrangements of prescription in the relationship among policy makers and executors in the municipality and the sets of prescribers, whose main concern is the safety of users of SUS and improving access to drugs with the best benefit-risk relation.

Esta pesquisa apresenta um modelo de custeio para apoiar decisão de formação de preços em indústrias de produção sob encomenda. Trata-se de um modelo híbrido que se vale de diferentes métodos de custeio, os quais são, por sua vez, utilizados complementarmente uns aos outros de forma a indicar adequadamente os custos e despesas ocorridos em sistemas de produção sob encomenda para uso no auxílio à formação de preços, tais como, custos de matérias primas, de transformação e despesas fixas indiretas. O modelo se vale dos seguintes métodos: custeio-padrão, custeio por unidade de esforços da produção UEP e custeio baseado em atividades e tempo - TDABC. O modelo proposto foi aplicado em uma indústria de projeto e produção sob encomenda para o setor elétrico permitindo um estudo comparativo acerca da decisão de preços em relação ao modelo atualmente utilizado e o novo modelo proposto. Na comparação realizada, para um produto selecionado, observou-se que ao se utilizar o novo modelo o preço baseado em custos deveria ser 15.5% inferior àquele que se definiria a partir do modelo atualmente aplicado pela indústria, mostrando ter o modelo proposto um tratamento mais coerente em relação aos custos de transformação e despesas da estrutura de apoio se comparado ao modelo atual, refletindo diretamente na competitividade da indústria na medida em que um preço além daquele fixado pela concorrência para uma produção sob encomenda pode afugentar a colocação do pedido pelo potencial cliente. / This research presents a cost model to support the pricing decision in make-to-order industries. The developed hybrid model uses different costing methods, which are, in turn, used in addition to each other presenting indicate adequately the costs and expenditures that occurred in make-to-order systems of production for support pricing decision, such as costs of raw materials, processing and indirect fixed costs. The model takes advantages of the following methods: standard costing, cost per added value unit - AVU and time-driven activity-based costing - TDABC. The proposed model was applied to a make-to-order Company, in this way, allowing a comparative study for the decision of prices between the new model and the current one. In a comparison, considering a selected product, It was observed that, using the new model, the price based on costs would be 15.5% lower than that which was settled using the model currently applied by the company, It shows that the proposed model may treat the processing costs and structures expenditures more consistent when compared to the current model, in this way reflecting the company\'s competitiveness as the price beyond that settled by the competitors for a make-to-order production can stave off placing an order from a potential customer.

A verificação funcional é o conjunto de tarefas destinado a descobrir erros gerados durante o projeto de circuitos integrados, e representa um importante desafio ao influenciar fortemente a eficiência do ciclo inteiro de produção. Estima-se que até 80% dos custos totais de projeto são devidos à verificação, tornando esta atividade o gargalo principal para reduzir o time-to-market. Tal problemática tem provocado a aparição de diversas estratégias para diminuir o esforço, ou para aumentar a capacidade de cobertura da verificação. Por um lado existe a simulação, que permite descobrir um número razoável de erros de projeto; porém, a lentidão da simulação de descrições RTL torna mínima a cobertura real de estados. Por outro lado, os métodos formais de verificação fornecem alta cobertura de estados. Um deles é a checagem de modelos, que checa a validade de um conjunto de propriedades para todos os estados do projeto sob verificação. No entanto, esta técnica padece do problema de explosão de estados, e da dificuldade de especificar um conjunto robusto de propriedades. Outra alternativa formal é a checagem de equivalência que, ao invés de verificar propriedades, compara o projeto com um modelo de referência. No entanto, a checagem de equivalência tradicional é aplicável, unicamente, a descrições no mesmo nível de abstração, e com interfaces idênticas. Como fato importante, não foram encontrados registros na literatura de sobre a verificação formal de descrições RTL, considerando ambos os aspectos computacionais (presentes no modelo de referência) e de comunicação às interfaces (provenientes da especificação funcional de protocolo). Neste trabalho apresenta-se uma metodologia de verificação formal, através do uso de técnicas de checagem de equivalência para determinar a validade de uma implementação em RTL, comparando-a com um modelo de referência em alto nível, e com um modelo formal do protocolo de comunicação. Para permitir tal checagem, a metodologia baseia-se no conceito de sequências de estados, ao invés de estados individuais como na checagem de equivalência tradicional. As discrepâncias entre níveis diferentes de abstração são consideradas, incluindo alfabetos diferentes, mapeamento entre estados, e dessemelhanças temporais. A caracterização e solução do problema são desenvolvidas através de um quadro teórico, onde se apresentam conceitos, e definições, cuja validade é provada formalmente. Uma ferramenta para aplicação prática da metodologia foi desenvolvida e aplicada sobre diferentes tipos de descrições RTL, escritas nas linguagens VHDL e SystemC. Os resultados demonstram efetividade e eficiência na verificação formal de circuitos digitais que incluem, mas não se limitam à correção de erros, encriptação, processamento de imagens, e funções matemáticas. Também, evidencia-se a capacidade da ferramenta para descobrir erros de tipo combinatório e sequencial injetados propositalmente, relacionados com a funcionalidade do modelo de referência, assim como, com a da especificação do protocolo de comunicação, dentro de tempos e número de iterações praticáveis em casos reais. / Functional verification is the group of tasks aiming the discovery of bugs created during integrated circuit design, and represents an important challenge by its strong influence on efficiency throughout production cycles. As an estimative, up to 80% of the whole design costs are due to verification, which makes verification the greatest bottleneck while attempting to reduce time-to-market. Such problem has given rise to a series of techniques to reduce the effort, or to increase verification coverage capability. On the one side, simulation allows finding a good number of bugs, but it is still far from reaching high state coverage because of RTL cycle-accurate slowness. On the other side, formal approaches supply high state coverage. Model checking, for instance, checks the validness of a set of properties for all designs states. However, a strong disadvantage resides in defining and determining the quality of the set of properties to verify, not to mention state explosion. Sequential equivalence checking, which instead of checking properties compares the design with a reference model. Nevertheless, traditionally it can only be applied between circuit descriptions where a one-to-one correspondence for states, as well as for memory elements, is expected. As a remarkable issue, no works were found in literature that dealt with formal verification of RTL designs, while taking care of both computational aspects, present in the high-level reference model, and interface communication aspects, which proceed from the protocol functional specification. This work presents a formal verification methodology, which uses equivalence checking techniques, to validate RTL descriptions through direct comparison with a high-level reference model, and with formal model of the communication protocol. It is based on extracting and comparing complete sequences of states, instead of single states as in traditional equivalence checking, in order to determine if the design intention is maintained in RTL implementation. The natural discrepancies between system level and RTL code are considered, including non-matching interface and memory elements, state mapping, and process concurrency. For the complete problem characterization and solution, a theoretical framework is introduced, where concepts and definitions are provided, and whose validity is formally proved. A tool to apply systematically the methodology was developed and applied on different types of RTL descriptions, written in VHDL and SystemC languages. The results show that the approach may be applied effectively and efficiently to verify formally digital circuits that include, but are not limited to error correction, encryption, image processing, and math functions. Also, evidence has been obtained about the capacity of the tool to discover both combinatory and sequential bugs injected on purpose, related with computational and protocol functionalities, on real scenarios.

A verificação funcional é o conjunto de tarefas destinado a descobrir erros gerados durante o projeto de circuitos integrados, e representa um importante desafio ao influenciar fortemente a eficiência do ciclo inteiro de produção. Estima-se que até 80% dos custos totais de projeto são devidos à verificação, tornando esta atividade o gargalo principal para reduzir o time-to-market. Tal problemática tem provocado a aparição de diversas estratégias para diminuir o esforço, ou para aumentar a capacidade de cobertura da verificação. Por um lado existe a simulação, que permite descobrir um número razoável de erros de projeto; porém, a lentidão da simulação de descrições RTL torna mínima a cobertura real de estados. Por outro lado, os métodos formais de verificação fornecem alta cobertura de estados. Um deles é a checagem de modelos, que checa a validade de um conjunto de propriedades para todos os estados do projeto sob verificação. No entanto, esta técnica padece do problema de explosão de estados, e da dificuldade de especificar um conjunto robusto de propriedades. Outra alternativa formal é a checagem de equivalência que, ao invés de verificar propriedades, compara o projeto com um modelo de referência. No entanto, a checagem de equivalência tradicional é aplicável, unicamente, a descrições no mesmo nível de abstração, e com interfaces idênticas. Como fato importante, não foram encontrados registros na literatura de sobre a verificação formal de descrições RTL, considerando ambos os aspectos computacionais (presentes no modelo de referência) e de comunicação às interfaces (provenientes da especificação funcional de protocolo). Neste trabalho apresenta-se uma metodologia de verificação formal, através do uso de técnicas de checagem de equivalência para determinar a validade de uma implementação em RTL, comparando-a com um modelo de referência em alto nível, e com um modelo formal do protocolo de comunicação. Para permitir tal checagem, a metodologia baseia-se no conceito de sequências de estados, ao invés de estados individuais como na checagem de equivalência tradicional. As discrepâncias entre níveis diferentes de abstração são consideradas, incluindo alfabetos diferentes, mapeamento entre estados, e dessemelhanças temporais. A caracterização e solução do problema são desenvolvidas através de um quadro teórico, onde se apresentam conceitos, e definições, cuja validade é provada formalmente. Uma ferramenta para aplicação prática da metodologia foi desenvolvida e aplicada sobre diferentes tipos de descrições RTL, escritas nas linguagens VHDL e SystemC. Os resultados demonstram efetividade e eficiência na verificação formal de circuitos digitais que incluem, mas não se limitam à correção de erros, encriptação, processamento de imagens, e funções matemáticas. Também, evidencia-se a capacidade da ferramenta para descobrir erros de tipo combinatório e sequencial injetados propositalmente, relacionados com a funcionalidade do modelo de referência, assim como, com a da especificação do protocolo de comunicação, dentro de tempos e número de iterações praticáveis em casos reais. / Functional verification is the group of tasks aiming the discovery of bugs created during integrated circuit design, and represents an important challenge by its strong influence on efficiency throughout production cycles. As an estimative, up to 80% of the whole design costs are due to verification, which makes verification the greatest bottleneck while attempting to reduce time-to-market. Such problem has given rise to a series of techniques to reduce the effort, or to increase verification coverage capability. On the one side, simulation allows finding a good number of bugs, but it is still far from reaching high state coverage because of RTL cycle-accurate slowness. On the other side, formal approaches supply high state coverage. Model checking, for instance, checks the validness of a set of properties for all designs states. However, a strong disadvantage resides in defining and determining the quality of the set of properties to verify, not to mention state explosion. Sequential equivalence checking, which instead of checking properties compares the design with a reference model. Nevertheless, traditionally it can only be applied between circuit descriptions where a one-to-one correspondence for states, as well as for memory elements, is expected. As a remarkable issue, no works were found in literature that dealt with formal verification of RTL designs, while taking care of both computational aspects, present in the high-level reference model, and interface communication aspects, which proceed from the protocol functional specification. This work presents a formal verification methodology, which uses equivalence checking techniques, to validate RTL descriptions through direct comparison with a high-level reference model, and with formal model of the communication protocol. It is based on extracting and comparing complete sequences of states, instead of single states as in traditional equivalence checking, in order to determine if the design intention is maintained in RTL implementation. The natural discrepancies between system level and RTL code are considered, including non-matching interface and memory elements, state mapping, and process concurrency. For the complete problem characterization and solution, a theoretical framework is introduced, where concepts and definitions are provided, and whose validity is formally proved. A tool to apply systematically the methodology was developed and applied on different types of RTL descriptions, written in VHDL and SystemC languages. The results show that the approach may be applied effectively and efficiently to verify formally digital circuits that include, but are not limited to error correction, encryption, image processing, and math functions. Also, evidence has been obtained about the capacity of the tool to discover both combinatory and sequential bugs injected on purpose, related with computational and protocol functionalities, on real scenarios.