Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A demanda crescente por poder computacional estimulou a pesquisa e desenvolvimento de processadores digitais cada vez mais densos em termos de transistores e com clock mais rápido, porém não podendo desconsiderar aspectos limitantes como consumo, dissipação de calor, complexidade fabril e valor comercial. Em outra linha de tratamento da informação, está a computação quântica, que tem como repositório elementar de armazenamento a versão quântica do bit, o q-bit ou quantum bit, guardando a superposição de dois estados, diferentemente do bit clássico, o qual registra apenas um dos estados. Simuladores quânticos, executáveis em computadores convencionais, possibilitam a execução de algoritmos quânticos mas, devido ao fato de serem produtos de software, estão sujeitos à redução de desempenho em razão do modelo computacional e limitações de memória. Esta Dissertação trata de uma versão implementável em hardware de um coprocessador para simulação de operações quânticas, utilizando uma arquitetura dedicada à aplicação, com possibilidade de explorar o paralelismo por replicação de componentes e pipeline. A arquitetura inclui uma memória de estado quântico, na qual são armazenados os estados individuais e grupais dos q-bits; uma memória de rascunho, onde serão armazenados os operadores quânticos para dois ou mais q-bits construídos em tempo de execução; uma unidade de cálculo, responsável pela execução de produtos de números complexos, base dos produtos tensoriais e matriciais necessários à execução das operações quânticas; uma unidade de medição, necessária à determinação do estado quântico da máquina; e, uma unidade de controle, que permite controlar a operação correta dos componente da via de dados, utilizando um microprograma e alguns outros componentes auxiliares. / The growing demand for computational power has pushed the research and development of digital processors that are even more dense in terms of transistor number and faster clock rate, without ignoring concerning constraints such as energy consumption, heat dissipation, manufacturing complexity and final market costs. Another approach to deal with digital information is quantum computation, that relies on a basic storage entity that keeps a superposition of the two possible states, in contrast with of a bit of a conventional computer, that stores only one of these two states. Simulators for quantum computation can run quantum algorithms on conventional computers. However, since these are developed using a software implementation, performance limitation occur due to the classical computational model used. This dissertation presents an implementable hardware architecture of a specialized coprocessor that simulates quantum operations, employing an application-specific design that allows parallel processing based on component replication and pipelining. The proposed architecture includes a quantum state memory, where individual and joined states of q-bits are stored; a scratch memory, dedicated to storing quantum operators that are built at runtime; the arithmetic unit, that performs complex numbers multiplications, to allow the full computation of tensorial and scalar products of matrices, required to implement quantum operators; the measurement unit, that is required to perform quantum state observation; and the control unit, that controls proper operation of the datapath components using a microprogram and some other auxiliary components.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A demanda crescente por poder computacional estimulou a pesquisa e desenvolvimento de processadores digitais cada vez mais densos em termos de transistores e com clock mais rápido, porém não podendo desconsiderar aspectos limitantes como consumo, dissipação de calor, complexidade fabril e valor comercial. Em outra linha de tratamento da informação, está a computação quântica, que tem como repositório elementar de armazenamento a versão quântica do bit, o q-bit ou quantum bit, guardando a superposição de dois estados, diferentemente do bit clássico, o qual registra apenas um dos estados. Simuladores quânticos, executáveis em computadores convencionais, possibilitam a execução de algoritmos quânticos mas, devido ao fato de serem produtos de software, estão sujeitos à redução de desempenho em razão do modelo computacional e limitações de memória. Esta Dissertação trata de uma versão implementável em hardware de um coprocessador para simulação de operações quânticas, utilizando uma arquitetura dedicada à aplicação, com possibilidade de explorar o paralelismo por replicação de componentes e pipeline. A arquitetura inclui uma memória de estado quântico, na qual são armazenados os estados individuais e grupais dos q-bits; uma memória de rascunho, onde serão armazenados os operadores quânticos para dois ou mais q-bits construídos em tempo de execução; uma unidade de cálculo, responsável pela execução de produtos de números complexos, base dos produtos tensoriais e matriciais necessários à execução das operações quânticas; uma unidade de medição, necessária à determinação do estado quântico da máquina; e, uma unidade de controle, que permite controlar a operação correta dos componente da via de dados, utilizando um microprograma e alguns outros componentes auxiliares. / The growing demand for computational power has pushed the research and development of digital processors that are even more dense in terms of transistor number and faster clock rate, without ignoring concerning constraints such as energy consumption, heat dissipation, manufacturing complexity and final market costs. Another approach to deal with digital information is quantum computation, that relies on a basic storage entity that keeps a superposition of the two possible states, in contrast with of a bit of a conventional computer, that stores only one of these two states. Simulators for quantum computation can run quantum algorithms on conventional computers. However, since these are developed using a software implementation, performance limitation occur due to the classical computational model used. This dissertation presents an implementable hardware architecture of a specialized coprocessor that simulates quantum operations, employing an application-specific design that allows parallel processing based on component replication and pipelining. The proposed architecture includes a quantum state memory, where individual and joined states of q-bits are stored; a scratch memory, dedicated to storing quantum operators that are built at runtime; the arithmetic unit, that performs complex numbers multiplications, to allow the full computation of tensorial and scalar products of matrices, required to implement quantum operators; the measurement unit, that is required to perform quantum state observation; and the control unit, that controls proper operation of the datapath components using a microprogram and some other auxiliary components.

Made available in DSpace on 2015-08-20T17:09:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-24. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T17:26:28Z : No. of bitstreams: 1 000839435.pdf: 1652112 bytes, checksum: 33a459329f83b06bbff39ada560f9a0d (MD5) / O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um ambiente computacional de baixo custo para emular aplicações interativas para a Televisão Digital. Tal ambiente se estabelece através de um ambiente didático e de pesquisa baseado numa rede local de computadores que emule o ambiente oferecido pela Televisão Digital . Desta forma, pesquisadores, profissionais e demais interessados nos novos paradigmas oferecidos pela transmissão digital poderão desenvolver, pesquisar e estudar mecanismos de interatividade num ambiente similar, acessível e de baixo custo / The objective of this work is to develop an inexpensive computational environment to emulate interactive applications for Digital Television. Such ans environment is established through a learning environment and research based on a local area network that emulates the environment offered by the Digital Television. This way, researchers, professionals and others interested in the paradigms offered by digital transmission may develop, research and study interactive mechanisms in a similar, accessible and inexpensive envinronment

Orientador: Humberto Ferasoli Filho / Banca: João Pedro Albino / Banca: Myrian Lucia Ruiz Castilho / Resumo: O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um ambiente computacional de baixo custo para emular aplicações interativas para a Televisão Digital. Tal ambiente se estabelece através de um ambiente didático e de pesquisa baseado numa rede local de computadores que emule o ambiente oferecido pela Televisão Digital . Desta forma, pesquisadores, profissionais e demais interessados nos novos paradigmas oferecidos pela transmissão digital poderão desenvolver, pesquisar e estudar mecanismos de interatividade num ambiente similar, acessível e de baixo custo / Abstract: The objective of this work is to develop an inexpensive computational environment to emulate interactive applications for Digital Television. Such ans environment is established through a learning environment and research based on a local area network that emulates the environment offered by the Digital Television. This way, researchers, professionals and others interested in the paradigms offered by digital transmission may develop, research and study interactive mechanisms in a similar, accessible and inexpensive envinronment / Mestre

Este trabalho consiste no desenvolvimento de um software que lê acelerações e rotações armazenadas em um arquivo binário ou as recebe da plataforma inercial 3DM-GX1 da MicroStation, além disso usa a biblioteca gráfica OpenGL (Open Graphic Library) para simular os efeitos desses dados na tela de um microcomputador. O software possui dois modos de operação, o modo denominado Normal e o modo Emulador. No modo Normal o software pode ser usado para se comunicar com a plataforma inercial 3DM-GX1 ou carregar um arquivo binário, mostrar graficamente as informações recebidas da plataforma ou do arquivo, armazenar os dados em um arquivo binário que pode ser carregado posteriormente e exportar os dados para arquivos texto, em formato compatível com alguns aplicativos como, por exemplo, Excel e Matlab. No modo Emulador, é mostrada a imagem da plataforma inercial na tela do computador e a atitude da plataforma, mostrada na figura, pode ser alterada através do teclado do computador. Nesse modo, todos os movimentos controlados pelo teclado são convertidos para o formato de comunicação da plataforma inercial e enviados pela porta serial do computador, emulando dessa forma o funcionamento da plataforma. Nesse modo o software responde a comandos enviados pela porta serial como se fosse a própria plataforma. Com esse software é possível armazenar os dados da plataforma e usar um microcomputador para enviar esses dados como se fosse a própria plataforma. Além disso, pode ser útil como ferramenta de aquisição desses dados para exportá-los para o formato texto, a partir do qual podem ser desenvolvidos estudos mais profundos, sem a necessidade da presença física do equipamento. Esse software é uma ferramenta que pode ser aprimorada para receber dados de outros sensores e se comunicar com atuadores, para que sejam desenvolvidos filtros preditivos e sistemas de controle que permitam o controle de veículos autônomos ou que necessitem fazer sempre o mesmo trajeto.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-19T17:41:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T02:15:56Z : No. of bitstreams: 1 192820.pdf: 1515772 bytes, checksum: a7692722b3fee2e319a6b345d542f00a (MD5) / A administração dos dados que trafegam em redes de computadores, dá-se através da análise dos quadros (frames) de dados, aonde, encontram-se os endereçamentos de máquina-destinatária e máquina-remetente, o protocolo utilizado, o tamanho total de bytes de dados no quadro e a seqüência de verificação à falhas CRC. Várias implementações em hardware e software provêem estas informações estatísticas, dentre o hardware pode-se citar o comutador (switch). Equipamento este que efetua a leitura do datagrama do quadro de dados, extraindo informações quanto ao número de quadros danificados, qual a máquina que mais remete quadros, qual a máquina que mais recebe quadros, os protocolos que trafegam dados ou o protocolo princiapal em uso, entre outros. Através do uso das Redes de Petri Coloridas, implementou-se um algoritmo que emula o funcionamento de um comutador em um computador, fornecendo dados estatísticos sobre o tráfego dos dados na rede, ao qual o emulador estiver conectado, outrossim, possibilita a sua utilização em substituição aos hubs. Como sistema operacional tem-se o Linux, que por ser de domínio público, não tem-se que pagar pela licença de utilização do mesmo e como linguagem de programação o C, por ser uma linguagem robusta, portável e pela sua capacidade de trabalhar em baixo nível. Este algoritmo foi implementado, simulado e validado utilizando o programa DaNAMiCS, dentro do conceito de Redes de Petri Coloridas.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-12-21Bitstream added on 2014-06-13T20:29:10Z : No. of bitstreams: 1 melo_ga_me_ilha.pdf: 6893159 bytes, checksum: a70518b6cdac1869ab5705bc69904150 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho apresenta o desenvolvimento e implementação de um emulador para a característica estática de saída (Tensão versus Corrente) equivalente àquela de fontes de energia com células combustível. O emulador apresenta como vantagens, em relação à aquisição de uma FC, o baixo custo, o reduzido espaço físico e a flexibilidade via software para a implementação de diversas características baseadas em diferentes tipos de células combustível. Neste sentido, o emulador proposto permite a realização de ensaios preliminares durante a fase de projeto e os testes dinâmicos dos subsistemas de condicionamento de energia, sem a necessidade do acoplamento com o sistema de geração à células combustível, reduzindo-se os custos associados a estes testes laboratoriais. O emulador proposto consiste em um conversor Buck isolado Full-Bridge, com potência de saída de 2kW e alimentação via barramento de 400VCC, permitindo a emulação da característica nominal de saída de um conjunto de células tipo PEM (Proton Exchange Membrane - Membrana de Troca Protônica), em uma faixa de tensão de saída variando entre 32VCC e 72VCC, dependendo da corrente drenada pela carga. O circuito principal de controle é realizado através... / This work presents a design and implementation of an emulator to the static output characteristic (Voltage versus Current) that is similar to Fuel Cell generators. There are many advantages on using the Fuel Cell emulator. The emulator is cheaper, smaller and more flexible than the real Fuel Cell systems, because it is possible to emulate different characteristics through the use of a computer. In this context, a Fuel Cell emulator is proposed in this work in order to allow laboratory testes in the power conditioning system during its design and development stage. The proposed emulator is an insulated Full-Bridge converter with Buck operation, 2kW output power and 400VCC input voltage. This emulator achieves the output characteristic of a PEM (Proton Exchange Membrane) Fuel Cell stack with output voltage range of 32VCC to 72VCC, depending on the output current. The main control circuit is based on FPGA (Field Programmable Gate Array) and VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language) language. The experimental results demonstrate that the proposed emulator achieves the output static characteristic of the PEMFC Fuel Cell System and this output characteristic can be easily modified in order to obtain another desirable static... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Evandro Conforti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T17:27:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnguloButron_JoseBoris_M.pdf: 3718604 bytes, checksum: 3c919d32bad48bb481ab0a8daa87bc5e (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Orientador: Carlos Alberto Canesin / Banca: Fabio Toshiaki Wakabayashi / Banca: Luiz Carlos de Freitas / Resumo: Este trabalho apresenta o desenvolvimento e implementação de um emulador para a característica estática de saída (Tensão versus Corrente) equivalente àquela de fontes de energia com células combustível. O emulador apresenta como vantagens, em relação à aquisição de uma FC, o baixo custo, o reduzido espaço físico e a flexibilidade via software para a implementação de diversas características baseadas em diferentes tipos de células combustível. Neste sentido, o emulador proposto permite a realização de ensaios preliminares durante a fase de projeto e os testes dinâmicos dos subsistemas de condicionamento de energia, sem a necessidade do acoplamento com o sistema de geração à células combustível, reduzindo-se os custos associados a estes testes laboratoriais. O emulador proposto consiste em um conversor Buck isolado "Full-Bridge", com potência de saída de 2kW e alimentação via barramento de 400VCC, permitindo a emulação da característica nominal de saída de um conjunto de células tipo PEM ("Proton Exchange Membrane" - Membrana de Troca Protônica), em uma faixa de tensão de saída variando entre 32VCC e 72VCC, dependendo da corrente drenada pela carga. O circuito principal de controle é realizado através... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work presents a design and implementation of an emulator to the static output characteristic (Voltage versus Current) that is similar to Fuel Cell generators. There are many advantages on using the Fuel Cell emulator. The emulator is cheaper, smaller and more flexible than the real Fuel Cell systems, because it is possible to emulate different characteristics through the use of a computer. In this context, a Fuel Cell emulator is proposed in this work in order to allow laboratory testes in the power conditioning system during its design and development stage. The proposed emulator is an insulated "Full-Bridge" converter with "Buck" operation, 2kW output power and 400VCC input voltage. This emulator achieves the output characteristic of a PEM (Proton Exchange Membrane) Fuel Cell stack with output voltage range of 32VCC to 72VCC, depending on the output current. The main control circuit is based on FPGA (Field Programmable Gate Array) and VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language) language. The experimental results demonstrate that the proposed emulator achieves the output static characteristic of the PEMFC Fuel Cell System and this output characteristic can be easily modified in order to obtain another desirable static... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

CAPES / A geração de energia a partir de fontes alternativas é na atualidade tema de inúmeras pesquisas e desenvolvimento no meio científico e industrial. A energia eólica destaca-se nesse cenário como uma das mais proeminentes alternativas na geração de energia elétrica, por suas inúmeras vantagens. Em trabalhos de pesquisa, a reprodução computacional e em bancada do comportamento de uma turbina eólica, incluindo simulação de grandezas mecânicas e elétricas, que afetam diretamente a conversão de energia, são ferramentas muito apropriadas para o desenvolvimento e estudo de novas tecnologias quanto ao aproveitamento do potencial eólico de uma determinada região. Este trabalho aborda estudos referentes ao processo de conversão de energia em sistemas eólicos para geração de energia elétrica, com a finalidade de se desenvolver uma ferramenta para emulação de turbina eólica em bancada experimental, utilizando software LabVIEW®. O objetivo desta ferramenta é emular o torque mecânico desenvolvido no eixo de uma turbina eólica operando em geração distribuída, a partir de uma bancada experimental constituída por motor de indução trifásico e gerador síncrono a imã permanente, sob diferentes condições de velocidade de vento. Tal ferramenta possui o objetivo de ser flexível para demais arranjos laboratoriais, ou seja, capaz de ser empregada em outras estruturas de emulação de geração eólica em tempo real. Uma modelagem do sistema eólico é apresentada, desde a turbina ao gerador elétrico, após uma ferramenta de simulação em ambiente Matlab/Simulink® é desenvolvida com finalidade de pré-validar o experimento em bancada, então é realizada a implementação de projeto em bancada. / Power generation from alternative sources is at present the subject of numerous research and development in science and industry. Wind energy stands out in this scenario as one of the most prominent alternative in the generation of electricity, by its numerous advantages. In research works, computer reproduction and experimental behavior of a wind turbine are very suitable tools for the development and study of new technologies and the use of wind potential of a given region. These tools generally are desired to include simulation of mechanical and electrical parameters that directly affect the energy conversion. This work presents the energy conversion process in wind systems for power generation, in order to develop a tool for wind turbine emulation testing experimental, using LabVIEW® software. The purpose of this tool is to emulate the torque developed in an axis wind turbine. The physical setup consists of a three phase induction motor and a permanent magnet synchronous generator, which are evaluated under different wind speed conditions. This tool has the objective to be flexible to other laboratory arrangements, and can be used in other wind power generation structures in real time. A modeling of the wind power system is presented, from the turbine to the electrical generator. A simulation tool is developed using Matlab/Simulink® with the purpose to pre-validate the experiment setup. Finally, the design is implemented in a laboratory setup.