SILEX é um ambiente aberto e integrado que busca auxiliar a concepção de CIs. 0 sistema e composto por ferramentas internas (servidoras de recursos) e ferramentas do usuário (clientes de recursos). O usuário interage com o sistema SILEX através de uma interface gráfica baseada em janelas, ativando os recursos de forma padronizada e consistente. Sendo um sistema de CAD, SILEX e formado por um conjunto de módulos (ferramentas) interdependentes. Cada módulo realiza a sua função e transmite seus resultados. O usuário torna-se cliente de um conjunto de processos que concorrentemente responde as suas requisições. A ideia básica esconder do usuário os procedimentos que não estão diretamente ligados ao projeto, como: configuração e forma de interação do usuário com as ferramentas; formato, conversão e local de armazenamento dos dados. A regularidade na utilização é um dos principais objetivo do sistema, tendo em vista as constantes mudanças na forma de integração e utilização das ferramentas. Novos algoritmos, quando disponíveis, são informados aos usuários e estes decidem da inclusão em seus ambientes de trabalho, não necessitando qualquer mudança de código. O projetista de ferramentas e auxiliado no desenvolvimento e integração pois conta com um conjunto de rotinas, normas de codificação e serviços prestados. As rotinas permitem a integração das ferramentas ao ambiente, enquanto que as normas regulam a utilização dos recursos disponíveis. A utilização dos recursos dá-se pelo envio de requisições ao servidor do sistema. Os dados gerados pela interação com as ferramentas estão ligados a um projeto, inicialmente definido e cadastrado. Estes são manipulados por uma ferramenta dedicada, que realiza a leitura, escrita e conversão, liberando as ferramentas do usuário destas tarefas. Centralizados, os dados tem controle de acesso, dependência e versão facilitados. SILEX em sua implementação não se beneficia das facilidades adquiridas com a utilização de um framework comercial, visto que foi totalmente construído sobre uma plataforma Open Windows. O objetivo é inicialmente prover soluções simplificadas e eficazes, que permitam a integração de um conjunto de ferramentas e, subsequentemente, incrementar e expandir a fim de que o SILEX tenha todas as características desejadas e ainda não alcançadas pelos frameworks reportados na bibliografia. / SILEX is an open and integrated system built up to aid the design of integrated circuits. The SILEX System is composed of internal resources and user tools (clients of the resources). The user has at his disposal a graphic interface based on the use of windows, activating tools in an uniform and consistent way. The SILEX CAD system is formed by a set of interdependent modules (tools), each one realizing certain function and transmitting data. The designer is client of a set of processes that answer his/her requests. The main idea of the project is to hide from the final user all tasks which are not directly related to the art of design, like format conversion, data storage and maintenance and user interaction with tools. One of the goals of the system is the regularity in its use, for there is always the need to integrate new tools. The user can suply new algorithms that may be included in the working environment without any change in the SILEX code. The system helps tool designers by suplying them with a set of routines, coding rules and resources. The set of routines allows integration of the tool with the system, while the coding rules normalize the use of the available resources. All data generated by the user interaction with the available tools is linked to a Project, previously defined and cataloged. Data is then handled by a dedicated tool performing I/O, responsible for the reading, writing and converting of data among different tools, freeing User Tools from this task. By being centralized, Project Data are controlled regarding access, dependency and versioning. SILEX is completely built on top of the OpenWindows environment. Its goal is to initially provide simple and efficient solutions that allow the integration of a set of tools. Next tasks will be the enhancement of the system so that SILEX acquires all desirable characteristics not yet reached or reported in the literature.

O trabalho de pesquisa apresentado nesta tese tem por objetivo apoiar o projeto distribuído de sistemas integrados, considerando especificamente a necessidade de interação colaborativa entre os projetistas. O trabalho enfatiza particularmente alguns problemas que foram considerados apenas marginalmente em abordagens anteriores, como a abstração da distribuição em rede dos recursos de automação de projeto, a possibilidade de interação síncrona e assíncrona entre projetistas e o suporte a modelos extensíveis de dados de projeto. Tais problemas requerem uma infra-estrutura de software significativamente complexa, pois possíveis soluções envolvem diversos módulos, desde interfaces com o usuário até bancos de dados e middleware. Para construir tal infra-estrutura, várias técnicas de engenharia foram empregadas e algumas soluções originais foram desenvolvidas. A idéia central da solução proposta é baseada no emprego conjunto de duas tecnologias homônimas: CAD Frameworks (ambientes integrados de apoio ao projeto) e frameworks orientados a objeto. O primeiro conceito foi criado no final da década de 80 na área de automação de projeto de sistemas eletrônicos e define uma arquitetura de software em níveis, voltada ao apoio a desenvolvedores de ferramentas de projeto, administradores de ambientes de projeto e projetistas. O segundo, desenvolvido na última década na área de engenharia de software, é um modelo para arquiteturas de software visando o desenvolvimento de sub-sistemas reusáveis de software orientado a objeto. No presente trabalho, propõe-se a criação de um framework orientado a objetos que inclui conjuntos extensíveis de primitivas de dados de projeto bem como de blocos para a construção de ferramentas de CAD. Esse framework orientado a objeto é agregado a um CAD Framework, onde ele passa a desempenhar funções tipicamente encontradas em tal ambiente, tais como representação e administração de dados de projeto, versionamento, interface com usuário, administração de projeto e integração de ferramentas. O CAD Framework implementado dentro do escopo desta tese foi chamado Cave2 e seguiu a clássica arquitetura em níveis apresentada por Barnes, Harrison, Newton e Spickelmier. Durante o projeto e a implementação do Cave2, uma série de avanços em relação as abordagens anteriores foi obtida com a exploração das vantagens advindas do uso de um framework orientado a objetos: - frameworks orientados a objetos são extensíveis por definição, então o mesmo pode ser dito a respeito das implementações dos conjuntos de primitivas de dados de projeto bem como de blocos para a construção de ferramentas de CAD. Isso implica que tanto o modelo de representação de projeto quanto os módulos de software processando tal modelo podem ser atualizados ou adaptados para uma metodologia de projeto específica, e que essas atualizações e adaptações ainda herdarão os aspectos arquiteturais e funcionais implementados nos elementos básicos do framework orientado a objetos; partes do framework orientado a objetos, mas em modelos claramente separados. Isso possibilita o uso de várias estratégias para a visualização de um conjunto de dados de 15 projeto, o que dá aos participantes de uma sessão de projeto colaborativo a flexibilidade de escolha individual de estratégia de visualização; - o controle de consistência entre semântica e visualização - uma questão particularmente importante em um ambiente de projeto onde coexistem múltiplas visualizações de cada projeto - também está incluído nas fundações do framework orientado a objetos implementado. Esse mecanismo é genérico o bastante para ser usado também pelas possíveis extensões do modelo de dados de projeto, uma vez que ele é baseado na inversão de controle entre a visualização e a semântica. A visualização recebe a intenção do usuário e propaga esse evento ao modelo da semântica, o qual avalia a possibilidade de uma mudança de estado. Se positivo, ele dispara a mudança de estado em ambos os modelos de visualização e semântica. A abordagem proposta nesta tese usa tal inversão de controle para incluir um nível adicional de processamento entre a semântica e a visualização, visando o controle de consistência nos casos de múltiplas visualizações; indisponibilidade de conexão entre elas; - o uso de objetos de proxy aumentou significativamente o nível de abstração da integração de recursos de automação de projeto, pois tanto ferramentas e serviços remotos quanto os instalados localmente são acessados através de chamadas de métodos em um objeto local. A conexão aos serviços e ferramentas remotos é obtida através de um protocolo de look-up, abstraíndo completamente a localização de tais recursos na rede e permitindo a adição e remoção em tempo de execução; - o CAD Framework foi implementato completamente usando a tecnologia Java, usando dessa forma a Java Virtual Machine como intermediário entre o sistema operacional e o CAD Framework, garantindo dessa forma a independência de plataforma. Todas as contribuições listadas anteriormente contribuiram com o aumento do nível de abstração da distribuição de recursos de automação de projeto e também apresentaram um novo paradigma para a interação remota entre projetistas. O CAD Framework no qual tais contribuições foram aplicadas é capaz de suportar colaboração de granularidade fina baseada em eventos, onde cada atualização feita por um projetista pode ser propagada para o restante da equipe, mesmo que estejam todos geograficamente distribuídos. Isto pode aumentar a sinergia de grupo entre os projetistas e permitir uma troca mais rica de experiências entre eles, aumentando significativamente o potencial de colaboração quando comparado com abordages baseadas em acesso a arquivos e registros propostas anteriormente. Três estudos de caso diferentes foram realizados para validar a abordagem proposta, cada um deles envolvendo um sub-conjunto das contribuições da presente tese. O primeiro utiliza a arquitetura de distribuição de recursos baseada em proxies para implementar uma plataforma de prototipação usando módulos de hardware reconfigurável. O segundo estende as fundações do framework orientado a objetos visando suportar projeto baseado em interfaces. Essas extensões - primitivas de representação de projeto e partes de ferramentas - são usadas na implementação de uma ferramenta chamada IBlaDe, que permite a criação colaborativa de modelos funcionais e estruturais de sistemas integrados. O terceiro estudo de caso aborda a possibilidade de integração de metadados multimídia ao modelo de dados de projeto. Essa possibilidade é explorada no contexto de uma plataforma online de educação e treinamento. / The work described in this thesis aims to support the distributed design of integrated systems and considers specifically the need for collaborative interaction among designers. Particular emphasis was given to issues which were only marginally considered in previous approaches, such as the abstraction of the distribution of design automation resources over the network, the possibility of both synchronous and asynchronous interaction among designers and the support for extensible design data models. Such issues demand a rather complex software infrastructure, as possible solutions must encompass a wide range of software modules: from user interfaces to middleware to databases. To build such structure, several engineering techniques were employed and some original solutions were devised. The core of the proposed solution is based in the joint application of two homonymic technologies: CAD Frameworks and object-oriented frameworks. The former concept was coined in the late 80's within the electronic design automation community and comprehends a layered software environment which aims to support CAD tool developers, CAD administrators/integrators and designers. The latter, developed during the last decade by the software engineering community, is a software architecture model to build extensible and reusable object-oriented software subsystems. In this work, we proposed to create an object-oriented framework which includes extensible sets of design data primitives and design tool building blocks. Such object-oriented framework is included within a CAD Framework, where it plays important roles on typical CAD Framework services such as design data representation and management, versioning, user interfaces, design management and tool integration. The implemented CAD Framework - named Cave2 - followed the classical layered architecture presented by Barnes, Harrison, Newton and Spickelmier, but the possibilities granted by the use of the object-oriented framework foundations allowed a series of improvements which were not available in previous approaches: - object-oriented frameworks are extensible by design, thus this should be also true regarding the implemented sets of design data primitives and design tool building blocks. This means that both the design representation model and the software modules dealing with it can be upgraded or adapted to a particular design methodology, and that such extensions and adaptations will still inherit the architectural and functional aspects implemented in the object-oriented framework foundation; - the design semantics and the design visualization are both part of the object-oriented framework, but in clearly separated models. This allows for different visualization strategies for a given design data set, which gives collaborating parties the flexibility to choose individual visualization settings; - the control of the consistency between semantics and visualization - a particularly important issue in a design environment with multiple views of a single design - is also included in the foundations of the object-oriented framework. Such mechanism is generic enough to be also used by further extensions of the design data model, as it is based on the inversion of control between view and semantics. The view receives the user input and propagates such event to the semantic model, which evaluates if a state change is possible. If positive, it triggers the change of state of both semantics and view. Our approach took advantage of such inversion of control and included an layer between semantics and view to take into account the possibility of multi-view consistency; - to optimize the consistency control mechanism between views and semantics, we propose an event-based approach that captures each discrete interaction of a designer with his/her respective design views. The information about each interaction is encapsulated inside an event object, which may be propagated to the design semantics - and thus to other possible views - according to the consistency policy which is being used. Furthermore, the use of event pools allows for a late synchronization between view and semantics in case of unavailability of a network connection between them; - the use of proxy objects raised significantly the abstraction of the integration of design automation resources, as either remote or local tools and services are accessed through method calls in a local object. The connection to remote tools and services using a look-up protocol also abstracted completely the network location of such resources, allowing for resource addition and removal during runtime; - the implemented CAD Framework is completely based on Java technology, so it relies on the Java Virtual Machine as the layer which grants the independence between the CAD Framework and the operating system. All such improvements contributed to a higher abstraction on the distribution of design automation resources and also introduced a new paradigm for the remote interaction between designers. The resulting CAD Framework is able to support fine-grained collaboration based on events, so every single design update performed by a designer can be propagated to the rest of the design team regardless of their location in the distributed environment. This can increase the group awareness and allow a richer transfer of experiences among them, improving significantly the collaboration potential when compared to previously proposed file-based or record-based approaches. Three different case studies were conducted to validate the proposed approach, each one focusing one a subset of the contributions of this thesis. The first one uses the proxy-based resource distribution architecture to implement a prototyping platform using reconfigurable hardware modules. The second one extends the foundations of the implemented object-oriented framework to support interface-based design. Such extensions - design representation primitives and tool blocks - are used to implement a design entry tool named IBlaDe, which allows the collaborative creation of functional and structural models of integrated systems. The third case study regards the possibility of integration of multimedia metadata to the design data model. Such possibility is explored in the frame of an online educational and training platform.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-03-30Bitstream added on 2014-06-13T18:21:14Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_vjs_me_ilha.pdf: 825294 bytes, checksum: 1231181cf2748d4fec35e435930c317b (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Nesse trabalho, propõe-se o projeto e implementação de um sintetizador de sinais ortogonais utilizando técnicas de circuito integrado e processo CMOS. O circuito do sintetizador baseia-se em um modelo matemático que utiliza multiplicadores e integradores analógicos, para geração de bases de funções ortogonais, tais como os polinômios de Legendre, as funções de base coseno e seno, a smoothed-cosine basis e os polinômios de Hermite. Funções ortogonais são bastante empregadas em processamento de sinais, e a implementação deste método matemático é capaz de gerar vários tipos de funções em um mesmo circuito integrado. O projeto proposto utiliza blocos analógicos funcionais para implementar o sintetizador. Os blocos que compõem o sintetizador foram projetados utilizando circuitos diferenciais, processamento em modo de corrente e técnicas de low-voltage. Algumas topologias utilizadas estão descritas na literatura, sendo que algumas foram adaptadas e mesmo modificadas, como no caso do multiplicador de corrente. Outras tiveram que ser propostas. As simulações e os resultados experimentais mostraram que o sintetizador é capaz de gerar funções ortogonais com amplitude e distorções satisfatórias. O sintetizador pode ser alimentado em 3V, tal qual foi projetado, tem faixa de entrada de ±20 μA e apresenta DHT (distorção harmônica total) inferior a 4% no quinto e último estágio em cascata. / In this work, a design and implementation of a synthesizer of orthogonal signals using CMOS technology and design technique for integrated circuits is proposed. The synthesizer circuit used analog multipliers and integrators for produce orthogonal functions such as Legendre polynomials, cosine and sine basis of functions, smoothed-cosine basis and Hermite polynomials. Orthogonal functions can be employed in signal processing and the implementation proposed can generate several kinds of functions in the same integrated circuit. In the synthesizer design building blocks was employed. The synthesizer’s blocks were design using differential circuits, low-voltage and current-mode techniques. Some topologies from papers were adapted or modified, as in the case of the current multiplier. Other topologies had to be proposed. The simulation and experimental results have shown that the synthesizer is able to produce orthogonal functions with satisfactory quality in distortions and amplitude. The synthesizer has a 3V supply voltage, a input current range of ±20 μA and it presents less than 4% of THD (Total Harmonic Distortion) in the last output in cascade.

SILEX é um ambiente aberto e integrado que busca auxiliar a concepção de CIs. 0 sistema e composto por ferramentas internas (servidoras de recursos) e ferramentas do usuário (clientes de recursos). O usuário interage com o sistema SILEX através de uma interface gráfica baseada em janelas, ativando os recursos de forma padronizada e consistente. Sendo um sistema de CAD, SILEX e formado por um conjunto de módulos (ferramentas) interdependentes. Cada módulo realiza a sua função e transmite seus resultados. O usuário torna-se cliente de um conjunto de processos que concorrentemente responde as suas requisições. A ideia básica esconder do usuário os procedimentos que não estão diretamente ligados ao projeto, como: configuração e forma de interação do usuário com as ferramentas; formato, conversão e local de armazenamento dos dados. A regularidade na utilização é um dos principais objetivo do sistema, tendo em vista as constantes mudanças na forma de integração e utilização das ferramentas. Novos algoritmos, quando disponíveis, são informados aos usuários e estes decidem da inclusão em seus ambientes de trabalho, não necessitando qualquer mudança de código. O projetista de ferramentas e auxiliado no desenvolvimento e integração pois conta com um conjunto de rotinas, normas de codificação e serviços prestados. As rotinas permitem a integração das ferramentas ao ambiente, enquanto que as normas regulam a utilização dos recursos disponíveis. A utilização dos recursos dá-se pelo envio de requisições ao servidor do sistema. Os dados gerados pela interação com as ferramentas estão ligados a um projeto, inicialmente definido e cadastrado. Estes são manipulados por uma ferramenta dedicada, que realiza a leitura, escrita e conversão, liberando as ferramentas do usuário destas tarefas. Centralizados, os dados tem controle de acesso, dependência e versão facilitados. SILEX em sua implementação não se beneficia das facilidades adquiridas com a utilização de um framework comercial, visto que foi totalmente construído sobre uma plataforma Open Windows. O objetivo é inicialmente prover soluções simplificadas e eficazes, que permitam a integração de um conjunto de ferramentas e, subsequentemente, incrementar e expandir a fim de que o SILEX tenha todas as características desejadas e ainda não alcançadas pelos frameworks reportados na bibliografia. / SILEX is an open and integrated system built up to aid the design of integrated circuits. The SILEX System is composed of internal resources and user tools (clients of the resources). The user has at his disposal a graphic interface based on the use of windows, activating tools in an uniform and consistent way. The SILEX CAD system is formed by a set of interdependent modules (tools), each one realizing certain function and transmitting data. The designer is client of a set of processes that answer his/her requests. The main idea of the project is to hide from the final user all tasks which are not directly related to the art of design, like format conversion, data storage and maintenance and user interaction with tools. One of the goals of the system is the regularity in its use, for there is always the need to integrate new tools. The user can suply new algorithms that may be included in the working environment without any change in the SILEX code. The system helps tool designers by suplying them with a set of routines, coding rules and resources. The set of routines allows integration of the tool with the system, while the coding rules normalize the use of the available resources. All data generated by the user interaction with the available tools is linked to a Project, previously defined and cataloged. Data is then handled by a dedicated tool performing I/O, responsible for the reading, writing and converting of data among different tools, freeing User Tools from this task. By being centralized, Project Data are controlled regarding access, dependency and versioning. SILEX is completely built on top of the OpenWindows environment. Its goal is to initially provide simple and efficient solutions that allow the integration of a set of tools. Next tasks will be the enhancement of the system so that SILEX acquires all desirable characteristics not yet reached or reported in the literature.

O trabalho de pesquisa apresentado nesta tese tem por objetivo apoiar o projeto distribuído de sistemas integrados, considerando especificamente a necessidade de interação colaborativa entre os projetistas. O trabalho enfatiza particularmente alguns problemas que foram considerados apenas marginalmente em abordagens anteriores, como a abstração da distribuição em rede dos recursos de automação de projeto, a possibilidade de interação síncrona e assíncrona entre projetistas e o suporte a modelos extensíveis de dados de projeto. Tais problemas requerem uma infra-estrutura de software significativamente complexa, pois possíveis soluções envolvem diversos módulos, desde interfaces com o usuário até bancos de dados e middleware. Para construir tal infra-estrutura, várias técnicas de engenharia foram empregadas e algumas soluções originais foram desenvolvidas. A idéia central da solução proposta é baseada no emprego conjunto de duas tecnologias homônimas: CAD Frameworks (ambientes integrados de apoio ao projeto) e frameworks orientados a objeto. O primeiro conceito foi criado no final da década de 80 na área de automação de projeto de sistemas eletrônicos e define uma arquitetura de software em níveis, voltada ao apoio a desenvolvedores de ferramentas de projeto, administradores de ambientes de projeto e projetistas. O segundo, desenvolvido na última década na área de engenharia de software, é um modelo para arquiteturas de software visando o desenvolvimento de sub-sistemas reusáveis de software orientado a objeto. No presente trabalho, propõe-se a criação de um framework orientado a objetos que inclui conjuntos extensíveis de primitivas de dados de projeto bem como de blocos para a construção de ferramentas de CAD. Esse framework orientado a objeto é agregado a um CAD Framework, onde ele passa a desempenhar funções tipicamente encontradas em tal ambiente, tais como representação e administração de dados de projeto, versionamento, interface com usuário, administração de projeto e integração de ferramentas. O CAD Framework implementado dentro do escopo desta tese foi chamado Cave2 e seguiu a clássica arquitetura em níveis apresentada por Barnes, Harrison, Newton e Spickelmier. Durante o projeto e a implementação do Cave2, uma série de avanços em relação as abordagens anteriores foi obtida com a exploração das vantagens advindas do uso de um framework orientado a objetos: - frameworks orientados a objetos são extensíveis por definição, então o mesmo pode ser dito a respeito das implementações dos conjuntos de primitivas de dados de projeto bem como de blocos para a construção de ferramentas de CAD. Isso implica que tanto o modelo de representação de projeto quanto os módulos de software processando tal modelo podem ser atualizados ou adaptados para uma metodologia de projeto específica, e que essas atualizações e adaptações ainda herdarão os aspectos arquiteturais e funcionais implementados nos elementos básicos do framework orientado a objetos; partes do framework orientado a objetos, mas em modelos claramente separados. Isso possibilita o uso de várias estratégias para a visualização de um conjunto de dados de 15 projeto, o que dá aos participantes de uma sessão de projeto colaborativo a flexibilidade de escolha individual de estratégia de visualização; - o controle de consistência entre semântica e visualização - uma questão particularmente importante em um ambiente de projeto onde coexistem múltiplas visualizações de cada projeto - também está incluído nas fundações do framework orientado a objetos implementado. Esse mecanismo é genérico o bastante para ser usado também pelas possíveis extensões do modelo de dados de projeto, uma vez que ele é baseado na inversão de controle entre a visualização e a semântica. A visualização recebe a intenção do usuário e propaga esse evento ao modelo da semântica, o qual avalia a possibilidade de uma mudança de estado. Se positivo, ele dispara a mudança de estado em ambos os modelos de visualização e semântica. A abordagem proposta nesta tese usa tal inversão de controle para incluir um nível adicional de processamento entre a semântica e a visualização, visando o controle de consistência nos casos de múltiplas visualizações; indisponibilidade de conexão entre elas; - o uso de objetos de proxy aumentou significativamente o nível de abstração da integração de recursos de automação de projeto, pois tanto ferramentas e serviços remotos quanto os instalados localmente são acessados através de chamadas de métodos em um objeto local. A conexão aos serviços e ferramentas remotos é obtida através de um protocolo de look-up, abstraíndo completamente a localização de tais recursos na rede e permitindo a adição e remoção em tempo de execução; - o CAD Framework foi implementato completamente usando a tecnologia Java, usando dessa forma a Java Virtual Machine como intermediário entre o sistema operacional e o CAD Framework, garantindo dessa forma a independência de plataforma. Todas as contribuições listadas anteriormente contribuiram com o aumento do nível de abstração da distribuição de recursos de automação de projeto e também apresentaram um novo paradigma para a interação remota entre projetistas. O CAD Framework no qual tais contribuições foram aplicadas é capaz de suportar colaboração de granularidade fina baseada em eventos, onde cada atualização feita por um projetista pode ser propagada para o restante da equipe, mesmo que estejam todos geograficamente distribuídos. Isto pode aumentar a sinergia de grupo entre os projetistas e permitir uma troca mais rica de experiências entre eles, aumentando significativamente o potencial de colaboração quando comparado com abordages baseadas em acesso a arquivos e registros propostas anteriormente. Três estudos de caso diferentes foram realizados para validar a abordagem proposta, cada um deles envolvendo um sub-conjunto das contribuições da presente tese. O primeiro utiliza a arquitetura de distribuição de recursos baseada em proxies para implementar uma plataforma de prototipação usando módulos de hardware reconfigurável. O segundo estende as fundações do framework orientado a objetos visando suportar projeto baseado em interfaces. Essas extensões - primitivas de representação de projeto e partes de ferramentas - são usadas na implementação de uma ferramenta chamada IBlaDe, que permite a criação colaborativa de modelos funcionais e estruturais de sistemas integrados. O terceiro estudo de caso aborda a possibilidade de integração de metadados multimídia ao modelo de dados de projeto. Essa possibilidade é explorada no contexto de uma plataforma online de educação e treinamento. / The work described in this thesis aims to support the distributed design of integrated systems and considers specifically the need for collaborative interaction among designers. Particular emphasis was given to issues which were only marginally considered in previous approaches, such as the abstraction of the distribution of design automation resources over the network, the possibility of both synchronous and asynchronous interaction among designers and the support for extensible design data models. Such issues demand a rather complex software infrastructure, as possible solutions must encompass a wide range of software modules: from user interfaces to middleware to databases. To build such structure, several engineering techniques were employed and some original solutions were devised. The core of the proposed solution is based in the joint application of two homonymic technologies: CAD Frameworks and object-oriented frameworks. The former concept was coined in the late 80's within the electronic design automation community and comprehends a layered software environment which aims to support CAD tool developers, CAD administrators/integrators and designers. The latter, developed during the last decade by the software engineering community, is a software architecture model to build extensible and reusable object-oriented software subsystems. In this work, we proposed to create an object-oriented framework which includes extensible sets of design data primitives and design tool building blocks. Such object-oriented framework is included within a CAD Framework, where it plays important roles on typical CAD Framework services such as design data representation and management, versioning, user interfaces, design management and tool integration. The implemented CAD Framework - named Cave2 - followed the classical layered architecture presented by Barnes, Harrison, Newton and Spickelmier, but the possibilities granted by the use of the object-oriented framework foundations allowed a series of improvements which were not available in previous approaches: - object-oriented frameworks are extensible by design, thus this should be also true regarding the implemented sets of design data primitives and design tool building blocks. This means that both the design representation model and the software modules dealing with it can be upgraded or adapted to a particular design methodology, and that such extensions and adaptations will still inherit the architectural and functional aspects implemented in the object-oriented framework foundation; - the design semantics and the design visualization are both part of the object-oriented framework, but in clearly separated models. This allows for different visualization strategies for a given design data set, which gives collaborating parties the flexibility to choose individual visualization settings; - the control of the consistency between semantics and visualization - a particularly important issue in a design environment with multiple views of a single design - is also included in the foundations of the object-oriented framework. Such mechanism is generic enough to be also used by further extensions of the design data model, as it is based on the inversion of control between view and semantics. The view receives the user input and propagates such event to the semantic model, which evaluates if a state change is possible. If positive, it triggers the change of state of both semantics and view. Our approach took advantage of such inversion of control and included an layer between semantics and view to take into account the possibility of multi-view consistency; - to optimize the consistency control mechanism between views and semantics, we propose an event-based approach that captures each discrete interaction of a designer with his/her respective design views. The information about each interaction is encapsulated inside an event object, which may be propagated to the design semantics - and thus to other possible views - according to the consistency policy which is being used. Furthermore, the use of event pools allows for a late synchronization between view and semantics in case of unavailability of a network connection between them; - the use of proxy objects raised significantly the abstraction of the integration of design automation resources, as either remote or local tools and services are accessed through method calls in a local object. The connection to remote tools and services using a look-up protocol also abstracted completely the network location of such resources, allowing for resource addition and removal during runtime; - the implemented CAD Framework is completely based on Java technology, so it relies on the Java Virtual Machine as the layer which grants the independence between the CAD Framework and the operating system. All such improvements contributed to a higher abstraction on the distribution of design automation resources and also introduced a new paradigm for the remote interaction between designers. The resulting CAD Framework is able to support fine-grained collaboration based on events, so every single design update performed by a designer can be propagated to the rest of the design team regardless of their location in the distributed environment. This can increase the group awareness and allow a richer transfer of experiences among them, improving significantly the collaboration potential when compared to previously proposed file-based or record-based approaches. Three different case studies were conducted to validate the proposed approach, each one focusing one a subset of the contributions of this thesis. The first one uses the proxy-based resource distribution architecture to implement a prototyping platform using reconfigurable hardware modules. The second one extends the foundations of the implemented object-oriented framework to support interface-based design. Such extensions - design representation primitives and tool blocks - are used to implement a design entry tool named IBlaDe, which allows the collaborative creation of functional and structural models of integrated systems. The third case study regards the possibility of integration of multimedia metadata to the design data model. Such possibility is explored in the frame of an online educational and training platform.

Este trabalho trata de ambientes de software para a realização de teste e caracterização de dispositivos, componentes ou circuitos eletro-eletrônicos, de forma automatizada. Ênfase especial é dada à problemática relacionada ao teste e caracterização automatizados de dispositivos e circuitos integrados. O assunto é tratado sob dois pontos de vista distintos e complementares: i) Sob o ponto de vista do engenheiro de teste e caracterização, que realiza experimentos físicos, que são as medidas e aquisições de dados, processa, visualiza e analisa dados. ii) Sob o ponto de vista do projetista de ferramentas de software, que desenvolve programas de computador para automatizar as tarefas rotineiramente realizadas durante o teste e a caracterização. Após a analise do assunto em questão, um ambiente de software (Framework), chamado SGC, é proposto e implementado. O SGC foi implementado em ambiente MS-WindowsTM através de um paradigma de orientação a objetos, e pretende atender as necessidades inerentes ao teste e caracterização automatizados, quando tratados sob os dois pontos de vista citados. O ambiente SGC é um sistema aberto, a fim de permitir o fácil acoplamento de novas facilidades, bem como mostra-se um sistema prático para suportar rotinas de teste e caracterização em laboratório. / This work deals with software environments for automatic test and characterization of electro-electronical devices, components and circuits. Special attention is paid to the features of testing and characterizing integrated devices and circuits. The subject is treated in two different and complementary views: i) The needs of the test and characterization engineer are addressed. The test engineer carries out physical experiments, which embody measurements and data acquisitions, data processing, visualization and analysis. ii) The needs of the software tools developer, who develops computer programs for the automation of the procedures that are usually carried out during test and characterization, are also addressed. After the analysis of the subject under study, a software framework, called SGC ("Sistema de Gerenciamento e Controle"), is proposed and implemented. The SGC Framework was implemented under MS-WindowsTm using a object oriented approach. The SGC framework aims to fulfill the needs inherent to the automatic test and characterization, when treated using the approaches mentioned above. The SGC Framework is a open system, supporting the easy integration of new software functions to the environment, as well as a practical system for test and characterization laboratory routines.

Orientador: Nobuo Oki / Banca: Saulo Finco / Banca: Cláudio Kitano / Resumo: Nesse trabalho, propõe-se o projeto e implementação de um sintetizador de sinais ortogonais utilizando técnicas de circuito integrado e processo CMOS. O circuito do sintetizador baseia-se em um modelo matemático que utiliza multiplicadores e integradores analógicos, para geração de bases de funções ortogonais, tais como os polinômios de Legendre, as funções de base coseno e seno, a smoothed-cosine basis e os polinômios de Hermite. Funções ortogonais são bastante empregadas em processamento de sinais, e a implementação deste método matemático é capaz de gerar vários tipos de funções em um mesmo circuito integrado. O projeto proposto utiliza blocos analógicos funcionais para implementar o sintetizador. Os blocos que compõem o sintetizador foram projetados utilizando circuitos diferenciais, processamento em modo de corrente e técnicas de low-voltage. Algumas topologias utilizadas estão descritas na literatura, sendo que algumas foram adaptadas e mesmo modificadas, como no caso do multiplicador de corrente. Outras tiveram que ser propostas. As simulações e os resultados experimentais mostraram que o sintetizador é capaz de gerar funções ortogonais com amplitude e distorções satisfatórias. O sintetizador pode ser alimentado em 3V, tal qual foi projetado, tem faixa de entrada de ±20 μA e apresenta DHT (distorção harmônica total) inferior a 4% no quinto e último estágio em cascata. / Abstract: In this work, a design and implementation of a synthesizer of orthogonal signals using CMOS technology and design technique for integrated circuits is proposed. The synthesizer circuit used analog multipliers and integrators for produce orthogonal functions such as Legendre polynomials, cosine and sine basis of functions, smoothed-cosine basis and Hermite polynomials. Orthogonal functions can be employed in signal processing and the implementation proposed can generate several kinds of functions in the same integrated circuit. In the synthesizer design building blocks was employed. The synthesizer's blocks were design using differential circuits, low-voltage and current-mode techniques. Some topologies from papers were adapted or modified, as in the case of the current multiplier. Other topologies had to be proposed. The simulation and experimental results have shown that the synthesizer is able to produce orthogonal functions with satisfactory quality in distortions and amplitude. The synthesizer has a 3V supply voltage, a input current range of ±20 μA and it presents less than 4% of THD (Total Harmonic Distortion) in the last output in cascade. / Mestre

Este trabalho trata de ambientes de software para a realização de teste e caracterização de dispositivos, componentes ou circuitos eletro-eletrônicos, de forma automatizada. Ênfase especial é dada à problemática relacionada ao teste e caracterização automatizados de dispositivos e circuitos integrados. O assunto é tratado sob dois pontos de vista distintos e complementares: i) Sob o ponto de vista do engenheiro de teste e caracterização, que realiza experimentos físicos, que são as medidas e aquisições de dados, processa, visualiza e analisa dados. ii) Sob o ponto de vista do projetista de ferramentas de software, que desenvolve programas de computador para automatizar as tarefas rotineiramente realizadas durante o teste e a caracterização. Após a analise do assunto em questão, um ambiente de software (Framework), chamado SGC, é proposto e implementado. O SGC foi implementado em ambiente MS-WindowsTM através de um paradigma de orientação a objetos, e pretende atender as necessidades inerentes ao teste e caracterização automatizados, quando tratados sob os dois pontos de vista citados. O ambiente SGC é um sistema aberto, a fim de permitir o fácil acoplamento de novas facilidades, bem como mostra-se um sistema prático para suportar rotinas de teste e caracterização em laboratório. / This work deals with software environments for automatic test and characterization of electro-electronical devices, components and circuits. Special attention is paid to the features of testing and characterizing integrated devices and circuits. The subject is treated in two different and complementary views: i) The needs of the test and characterization engineer are addressed. The test engineer carries out physical experiments, which embody measurements and data acquisitions, data processing, visualization and analysis. ii) The needs of the software tools developer, who develops computer programs for the automation of the procedures that are usually carried out during test and characterization, are also addressed. After the analysis of the subject under study, a software framework, called SGC ("Sistema de Gerenciamento e Controle"), is proposed and implemented. The SGC Framework was implemented under MS-WindowsTm using a object oriented approach. The SGC framework aims to fulfill the needs inherent to the automatic test and characterization, when treated using the approaches mentioned above. The SGC Framework is a open system, supporting the easy integration of new software functions to the environment, as well as a practical system for test and characterization laboratory routines.

Este trabalho trata de ambientes de software para a realização de teste e caracterização de dispositivos, componentes ou circuitos eletro-eletrônicos, de forma automatizada. Ênfase especial é dada à problemática relacionada ao teste e caracterização automatizados de dispositivos e circuitos integrados. O assunto é tratado sob dois pontos de vista distintos e complementares: i) Sob o ponto de vista do engenheiro de teste e caracterização, que realiza experimentos físicos, que são as medidas e aquisições de dados, processa, visualiza e analisa dados. ii) Sob o ponto de vista do projetista de ferramentas de software, que desenvolve programas de computador para automatizar as tarefas rotineiramente realizadas durante o teste e a caracterização. Após a analise do assunto em questão, um ambiente de software (Framework), chamado SGC, é proposto e implementado. O SGC foi implementado em ambiente MS-WindowsTM através de um paradigma de orientação a objetos, e pretende atender as necessidades inerentes ao teste e caracterização automatizados, quando tratados sob os dois pontos de vista citados. O ambiente SGC é um sistema aberto, a fim de permitir o fácil acoplamento de novas facilidades, bem como mostra-se um sistema prático para suportar rotinas de teste e caracterização em laboratório. / This work deals with software environments for automatic test and characterization of electro-electronical devices, components and circuits. Special attention is paid to the features of testing and characterizing integrated devices and circuits. The subject is treated in two different and complementary views: i) The needs of the test and characterization engineer are addressed. The test engineer carries out physical experiments, which embody measurements and data acquisitions, data processing, visualization and analysis. ii) The needs of the software tools developer, who develops computer programs for the automation of the procedures that are usually carried out during test and characterization, are also addressed. After the analysis of the subject under study, a software framework, called SGC ("Sistema de Gerenciamento e Controle"), is proposed and implemented. The SGC Framework was implemented under MS-WindowsTm using a object oriented approach. The SGC framework aims to fulfill the needs inherent to the automatic test and characterization, when treated using the approaches mentioned above. The SGC Framework is a open system, supporting the easy integration of new software functions to the environment, as well as a practical system for test and characterization laboratory routines.

Atualmente, o use de ferramentas de apoio ao projeto de circuitos integrados é indispensável, devido a complexidade desses circuitos que aumenta incessantemente. O presente trabalho discute um modelo para integração de ferramentas em um ambiente único - formando um framework - com o objetivo de acelerar o processo de concepção dos circuitos através da automatização de tarefas, livrando o projetista de tarefas como a administração de recursos distribuídos, o armazenamento de arquivos e assim por diante. 0 framework proposto é baseado em um ambiente amplamente conhecido: o World Wide Web. Ao utilizar o World Wide Web como base para o ambiente de integração de ferramentas, muito trabalho é poupado, uma vez que grande parte da interface gráfica e do controle de rede do framework já esta implementada. A facilidade de acesso ao WWW também é uma grande vantagem, no caso de uma equipe de projeto distribuída. A integração das ferramentas segue dois modelos. O primeiro é utilizado em ferramentas de maior interação com o usuário. Nesse caso, a ferramenta deve ser re-escrita para ser integrada ao ambiente na forma de applets - programas escritos com a linguagem Java que podem ser anexados a documentos WWW. O segundo modelo é utilizado em ferramentas com pouca ou nenhuma interação com o usuário. Essas ferramentas são integradas através de entradas e saídas de dados. Usando applets Java, a funcionalidade e a interface gráfica da ferramenta são independentes de plataforma e podem ser anexadas a documentos WWW, o que faz com que a ferramenta possa ser executada na maquina do projetista. reduzindo a carga de processamento do servidor do framework. Já as ferramentas integradas usando o segundo modelo devem ser executadas no servidor devido compatibilidade, já que são dependentes de plataforma. Objetivando fundamentar e validar a proposta do framework baseado no WWW, uma revisão bibliográfica é apresentada, em ambos os temas: World Wide Web e CAD Frameworks. A partir dessa revisão e da especificação proposta, implementou-se um protótipo integrando ferramentas usando ambos os mecanismos descritos. A descrição do protótipo e suas características são apresentadas, bem como alguns pontos críticos que devem ser alvo de pesquisa em trabalhos futuros. / Nowadays the use of design automation tools for integrated circuits is more necessary than ever, due to the always increasing complexity of such circuits. This work discusses a model for tool integration in a framework, in order to speed up the design flow, saving the designer from tasks such as distributed resources and file administration. This framework is based on a well known environment: the World Wide Web. When using the World Wide Web as the base for the framework, a lot of work is saved since most of the user's graphic interface and the network management is already done. The availability of the WWW is also interesting, in the case of a distributed design team. The integration of the tools follows two models. The first is that of interactive tools. In this case, the tool must be re-written to be integrated to the environment as applets - applications written using the Java language that can be attached to WWW documents. The second model is used on poorly or non-interactive tools. In this case, the tool is integrated by its input and output streams. Using Java applets, the tools functionality and graphical interface are platform independent and may be attached to a WWW hyperdocument. Thus, the tool may run at the user's machine. Using this architecture, it is possible to divide the processing task among the framework server and the designer's machines. The tools that are integrated using the second model must run on the framework server due to compatibility issues, since they are platform dependent. In order to validate the proposed web based design framework, a literature review is presented in both themes: World Wide Web and CAD Frameworks. From the literature review and the proposed specification, a prototype was implemented, integrating tools using both the mechanisms described. The description of the prototype and its features are presented, as well as some critical points that need to be improved in future works.