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Avaliação de atraso, consumo e proteção de somadores tolerantes a falhas / Evaluating delay, power and protection of fault tolerant adders

Franck, Helen de Souza January 2011 (has links)
Nos últimos anos, os sistemas integrados em silício (SOCs - Systems-on-Chip) têm se tornado menos imunes a ruído, em decorrência dos ajustes necessários na tecnologia CMOS (Complementary Metal-Oxide-Silicon) para garantir o funcionamento dos transistores com dimensões nanométricas. Dentre tais ajustes, a redução da tensão de alimentação e da tensão de limiar (threshold) tornam os SOCs mais suscetíveis a falhas transientes, principalmente aquelas provocadas pela colisão de partículas energéticas que provêm do espaço e encontram-se presentes na atmosfera terrestre. Quando uma partícula energética de alta energia colide com o dreno de um transistor que está desligado, ela perde energia e produz pares elétron-lacuna livres, resultando em uma trilha de ionização. A ionização pode gerar um pulso transiente de tensão que pode ser interpretado como uma mudança no sinal lógico. Em um circuito combinacional, o pulso pode propagar-se até ser armazenado em um elemento de memória. Tal fenômeno é denominado Single-Event Transient (SET). Como a tendência é que as dimensões dos dispositivos fabricados com tecnologia CMOS continuem reduzindo por mais alguns anos, a ocorrência de SETs em SOCs operando na superfície terrestre tende a aumentar, exigindo a adoção de técnicas de tolerância a falhas no projeto de SOCs. O presente trabalho tem por objetivo avaliar circuitos somadores tolerantes a falhas transientes encontrados na literatura. Duas arquiteturas de somadores foram escolhidas: Ripple Carry Adder (RCA) e Binary Signed Digit Adder (BSDA). O RCA foi escolhido por ser o tipo de somador de menor custo e por isso, amplamente utilizado em SOCs. Já o BSDA foi escolhido porque utiliza o sistema numérico de dígito binário com sinal (Binary Signed Digit – BSD). Por ser um sistema de representação redundante, o uso de BSD facilita a aplicação de técnicas de tolerância a falhas baseadas em redundância de informação. Os somadores protegidos avaliados foram projetados com as seguintes técnicas: Redundância Modular Tripla (Triple Modular Redundancy - TMR) e Recomputação com Entradas e Saídas Invertidas (RESI), no caso do RCA, e codificação 1 de 3 e verificação de paridade, no caso do BSDA. As 9 arquiteturas de somadores foram simuladas no nível elétrico usando o Modelo Tecnológico Preditivo (Predictive Technology Model - PTM) de 45nm e considerando quatro comprimentos de operandos: 4, 8, 16 e 32 bits. Os resultados obtidos permitiram quantificar o número de transistores, o atraso crítico e a potência média consumida por cada arquitetura protegida. Também foram realizadas campanhas de injeção de falhas, por meio de simulações no nível elétrico, para estimar o grau de proteção de cada arquitetura. Os resultados obtidos servem para guiar os projetistas de SOCs na escolha da arquitetura de somador tolerante a falhas mais adequada aos requisitos de cada projeto. / In the past recent years, integrated systems on a chip (Systems-on-chip - SOCs) became less immune to noise due to the adjusts in CMOS technology needed to assure the operation of nanometric transistors. Among such adjusts, the reductions in supply voltage and threshold voltage make SOSs more susceptible to transient faults, mainly those provoked by the collision of charged particles coming from the outer space that are present in the atmosphere. When a heavily energy charged particle hits the drain region of a transistor that is at the off state it produces free electron-hole pairs, resulting in an ionizing track. The ionization may generate a transient voltage pulse that can be interpreted as a change in the logic signal. In a combinational circuit, the pulse may propagate up to the primary outputs and may be captured by the output storage element. Such phenomenon is referred to as Single-Event Transient (SET). Since it is expected that transistor dimensions will continue to reduce in the next technological nodes, the occurrence of SETs at Earth surface will increase and therefore, fault tolerance techniques will become a must in the design of SOSs. The present work targets the evaluation of transient fault-tolerant adders found in the literature. Two adder architectures were chosen: the Ripple-Carry Adder (RCA) and the Binary Signed Digit Adder (BSDA). The RCA was chosen because it is the least expensive and therefore, the most used architecture for SOS design. The BSDA, in turn, was chosen because it uses the Binary Signed Digit (BSD) system. As a redundant number system, the BSD paves the way to the implementation of fault-tolerant adders using information redundancy. The evaluated fault-tolerant adders were implemented by using the following techniques: Triple Module Redundancy (TMR) and Recomputing with Inverted Inputs and Outputs (RESI), in the case of the RCA, and 1 out of 3 coding and parity verification, in the case of the BSDA. A total of 9 adder architectures were simulated at the electric-level using the Predictive Technology Model (PTM) for 45nm in four different bitwidths: 4, 8, 16 and 32. The obtained results allowed for quantifying the number of transistors, critical delay and average power consumption for each fault-tolerant architecture. Fault injection campaigns were also accomplished by means of electric-level simulations to estimate the degree of protection of each architecture. The results obtained in the present work may be used to guide SOS designers in the choice of the fault-tolerant adder architecture that is most likely to satisfy the design requirements.
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Animação de humanos virtuais aplicada para língua brasileira de sinais / Virtual human animation applied in brazilian sign language

Schneider, Andréia Rodrigues de Assunção January 2008 (has links)
Os surdos possuem a capacidade de utilizar a língua oral para se comunicar limitada e por isso tem como língua materna as línguas gestuais. Isso dificulta a utilização, de maneira satisfatória, dos serviços básicos, bem como a inserção na sociedade ouvinte, que é composta pela maioria da população. Devido ao fato desta língua ser gestual, é viável afirmar que se pode simular seus sinais através de animação de humanos virtuais, sem perder a percepção correta do significado do mesmo (que palavra o sinal representa). O presente trabalho descreve uma técnica de animação aplicada em LIBRAS. A idéia principal é, baseado na descrição da animação de um determinado sinal, executar seu movimento de forma mais, ou menos ampla para que se consiga aproveitar o espaço disponível para a gesticulação, sem entretanto perder o significado do sinal. A animação computacional de um sinal deve o mais próximo possível do real, ou seja, seu significado deve ser facilmente entendido e sua execução deve ser natural (suave e contínua). Para isso os sinais devem ser definidos de acordo com as limitações de movimentação das articulações humanas, bem como ao campo de visão do receptor. Além disso alguns parâmetros devem ser analisados e definidos: velocidade do movimento, tempo e amplitude dos sinais. Outro aspecto importante a ser tratado é o espaço que é disponível para a execução do sinal: dependendo do espaço, o sinal deve ser animado de forma a se adequar a ele. A implementação da técnica resultou em um sistema de animação para LIBRAS composto por três módulos: • um modelador do humano virtual, de forma que as articulações e DOFs deste sejam anatomicamente coerentes com a realidade; • um gerador de gestos, o qual é responsável pela transformação dos parâmetros como velocidade, tempo de execução do gesto, configuração das juntas, em um arquivo que descreve a animação da pose. Cabe ressaltar que as palavras em LIBRAS são conhecidas como sinais. Já um sinal é composto por um ou vários gestos e estes são compostos por poses; • um animador, o qual é responsável por gerar a animação de um sinal previamente criado, adequando (se necessário) a amplitude deste sinal ao espaço disponível para a execução do mesmo. O sistema criado foi submetido a testes para que a técnica fosse validada. O que se buscou com os testes foi verificar se os sinais gerados eram passíveis de entendimento, ou seja, se a animação gerada representava determinada palavra. Todos os aspectos acima mencionados são apresentados e analisados em detalhes. / Deaf people have a limited capacity of using oral language to communicate. Because of this, they use gestural languages as their native language. This makes it especially difficult for them to make use of basic services in a satisfactory way and to properly integrate the hearing world, to which the majority of the population belongs. Due to the fact that this language is only gestural, it is possible to say that the signs it comprises of can be simulated with the animation of virtual humans without losing the correct perception of their inherent meanings (what words they represent). This work describes a technique of animation for LIBRAS. The main idea is to take the movement of a sign from a description of its animation and execute it in a more or less wide manner in order to better use the available space for gesticulation without losing the meaning. The computer animation of a sign must be as close to the real gesture as possible. Its meaning must be easily understood and its execution must be natural (smooth and continuous). For that, the signs must be defined in accordance with the movement limitations imposed by the human joints, and the field of view of the receiver. Besides that, some relevant parameters must be analyzed and defined: speed of the movement, time and amplitude of the signs. Another important aspect to be addressed is the space that is available for the execution of the sign: depending on the area, the sign must be animated in a manner that makes it properly fit in it. The implementation of the technique resulted in a animation system for LIBRAS, that consists of three modules: • a virtual human modeler, so that the joints and DOFs are anatomically consistent with reality; • a gesture generator, which is responsible for the processing of parameters such as speed, time of execution of the gesture, joint configuration, in a file that describes the animation of the pose. It is worth emphasizing that the words in LIBRAS are known as signs. Already a sign is composed of one or more gestures and they are composed of poses; • an animator, which is responsible for generating the animation of a previously created sign, fitting (if necessary) the sign amplitude to the space available for its animation. The generated system has been submitted for tests in order to validate the technique. The goal of the tests was to check whether the generated signs were understandable - if the generated animation represented a certain word. All aspects above are presented and analyzed in detail.
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Modelagem geológica implícita com funções distância assinaladas

Rolo, Roberto Mentzingen January 2017 (has links)
Previamente à cada estimativa ou simulação geoestatística os domínios geológicos do depósito devem ser modelados, o que tradicionalmente é feito de forma manual por um geomodelador, em um processo laborioso, demorado e subjetivo. Por essa razão novas técnicas conhecidas como métodos implícitos veem surgindo. Essas técnicas fornecem algoritmos que substituem o processo de digitalização manual dos métodos explícitos por alguma forma de procedimento automático. Essa dissertação visita alguns métodos implícitos bem estabelecidos com atenção especial à modelagem geológica implícita com funções distância assinalada. Um estudo de caso em um banco de dados real é apresentado e a aplicabilidade do método discutida. Embora não substitua por completo um geomodelador experiente, o método provou ser capaz de gerar modelos geológicos semi-automáticos realistas a partir dos dados amostrais, e se mostra útil principalmente nas fases iniciais da pesquisa mineral. / Prior to every geostatistical estimation or simulation study there is a need for delimiting the geologic domains of the deposit, which is traditionally done manually by a geomodeler in a laborious, time consuming and subjective process. For this reason, novel techniques referred to as implicit modelling have appeared. These techniques provide algorithms that replace the manual digitization process of the traditional methods by some form of automatic procedure. This dissertation covers a few well established implicit methods currently available with special attention to the signed distance function methodology. A case study based on a real dataset was performed and its applicability discussed. Although it did not replace an experienced geomodeler, the method proved to be capable in creating semi-automatic geological models from the sampling data, especially in the early stages of exploration.
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Modelagem geológica implícita através de simulações de funções distância assinaladas

Souza, Ricardo Radtke de January 2017 (has links)
Antes de se fazer uma estimativa ou uma simulação geoestatística, os domínios geológicos devem ser modelados de forma que cada domínio utilize apenas dados que pertencem a ele. Na industria mineral a incerteza oriunda dos teores geralmente é levada em consideração, entretanto a incerteza gerada pelo modelo nem sempre é analisada. Sabendo que a maior fonte de incerteza está na transição de uma litologia para outra, essa dissertação visa avaliar a incerteza do modelo geológico através de simulações de funções distâncias assinaladas em zonas de maior incerteza, gerando vários modelos com diferentes proporções de cada litologias. Um estudo de caso em um banco de dados real com alta complexidade geológica é utilizado para avaliar o uso da metodologia. O método se mostrou eficaz para avaliar o impacto da diferença de volume que cada litologia pode alcançar, demonstrando a importância de medir a incerteza na construção de modelos geológicos. / Before making an estimation or a geostatistical simulation, geological domains must be modeled so that each domain uses only data that belongs to it. In the mineral industry the uncertainty derived from the grades is generally taken into account, however the uncertainty generated by the model is not always analyzed. Knowing that the greatest source of uncertainty is in the transition from one lithology to another, this dissertation aims to evaluate the uncertainty of the geological model through signed distances function simulation in uncertainty zones, generating several models with different proportions of each lithology. A case study in a real dataset with high geological complexity is used to evaluate the use of the methodology. The method proved effective in assessing the impact of the volume difference that each lithology can reach, demonstrating the importance of measuring uncertainty in the construction of geological models.
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Computing Distrust in Social Media

January 2015 (has links)
abstract: A myriad of social media services are emerging in recent years that allow people to communicate and express themselves conveniently and easily. The pervasive use of social media generates massive data at an unprecedented rate. It becomes increasingly difficult for online users to find relevant information or, in other words, exacerbates the information overload problem. Meanwhile, users in social media can be both passive content consumers and active content producers, causing the quality of user-generated content can vary dramatically from excellence to abuse or spam, which results in a problem of information credibility. Trust, providing evidence about with whom users can trust to share information and from whom users can accept information without additional verification, plays a crucial role in helping online users collect relevant and reliable information. It has been proven to be an effective way to mitigate information overload and credibility problems and has attracted increasing attention. As the conceptual counterpart of trust, distrust could be as important as trust and its value has been widely recognized by social sciences in the physical world. However, little attention is paid on distrust in social media. Social media differs from the physical world - (1) its data is passively observed, large-scale, incomplete, noisy and embedded with rich heterogeneous sources; and (2) distrust is generally unavailable in social media. These unique properties of social media present novel challenges for computing distrust in social media: (1) passively observed social media data does not provide necessary information social scientists use to understand distrust, how can I understand distrust in social media? (2) distrust is usually invisible in social media, how can I make invisible distrust visible by leveraging unique properties of social media data? and (3) little is known about distrust and its role in social media applications, how can distrust help make difference in social media applications? The chief objective of this dissertation is to figure out solutions to these challenges via innovative research and novel methods. In particular, computational tasks are designed to {\it understand distrust}, a innovative task, i.e., {\it predicting distrust} is proposed with novel frameworks to make invisible distrust visible, and principled approaches are develop to {\it apply distrust} in social media applications. Since distrust is a special type of negative links, I demonstrate the generalization of properties and algorithms of distrust to negative links, i.e., {\it generalizing findings of distrust}, which greatly expands the boundaries of research of distrust and largely broadens its applications in social media. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Computer Science 2015
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Mining Signed Social Networks Using Unsupervised Learning Algorithms

January 2017 (has links)
abstract: Due to vast resources brought by social media services, social data mining has received increasing attention in recent years. The availability of sheer amounts of user-generated data presents data scientists both opportunities and challenges. Opportunities are presented with additional data sources. The abundant link information in social networks could provide another rich source in deriving implicit information for social data mining. However, the vast majority of existing studies overwhelmingly focus on positive links between users while negative links are also prevailing in real- world social networks such as distrust relations in Epinions and foe links in Slashdot. Though recent studies show that negative links have some added value over positive links, it is dicult to directly employ them because of its distinct characteristics from positive interactions. Another challenge is that label information is rather limited in social media as the labeling process requires human attention and may be very expensive. Hence, alternative criteria are needed to guide the learning process for many tasks such as feature selection and sentiment analysis. To address above-mentioned issues, I study two novel problems for signed social networks mining, (1) unsupervised feature selection in signed social networks; and (2) unsupervised sentiment analysis with signed social networks. To tackle the first problem, I propose a novel unsupervised feature selection framework SignedFS. In particular, I model positive and negative links simultaneously for user preference learning, and then embed the user preference learning into feature selection. To study the second problem, I incorporate explicit sentiment signals in textual terms and implicit sentiment signals from signed social networks into a coherent model Signed- Senti. Empirical experiments on real-world datasets corroborate the effectiveness of these two frameworks on the tasks of feature selection and sentiment analysis. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Computer Science 2017
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Modelagem geológica implícita com funções distância assinaladas

Rolo, Roberto Mentzingen January 2017 (has links)
Previamente à cada estimativa ou simulação geoestatística os domínios geológicos do depósito devem ser modelados, o que tradicionalmente é feito de forma manual por um geomodelador, em um processo laborioso, demorado e subjetivo. Por essa razão novas técnicas conhecidas como métodos implícitos veem surgindo. Essas técnicas fornecem algoritmos que substituem o processo de digitalização manual dos métodos explícitos por alguma forma de procedimento automático. Essa dissertação visita alguns métodos implícitos bem estabelecidos com atenção especial à modelagem geológica implícita com funções distância assinalada. Um estudo de caso em um banco de dados real é apresentado e a aplicabilidade do método discutida. Embora não substitua por completo um geomodelador experiente, o método provou ser capaz de gerar modelos geológicos semi-automáticos realistas a partir dos dados amostrais, e se mostra útil principalmente nas fases iniciais da pesquisa mineral. / Prior to every geostatistical estimation or simulation study there is a need for delimiting the geologic domains of the deposit, which is traditionally done manually by a geomodeler in a laborious, time consuming and subjective process. For this reason, novel techniques referred to as implicit modelling have appeared. These techniques provide algorithms that replace the manual digitization process of the traditional methods by some form of automatic procedure. This dissertation covers a few well established implicit methods currently available with special attention to the signed distance function methodology. A case study based on a real dataset was performed and its applicability discussed. Although it did not replace an experienced geomodeler, the method proved to be capable in creating semi-automatic geological models from the sampling data, especially in the early stages of exploration.
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Modelagem geológica implícita através de simulações de funções distância assinaladas

Souza, Ricardo Radtke de January 2017 (has links)
Antes de se fazer uma estimativa ou uma simulação geoestatística, os domínios geológicos devem ser modelados de forma que cada domínio utilize apenas dados que pertencem a ele. Na industria mineral a incerteza oriunda dos teores geralmente é levada em consideração, entretanto a incerteza gerada pelo modelo nem sempre é analisada. Sabendo que a maior fonte de incerteza está na transição de uma litologia para outra, essa dissertação visa avaliar a incerteza do modelo geológico através de simulações de funções distâncias assinaladas em zonas de maior incerteza, gerando vários modelos com diferentes proporções de cada litologias. Um estudo de caso em um banco de dados real com alta complexidade geológica é utilizado para avaliar o uso da metodologia. O método se mostrou eficaz para avaliar o impacto da diferença de volume que cada litologia pode alcançar, demonstrando a importância de medir a incerteza na construção de modelos geológicos. / Before making an estimation or a geostatistical simulation, geological domains must be modeled so that each domain uses only data that belongs to it. In the mineral industry the uncertainty derived from the grades is generally taken into account, however the uncertainty generated by the model is not always analyzed. Knowing that the greatest source of uncertainty is in the transition from one lithology to another, this dissertation aims to evaluate the uncertainty of the geological model through signed distances function simulation in uncertainty zones, generating several models with different proportions of each lithology. A case study in a real dataset with high geological complexity is used to evaluate the use of the methodology. The method proved effective in assessing the impact of the volume difference that each lithology can reach, demonstrating the importance of measuring uncertainty in the construction of geological models.
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Avaliação de atraso, consumo e proteção de somadores tolerantes a falhas / Evaluating delay, power and protection of fault tolerant adders

Franck, Helen de Souza January 2011 (has links)
Nos últimos anos, os sistemas integrados em silício (SOCs - Systems-on-Chip) têm se tornado menos imunes a ruído, em decorrência dos ajustes necessários na tecnologia CMOS (Complementary Metal-Oxide-Silicon) para garantir o funcionamento dos transistores com dimensões nanométricas. Dentre tais ajustes, a redução da tensão de alimentação e da tensão de limiar (threshold) tornam os SOCs mais suscetíveis a falhas transientes, principalmente aquelas provocadas pela colisão de partículas energéticas que provêm do espaço e encontram-se presentes na atmosfera terrestre. Quando uma partícula energética de alta energia colide com o dreno de um transistor que está desligado, ela perde energia e produz pares elétron-lacuna livres, resultando em uma trilha de ionização. A ionização pode gerar um pulso transiente de tensão que pode ser interpretado como uma mudança no sinal lógico. Em um circuito combinacional, o pulso pode propagar-se até ser armazenado em um elemento de memória. Tal fenômeno é denominado Single-Event Transient (SET). Como a tendência é que as dimensões dos dispositivos fabricados com tecnologia CMOS continuem reduzindo por mais alguns anos, a ocorrência de SETs em SOCs operando na superfície terrestre tende a aumentar, exigindo a adoção de técnicas de tolerância a falhas no projeto de SOCs. O presente trabalho tem por objetivo avaliar circuitos somadores tolerantes a falhas transientes encontrados na literatura. Duas arquiteturas de somadores foram escolhidas: Ripple Carry Adder (RCA) e Binary Signed Digit Adder (BSDA). O RCA foi escolhido por ser o tipo de somador de menor custo e por isso, amplamente utilizado em SOCs. Já o BSDA foi escolhido porque utiliza o sistema numérico de dígito binário com sinal (Binary Signed Digit – BSD). Por ser um sistema de representação redundante, o uso de BSD facilita a aplicação de técnicas de tolerância a falhas baseadas em redundância de informação. Os somadores protegidos avaliados foram projetados com as seguintes técnicas: Redundância Modular Tripla (Triple Modular Redundancy - TMR) e Recomputação com Entradas e Saídas Invertidas (RESI), no caso do RCA, e codificação 1 de 3 e verificação de paridade, no caso do BSDA. As 9 arquiteturas de somadores foram simuladas no nível elétrico usando o Modelo Tecnológico Preditivo (Predictive Technology Model - PTM) de 45nm e considerando quatro comprimentos de operandos: 4, 8, 16 e 32 bits. Os resultados obtidos permitiram quantificar o número de transistores, o atraso crítico e a potência média consumida por cada arquitetura protegida. Também foram realizadas campanhas de injeção de falhas, por meio de simulações no nível elétrico, para estimar o grau de proteção de cada arquitetura. Os resultados obtidos servem para guiar os projetistas de SOCs na escolha da arquitetura de somador tolerante a falhas mais adequada aos requisitos de cada projeto. / In the past recent years, integrated systems on a chip (Systems-on-chip - SOCs) became less immune to noise due to the adjusts in CMOS technology needed to assure the operation of nanometric transistors. Among such adjusts, the reductions in supply voltage and threshold voltage make SOSs more susceptible to transient faults, mainly those provoked by the collision of charged particles coming from the outer space that are present in the atmosphere. When a heavily energy charged particle hits the drain region of a transistor that is at the off state it produces free electron-hole pairs, resulting in an ionizing track. The ionization may generate a transient voltage pulse that can be interpreted as a change in the logic signal. In a combinational circuit, the pulse may propagate up to the primary outputs and may be captured by the output storage element. Such phenomenon is referred to as Single-Event Transient (SET). Since it is expected that transistor dimensions will continue to reduce in the next technological nodes, the occurrence of SETs at Earth surface will increase and therefore, fault tolerance techniques will become a must in the design of SOSs. The present work targets the evaluation of transient fault-tolerant adders found in the literature. Two adder architectures were chosen: the Ripple-Carry Adder (RCA) and the Binary Signed Digit Adder (BSDA). The RCA was chosen because it is the least expensive and therefore, the most used architecture for SOS design. The BSDA, in turn, was chosen because it uses the Binary Signed Digit (BSD) system. As a redundant number system, the BSD paves the way to the implementation of fault-tolerant adders using information redundancy. The evaluated fault-tolerant adders were implemented by using the following techniques: Triple Module Redundancy (TMR) and Recomputing with Inverted Inputs and Outputs (RESI), in the case of the RCA, and 1 out of 3 coding and parity verification, in the case of the BSDA. A total of 9 adder architectures were simulated at the electric-level using the Predictive Technology Model (PTM) for 45nm in four different bitwidths: 4, 8, 16 and 32. The obtained results allowed for quantifying the number of transistors, critical delay and average power consumption for each fault-tolerant architecture. Fault injection campaigns were also accomplished by means of electric-level simulations to estimate the degree of protection of each architecture. The results obtained in the present work may be used to guide SOS designers in the choice of the fault-tolerant adder architecture that is most likely to satisfy the design requirements.
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Avaliação de atraso, consumo e proteção de somadores tolerantes a falhas / Evaluating delay, power and protection of fault tolerant adders

Franck, Helen de Souza January 2011 (has links)
Nos últimos anos, os sistemas integrados em silício (SOCs - Systems-on-Chip) têm se tornado menos imunes a ruído, em decorrência dos ajustes necessários na tecnologia CMOS (Complementary Metal-Oxide-Silicon) para garantir o funcionamento dos transistores com dimensões nanométricas. Dentre tais ajustes, a redução da tensão de alimentação e da tensão de limiar (threshold) tornam os SOCs mais suscetíveis a falhas transientes, principalmente aquelas provocadas pela colisão de partículas energéticas que provêm do espaço e encontram-se presentes na atmosfera terrestre. Quando uma partícula energética de alta energia colide com o dreno de um transistor que está desligado, ela perde energia e produz pares elétron-lacuna livres, resultando em uma trilha de ionização. A ionização pode gerar um pulso transiente de tensão que pode ser interpretado como uma mudança no sinal lógico. Em um circuito combinacional, o pulso pode propagar-se até ser armazenado em um elemento de memória. Tal fenômeno é denominado Single-Event Transient (SET). Como a tendência é que as dimensões dos dispositivos fabricados com tecnologia CMOS continuem reduzindo por mais alguns anos, a ocorrência de SETs em SOCs operando na superfície terrestre tende a aumentar, exigindo a adoção de técnicas de tolerância a falhas no projeto de SOCs. O presente trabalho tem por objetivo avaliar circuitos somadores tolerantes a falhas transientes encontrados na literatura. Duas arquiteturas de somadores foram escolhidas: Ripple Carry Adder (RCA) e Binary Signed Digit Adder (BSDA). O RCA foi escolhido por ser o tipo de somador de menor custo e por isso, amplamente utilizado em SOCs. Já o BSDA foi escolhido porque utiliza o sistema numérico de dígito binário com sinal (Binary Signed Digit – BSD). Por ser um sistema de representação redundante, o uso de BSD facilita a aplicação de técnicas de tolerância a falhas baseadas em redundância de informação. Os somadores protegidos avaliados foram projetados com as seguintes técnicas: Redundância Modular Tripla (Triple Modular Redundancy - TMR) e Recomputação com Entradas e Saídas Invertidas (RESI), no caso do RCA, e codificação 1 de 3 e verificação de paridade, no caso do BSDA. As 9 arquiteturas de somadores foram simuladas no nível elétrico usando o Modelo Tecnológico Preditivo (Predictive Technology Model - PTM) de 45nm e considerando quatro comprimentos de operandos: 4, 8, 16 e 32 bits. Os resultados obtidos permitiram quantificar o número de transistores, o atraso crítico e a potência média consumida por cada arquitetura protegida. Também foram realizadas campanhas de injeção de falhas, por meio de simulações no nível elétrico, para estimar o grau de proteção de cada arquitetura. Os resultados obtidos servem para guiar os projetistas de SOCs na escolha da arquitetura de somador tolerante a falhas mais adequada aos requisitos de cada projeto. / In the past recent years, integrated systems on a chip (Systems-on-chip - SOCs) became less immune to noise due to the adjusts in CMOS technology needed to assure the operation of nanometric transistors. Among such adjusts, the reductions in supply voltage and threshold voltage make SOSs more susceptible to transient faults, mainly those provoked by the collision of charged particles coming from the outer space that are present in the atmosphere. When a heavily energy charged particle hits the drain region of a transistor that is at the off state it produces free electron-hole pairs, resulting in an ionizing track. The ionization may generate a transient voltage pulse that can be interpreted as a change in the logic signal. In a combinational circuit, the pulse may propagate up to the primary outputs and may be captured by the output storage element. Such phenomenon is referred to as Single-Event Transient (SET). Since it is expected that transistor dimensions will continue to reduce in the next technological nodes, the occurrence of SETs at Earth surface will increase and therefore, fault tolerance techniques will become a must in the design of SOSs. The present work targets the evaluation of transient fault-tolerant adders found in the literature. Two adder architectures were chosen: the Ripple-Carry Adder (RCA) and the Binary Signed Digit Adder (BSDA). The RCA was chosen because it is the least expensive and therefore, the most used architecture for SOS design. The BSDA, in turn, was chosen because it uses the Binary Signed Digit (BSD) system. As a redundant number system, the BSD paves the way to the implementation of fault-tolerant adders using information redundancy. The evaluated fault-tolerant adders were implemented by using the following techniques: Triple Module Redundancy (TMR) and Recomputing with Inverted Inputs and Outputs (RESI), in the case of the RCA, and 1 out of 3 coding and parity verification, in the case of the BSDA. A total of 9 adder architectures were simulated at the electric-level using the Predictive Technology Model (PTM) for 45nm in four different bitwidths: 4, 8, 16 and 32. The obtained results allowed for quantifying the number of transistors, critical delay and average power consumption for each fault-tolerant architecture. Fault injection campaigns were also accomplished by means of electric-level simulations to estimate the degree of protection of each architecture. The results obtained in the present work may be used to guide SOS designers in the choice of the fault-tolerant adder architecture that is most likely to satisfy the design requirements.

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