Functional timing analysis of VLSI circuits containing complex gates

The recent advances in CMOS technology have allowed for the fabrication of transistors with submicronic dimensions, making possible the integration of tens of millions devices in a single chip that can be used to build very complex electronic systems. Such increase in complexity of designs has originated a need for more efficient verification tools that could incorporate more appropriate physical and computational models. Timing verification targets at determining whether the timing constraints imposed to the design may be satisfied or not. It can be performed by using circuit simulation or by timing analysis. Although simulation tends to furnish the most accurate estimates, it presents the drawback of being stimuli dependent. Hence, in order to ensure that the critical situation is taken into account, one must exercise all possible input patterns. Obviously, this is not possible to accomplish due to the high complexity of current designs. To circumvent this problem, designers must rely on timing analysis. Timing analysis is an input-independent verification approach that models each combinational block of a circuit as a direct acyclic graph, which is used to estimate the critical delay. First timing analysis tools used only the circuit topology information to estimate circuit delay, thus being referred to as topological timing analyzers. However, such method may result in too pessimistic delay estimates, since the longest paths in the graph may not be able to propagate a transition, that is, may be false. Functional timing analysis, in turn, considers not only circuit topology, but also the temporal and functional relations between circuit elements. Functional timing analysis tools may differ by three aspects: the set of sensitization conditions necessary to declare a path as sensitizable (i.e., the so-called path sensitization criterion), the number of paths simultaneously handled and the method used to determine whether sensitization conditions are satisfiable or not. Currently, the two most efficient approaches test the sensitizability of entire sets of paths at a time: one is based on automatic test pattern generation (ATPG) techniques and the other translates the timing analysis problem into a satisfiability (SAT) problem. Although timing analysis has been exhaustively studied in the last fifteen years, some specific topics have not received the required attention yet. One such topic is the applicability of functional timing analysis to circuits containing complex gates. This is the basic concern of this thesis. In addition, and as a necessary step to settle the scenario, a detailed and systematic study on functional timing analysis is also presented.

Estimativa de capacitâncias e consumo de potência em circuitos combinacionais CMOS no nível lógico

Esta tese propõe o desenvolvimento de um método de estimativa de capacitâncias e de potência consumida nos circuitos combinacionais CMOS, no nível de portas lógicas. O objetivo do método é fazer uma previsão do consumo de potência do circuito na fase de projeto lógico, o que permitirá a aplicação de técnicas de redução de potência ou até alteração do projeto antes da geração do seu leiaute. A potência dinâmica consumida por circuitos CMOS depende dos seguintes parâmetros: tensão de alimentação, freqüência de operação, capacitâncias parasitas e atividades de comutação em cada nodo do circuito. A análise desenvolvida na Tese, propõe que a potência seja dividida em duas componentes. A primeira componente está relacionada ao consumo de potência devido às capacitâncias intrínsecas dos transistores, que por sua vez estão relacionadas às dimensões dos transistores. Estas capacitâncias intrínsecas são concentradas nos nodos externos das portas e manifestam-se em função das combinações dos vetores de entrada. A segunda componente está relacionada às interconexões entre as células do circuito. Para esta etapa utiliza-se a estimativa do comprimento médio das interconexões e as dimensões tecnológicas para estimar o consumo de potência. Este comprimento médio é estimado em função do número de transistores e fanout das várias redes do circuito. Na análise que trata das capacitâncias intrínsecas dos transistores os erros encontrados na estimativa da potência dissipada estão no máximo em torno de 11% quando comparados ao SPICE. Já na estimativa das interconexões a comparação feita entre capacitâncias de interconexões estimadas no nível lógico e capacitâncias de interconexões extraídas do leiaute apresentou erros menores que 10%.

Abcessos pulmonares em suínos abatidos industrialmente: bacteriologia, anatomopatologia e relação entre portas de entrada e lesões macroscópicas.

Os abscessos pulmonares em suínos causam severas perdas econômicas à indústria de alimentos, tanto no que se refere à redução do ganho de peso dos animais na granja, como à rejeição total ou parcial de carcaças inadequadas para o consumo humano. O presente trabalho objetivou determinar, através de uma metodologia de observação lesional detalhada, a ocorrência de abscessos pulmonares no abate, relacionando-a com diferentes portas de entrada para essas infecções. Visou ainda a comparar com os índices de ocorrência registrados no nosso meio, que são considerados baixos. As coletas foram realizadas em três matadouros-frigoríficos, junto ao Serviço de Inspeção Federal (SIF) do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), no período de março a junho 2003. Os matadouros-frigoríficos estudados localizavam-se respectivamente: Frigorífico A no Oeste do Estado de Santa Catarina (SC); Frigoríficos B e C na Região do Alto Uruguai, Estado do Rio Grande do Sul (RS). As amostras pulmonares foram provenientes de um total de 17.738 carcaças de suínos de terminação em sua maioria, além de matrizes de descarte, machos não castrados e leitões refugos. Nessas carcaças, foram detectadas 105 lesões sugestivas de abscessos, que foram encaminhadas para exames bacteriológicos e histopatológicos. A inclusão de análise histopatológica e bacteriológica buscou definir com precisão o tipo de lesão e os agentes presentes no intuito de permitir a diferenciação entre abscessos de origem bacteriana ou não, como tumores, nódulos parasíticos, mineralizações ou por fungos. No presente trabalho, as carcaças inspecionadas apresentavam diferentes lesões indicativas de portas de entrada para infecções, detectadas na linha de inspeção, que justificaram o desvio dessas para o DIF (Departamento de Inspeção Final): lesões de cauda; lesões de casco; artrites dos membros anteriores e posteriores, abscessos subcutâneos e castração mal feita. Um achado inesperado foi a ocorrência de pneumonia por aspiração de corpo estranho, baseado na presença de células gigantes multinucleares e de corpo estranho visualizados ao exame histopatológico. Abscessos pulmonares estavam presentes em 105 pulmões entre 17.738 examinados (0,59%). Os abscessos pulmonares acompanhados de lesões sugestivas de pneumonia enzoótica, sugeriram que as complicações bacterianas desse tipo de pneumonia foram as principais fontes de infecção para os agentes causadores de abscessos. A P. multocida foi a bactéria mais freqüentemente isolada em dois Frigoríficos e o A. pyogenes no terceiro. A ocorrência de mais de uma porta de entrada aumentou proporcionalmente a possibilidade de invasão bacteriana e conseqüentemente a ocorrência de abscessos pulmonares. As portas de entrada para os agentes causadores de abscessos que apareceram em maior número, no total ou de forma isolada, foram as artrites, as lesões de casco e as lesões de cauda e os abscessos subcutâneos. A partir da identificação apropriada das portas de entrada para infecções, bem como das infecções bacterianas secundárias subseqüentes às aderências pleurais e às pneumonias complicadas, pode-se estabelecer medidas preventivas e terapêuticas, no intuito de diminuir a incidência de doenças pulmonares e as perdas econômicas no âmbito da indústria de alimentos.

Metodologia biônica em dobradiça de móveis

A conscientização das indústrias, em especial o Setor Moveleiro, em relação ao meio ambiente, vem impulsionando as mesmas para o desenvolvimento de produtos com inovações sustentáveis. Dentro deste contexto o presente trabalho teve como objetivo estudar a biônica como ferramenta de trabalho de ecodesign, originando desenvolvimento sustentável na produção de produtos da Indústria Moveleira, em particular dobradiças (elementos de abertura e fechamento de portas em móveis). Utilizou-se biônica, que se caracteriza na procura de modelos na natureza que passaram por um processo evolutivo e seletivo de suas formas e funções. A metodologia da biônica foi aplicada na análise de dobradiças de abertura e fechamento de portas de móveis já existentes no mercado consumidor, em analogia com modelos da natureza, como estrutura craniana e mandibular de cobras e estrutura de patas (pereiópodos) de crustáceos. Este estudo resultou no desenvolvimento de um projeto conceitual de dobradiça com menos materiais e menor número de peças, com viabilidade técnica baseado nos conceitos de ecodesign e sustentabilidade.

Otimização topológica de transdutores piezelétricos considerando não-linearidade geométrica

Este trabalho aborda o projeto otimizado de transdutores eletro-mecânicos baseados no fenô- meno da piezeletricidade e submetidos a não-linearidade geométrica. Para este m, é proposta uma formulação de equilíbrio para descrever o movimento nito de um corpo piezelétrico e a sua discretização por meio do método dos Elementos Finitos. Problemas de equilíbrio com pontos limites podem ser corretamente simulados com a abordagem de solução proposta, pois questões como a imposição de comprimento de arco em problemas acoplados são discutidas. Diferentes métodos de controle de arco são discutidos e é proposta a consideração do método dos Deslocamentos Generalizados como um tipo de controle de comprimento de arco da família das restrições ortogonais. A formulação de otimização proposta consiste na maximização de componentes do vetor de estado de alguns pontos da estrutura (portas de saída) com restrição de volume e valores de algumas posições do vetor de estado. A análise de sensibilidade proposta, baseada na abordagem adjunta, é su cientemente geral para permitir o projeto de atuadores e sensores e permite a aplicação de condições de contorno essenciais não-homogêneas, como é o caso da diferença de potencial. O método das Assíntotas Móveis Generalizadas (GMMA) é utilizado conjuntamente com a tradicional Programação Linear Sequencial (SLP) para a solução do problema de otimização e suas implementações são discutidas em detalhes. Resultados mostrando a in uência da não-linearidade geométrica e/ou rigidez externa nãolinear no projeto de transdutores piezelétricos são apresentados e discutidos.

Geração automática de leiaute através de matriz de células- MARTELO

Esta dissertação enquadra-se em um processo de busca de soluções para a geração do leiaute de circuitos integrados que permitam aumentar a qualidade da previsibilidade do comportamento de um circuito após a sua implementação. Isso é importante face ao crescimento dos problemas referentes aos efeitos elétricos adversos que surgem em nanocircuitos, tais como eletromigração, efeito antena, contatos mal formados e outros, assim como o aumento da variabilidade do processo de fabricação em tecnologias submicrônicas. O foco deste trabalho de pesquisa é a busca de soluções regulares através do uso de matrizes de portas lógicas. A experimentação efetuada realiza a geração de uma matriz de portas NAND que viabiliza a implementação de equações lógicas mapeadas para redes de portas NAND e inversores, admitindo-se a parametrização do fanout máximo. Foi desenvolvida uma ferramenta de CAD, o MARTELO, que permite efetuar a geração automática de matrizes de portas lógicas, sendo que a versão inicial está voltada para a geração de matrizes com portas NAND em tecnologia CMOS. Os experimentos efetuados revelam que esta técnica é promissora, sendo apresentados alguns dos resultados obtidos.

Um Estudo de técnicas de aceleração para algoritmos de análise de timing funcional baseados em geração automática de teste

Este trabalho tem como objetivo estudar e avaliar técnicas para a aceleração de algoritmos de análise de timing funcional (FTA - Functional Timing Analysis) baseados em geração automática de testes (ATPG – Automatic Test Generation). Para tanto, são abordados três algoritmos conhecidos : algoritmo-D, o PODEM e o FAN. Após a análise dos algoritmos e o estudo de algumas técnicas de aceleração, é proposto o algoritmo DETA (Delay Enumeration-Based Timing Analysis) que determina o atraso crítico de circuitos que contêm portas complexas. O DETA está definido como um algoritmo baseado em ATPG com sensibilização concorrente de caminhos. Na implementação do algoritmo, foi possível validar o modelo de computação de atrasos para circuitos que contêm portas complexas utilizando a abordagem de macro-expansão implícita. Além disso, alguns resultados parciais demonstram que, para alguns circuitos, o DETA apresenta uma pequena dependência do número de entradas quando comparado com a dependência no procedimento de simulação. Desta forma, é possível evitar uma pesquisa extensa antes de se encontrar o teste e assim, obter sucesso na aplicação de métodos para aceleração do algoritmo.

A fotografia em Las babas del diablo e em Blow-Up : marca de indecisões

Esta dissertação é um estudo sobre o conto Las babas del diablo, de Julio Cortázar, e do filme Blow-Up, de Michelangelo Antonioni. Entre as inúmeras portas de entrada para abordar essas duas obras, optamos por explorá-las pelo caminho da fotografia, que é, a um só tempo, eixo temático ficcional do conto e do filme e também mola propulsora para um debate teórico sobre o fotográfico. Inserida em uma perspectiva comparatista, lançamos mão da intertextualidade e da interdisciplinaridade, conceitos fundamentais da Literatura Comparada. Nesse sentido, abordamos inicialmente as relações de produtividade entre os próprios textos e, depois, entre textos e imagens. Posteriormente, aproveitando uma proposta de Cortázar de comparar a fotografia com o conto, passamos a explorar a fotografia no seu âmbito teórico. Dois autores são basilares nesse ponto do trabalho: Roland Barthes e Philippe Dubois. O primeiro, na obra A câmara clara, coloca-se como mediador de toda análise sobre a fotografia, procedendo, dentro de uma perspectiva teórica, de forma semelhante aos personagens de Las babas del diablo e de Blow-Up, estes no mundo da ficção. Já Dubois, em O ato fotográfico, debate algumas das propostas de Barthes e faz um apanhado histórico bastante produtivo na medida em que aborda as três percepções da fotografia desde sua invenção até os dias atuais. Ao alçarmos a fotografia como mediadora teórica principal do corpus deste trabalho, realizamos um novo recorte, detendo-nos naqueles eixos levantados por Dubois e por Barthes que, na leitura de Las babas del diablo e de Blow-Up, nos pareceram exigir uma exploração mais produtiva. Nesse momento, estarão presentes questões relacionadas tanto à fotografia em si quanto às relações que ela estabelece com o fotógrafo e com aquele que a observa, sempre levando em conta as tentativas de tradução da imagem fotográfica para o texto e para o filme.