Progettazione e analisi di soluzioni per la QOS e il controllo di flusso in Networks-on-chip

Nel documento vengono principalmente trattati i principali meccanismi per il controllo di flusso per le NoC. Vengono trattati vari schemi di switching, gli stessi schemi associati all'introduzione dei Virtual Channel, alcuni low-level flow control, e due soluzioni per gli end-to-end flow control: Credit Based e CTC (STMicroelectronics). Nel corso della trattazione vengono presentate alcune possibili modifiche a CTC per incrementarne le prestazioni mantenendo la scalabilità che lo contraddistingue: queste sono le "back-to-back request" e "multiple incoming connections". Infine vengono introdotti alcune soluzioni per l'implementazione della qualità di servizio per le reti su chip. Proprio per il supporto al QoS viene introdotto CTTC: una versione di CTC con il supporto alla Time Division Multiplexing su rete Spidergon.

Implementazione dell'algoritmo filtered back-projection (FBP) per architetture low-power di tipo systems-on-chip

Il presente lavoro di tesi, svolto presso i laboratori dell'X-ray Imaging Group del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università di Bologna e all'interno del progetto della V Commissione Scientifica Nazionale dell'INFN, COSA (Computing on SoC Architectures), ha come obiettivo il porting e l’analisi di un codice di ricostruzione tomografica su architetture GPU installate su System-On-Chip low-power, al fine di sviluppare un metodo portatile, economico e relativamente veloce. Dall'analisi computazionale sono state sviluppate tre diverse versioni del porting in CUDA C: nella prima ci si è limitati a trasporre la parte più onerosa del calcolo sulla scheda grafica, nella seconda si sfrutta la velocità del calcolo matriciale propria del coprocessore (facendo coincidere ogni pixel con una singola unità di calcolo parallelo), mentre la terza è un miglioramento della precedente versione ottimizzata ulteriormente. La terza versione è quella definitiva scelta perché è la più performante sia dal punto di vista del tempo di ricostruzione della singola slice sia a livello di risparmio energetico. Il porting sviluppato è stato confrontato con altre due parallelizzazioni in OpenMP ed MPI. Si è studiato quindi, sia su cluster HPC, sia su cluster SoC low-power (utilizzando in particolare la scheda quad-core Tegra K1), l’efficienza di ogni paradigma in funzione della velocità di calcolo e dell’energia impiegata. La soluzione da noi proposta prevede la combinazione del porting in OpenMP e di quello in CUDA C. Tre core CPU vengono riservati per l'esecuzione del codice in OpenMP, il quarto per gestire la GPU usando il porting in CUDA C. Questa doppia parallelizzazione ha la massima efficienza in funzione della potenza e dell’energia, mentre il cluster HPC ha la massima efficienza in velocità di calcolo. Il metodo proposto quindi permetterebbe di sfruttare quasi completamente le potenzialità della CPU e GPU con un costo molto contenuto. Una possibile ottimizzazione futura potrebbe prevedere la ricostruzione di due slice contemporaneamente sulla GPU, raddoppiando circa la velocità totale e sfruttando al meglio l’hardware. Questo studio ha dato risultati molto soddisfacenti, infatti, è possibile con solo tre schede TK1 eguagliare e forse a superare, in seguito, la potenza di calcolo di un server tradizionale con il vantaggio aggiunto di avere un sistema portatile, a basso consumo e costo. Questa ricerca si va a porre nell’ambito del computing come uno tra i primi studi effettivi su architetture SoC low-power e sul loro impiego in ambito scientifico, con risultati molto promettenti.

Letteratura Pulp. Proposta di traduzione di alcuni capitoli di "Einsamkeit und Sex und Mitleid" di Helmut Krausser

Questo lavoro è volto a far conoscere l'opera dello scrittore H. Krausser "Einsamkeit und Sex und Mitleid" e il genere Pulp. Ho voluto approfondire alcune caratteristiche di questo genere perché è ancora poco conosciuto, dato che questa corrente letteraria è nata soltanto negli anni Novanta. Nella prima parte dell'elaborato ho inserito una breve presentazione del genere per spiegare l'origine del termine pulp e descrivere le caratteristiche principali che lo definiscono. In modo particolare mi sono concentrato sulla sua diffusione in Italia attraverso la corrente dei cannibali, indicandone i principali esponenti. Successivamente ho presentato l'autore Helmut Krausser che, attraverso un accurato lavoro letterario, è stato in grado di mettere insieme un mosaico di personaggi sparsi per la metropoli di Berlino. Julia König è una donna ambiziosa ed esigente, Vincent è un gigolò rinomato, Ekki un ex professore ridotto alla miseria, Swentja una giovane ragazza contesa tra due giovani e incapace di badare a sua sorella. Questi sono solo alcuni dei personaggi presenti nell'opera. Questo libro risultava interessante sul piano traduttivo poiché gli spunti da analizzare erano molteplici e, a mio avviso, intriganti. Visto l'ampio numero di personaggi, l'opera di H. Krausser è incentrata sul dialogo. Si tratta di una tipologia testuale che all'apparenza potrebbe sembrare semplice e lineare, ma in realtà può rivelarsi insidiosa per la traduzione. Infatti, non è semplice restituire la stessa spontaneità del testo di partenza e trasmettere in maniera fedele il registro tipico dell'oralità. Ho ritenuto opportuno analizzare questo genere letterario per le peculiarità che lo contraddistinguono dagli altri. Con i suoi toni crudi, violenti e talvolta anche cinici il pulp offre immagini di realtà drammatiche che producono un forte impatto emotivo sul lettore grazie a uno stile diretto, privo dei filtri della moralità e del pudore.

L’arte della calligrafia cinese attraverso gli occhi dell’artista Fung Ming Chip

L’oggetto della tesi di laurea è analizzare l’arte calligrafica dell’artista cinese contemporaneo Fung Ming Chip (Feng Mingqiu 冯明秋, n. 1951). Per poter raggiungere tale obiettivo, è fondamentale, però, esaminare l’intero processo evolutivo della calligrafia cinese, a partire dall’antichità fino a raggiungere l’era moderna, in modo da fornire una panoramica generale delle basi di quest’arte considerata tra le più sublimi della cultura cinese. Nello specifico, si affronta un’analisi di tutti gli aspetti ed elementi caratterizzanti la calligrafia cinese tradizionale; successivamente viene ripercorsa la sua fase di modernizzazione in età contemporanea, che verte sullo sviluppo di due importanti correnti quali la corrente avanguardista e modernista. La calligrafia cinese è stata soggetta a continui mutamenti nel corso della storia e continuano tuttora. Fung Ming Chip è ritenuto tra gli artisti contemporanei più innovativi in campo calligrafico. Le sue abilità, acquisite da autodidatta e apprezzate in tutto il mondo, hanno favorito una produzione artistica alquanto originale. Questo elaborato focalizza l’attenzione in particolare sulle opere che lui realizza sia attraverso l’arte dell’intaglio dei sigilli che attraverso l’arte calligrafica, profondamente legate l’una all’altra. Egli riesce, attraverso la calligrafia, a sviluppare nel pubblico una nuova visione della calligrafia senza sovvertire la calligrafia tradizionale, a cui resta profondamente legato.

Dispositivi organ-on-chip per l' ingegnerizzazione di tessuto cardiaco destinato allo screening farmacologico

Negli ultimi anni, nell' ambito dell' ingegneria dei tessuti, ha avuto un rapido aumento la generazione di tessuti cardiaci miniaturizzati, per lo studio della fisiologia cardiaca e delle patologie. In questa tesi, viene analizzato un processo di realizzazione di un dispositivo heart-on-a-chip recentemente pubblicato da Jayne et al. Per il processo di fabbricazione dei dispositivi è stata utilizzata una combinazione di Soft Lithography e Direct Laser Writing (DLW). Quest' ultima, in particolare, ha fornito due importanti caratteristiche ai dispositivi deputati alla semina cellulare: una struttura curva lungo l’ asse verticale e strutture 3D di diverse altezze sullo stesso piano. Tramite DLW sono stati realizzati anche precisi punti di adesione per le cellule staminali pluripotenti indotte, che hanno consentito di controllare la geometria dei tessuti ingegnerizzati. In particolare, oltre al processo di fabbricazione, in questo lavoro vengono anche illustrate le procedure necessarie al fine di calibrare i microsensori utilizzati per monitorare i costrutti. La prima fase della calibrazione si occupa di determinare la responsività meccanica dei sensori di spostamento, mentre la seconda valuta quella dei sensori elettrici, deputati alla conversione di spostamenti in variazioni di resistenza elettrica.

Continual learning on nano drones

Miniaturized flying robotic platforms, called nano-drones, have the potential to revolutionize the autonomous robots industry sector thanks to their very small form factor. The nano-drones’ limited payload only allows for a sub-100mW microcontroller unit for the on-board computations. Therefore, traditional computer vision and control algorithms are too computationally expensive to be executed on board these palm-sized robots, and we are forced to rely on artificial intelligence to trade off accuracy in favor of lightweight pipelines for autonomous tasks. However, relying on deep learning exposes us to the problem of generalization since the deployment scenario of a convolutional neural network (CNN) is often composed by different visual cues and different features from those learned during training, leading to poor inference performances. Our objective is to develop and deploy and adaptation algorithm, based on the concept of latent replays, that would allow us to fine-tune a CNN to work in new and diverse deployment scenarios. To do so we start from an existing model for visual human pose estimation, called PULPFrontnet, which is used to identify the pose of a human subject in space through its 4 output variables, and we present the design of our novel adaptation algorithm, which features automatic data gathering and labeling and on-device deployment. We therefore showcase the ability of our algorithm to adapt PULP-Frontnet to new deployment scenarios, improving the R2 scores of the four network outputs, with respect to an unknown environment, from approximately [−0.2, 0.4, 0.0,−0.7] to [0.25, 0.45, 0.2, 0.1]. Finally we demonstrate how it is possible to fine-tune our neural network in real time (i.e., under 76 seconds), using the target parallel ultra-low power GAP 8 System-on-Chip on board the nano-drone, and we show how all adaptation operations can take place using less than 2mWh of energy, a small fraction of the available battery power.