Implementation of filters for image pre-processing for leaf analyses in plantations

In this work an image pre-processing module has been developed to extract quantitative information from plantation images with various degrees of infestation. Four filters comprise this module: the first one acts on smoothness of the image, the second one removes image background enhancing plants leaves, the third filter removes isolated dots not removed by the previous filter, and the fourth one is used to highlight leaves' edges. At first the filters were tested with MATLAB, for a quick visual feedback of the filters' behavior. Then the filters were implemented in the C programming language. At last, the module as been coded in VHDL for the implementation on a Stratix II family FPGA. Tests were run and the results are shown in this paper. © 2008 Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

Virtual simulator for mobile robots navigation systems

This paper presents the virtual environment implementation for project simulation and conception of supervision and control systems for mobile robots, that are capable to operate and adapting in different environments and conditions. This virtual system has as purpose to facilitate the development of embedded architecture systems, emphasizing the implementation of tools that allow the simulation of the kinematic conditions, dynamic and control, with real time monitoring of all important system points. For this, an open control architecture is proposal, integrating the two main techniques of robotic control implementation in the hardware level: systems microprocessors and reconfigurable hardware devices. The implemented simulator system is composed of a trajectory generating module, a kinematic and dynamic simulator module and of a analysis module of results and errors. All the kinematic and dynamic results shown during the simulation can be evaluated and visualized in graphs and tables formats, in the results analysis module, allowing an improvement in the system, minimizing the errors with the necessary adjustments optimization. For controller implementation in the embedded system, it uses the rapid prototyping, that is the technology that allows, in set with the virtual simulation environment, the development of a controller project for mobile robots. The validation and tests had been accomplish with nonholonomics mobile robots models with diferencial transmission. © 2008 IEEE.

Towards a java bytecodes compiler for nios II soft-core processor

Reconfigurable computing is one of the most recent research topics in computer science. The Altera - Nios II soft-core processor can be included in a large set of reconfigurable architectures, especially because it is designed in software, allowing it to be configured according to the application. The recent growth in applications that demand reconfigurable computing made necessary the building of compilers that translate high level languages source codes into reconfigurable devices instruction sets. In this paper we present a compiler that takes as input the bytecodes generated by a Java front-end compiler and generates a set of instructions that attends to the Nios II processor instruction set rules. Our work shows how we process Java bytecodes to the intermediate code, in the Nios II instructions format, and build the control flow and the control dependence graphs. © 2009 IEEE.

Development of an instrumentation system embedded on FPGA for real time measurement of mechanical vibrations in rotating machinery

The real-time monitoring of events in an industrial plant is vital, to monitor the actual conditions of operation of the machinery responsible for the manufacturing process. A predictive maintenance program includes condition monitoring of the rotating machinery, to anticipate possible conditions of failure. To increase the operational reliability it is thus necessary an efficient tool to analyze and monitor the equipments, in real-time, and enabling the detection of e.g. incipient faults in bearings. To fulfill these requirements some innovations have become frequent, namely the inclusion of vibration sensors or stator current sensors. These innovations enable the development of new design methodologies that take into account the ease of future modifications, upgrades, and replacement of the monitored machine, as well as expansion of the monitoring system. This paper presents the development, implementation and testing of an instrument for vibration monitoring, as a possible solution to embed in industrial environment. The digital control system is based on an FPGA, and its configuration with an open hardware design tool is described. Special focus is given to the area of fault detection in rolling bearings. © 2012 IEEE.

Approximation of hyperbolic tangent activation function using hybrid methods

Artificial Neural Networks are widely used in various applications in engineering, as such solutions of nonlinear problems. The implementation of this technique in reconfigurable devices is a great challenge to researchers by several factors, such as floating point precision, nonlinear activation function, performance and area used in FPGA. The contribution of this work is the approximation of a nonlinear function used in ANN, the popular hyperbolic tangent activation function. The system architecture is composed of several scenarios that provide a tradeoff of performance, precision and area used in FPGA. The results are compared in different scenarios and with current literature on error analysis, area and system performance. © 2013 IEEE.

Detecção de faltas em sistemas de distribuição de energia elétrica usando dispositivos programáveis

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Desenvolvimento de uma arquitetura reconfigurável para o processamento de modelos no ambiente ABACUS

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Uma ferramenta alternativa para síntese de circuitos lógicos usando a técnica de circuito evolutivo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Compilação de bytecodes Java para um ambiente de arquitetura reconfigurável

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Implementação em FPGA de um sistema para processamento de imagens digitais para aplicações diversificadas

Pós-graduação em Ciência da Computação - IBILCE

Implementação do protocolo LMP de gerência de enlace em redes GMPLS ópticas

Pós-graduação em Ciência da Computação - IBILCE

Implementação de uma plataforma HW/SW para automação industrial, utilizando hardware reconfigurável com processador NIOS II em conformidade com o padrão IEEE 1451

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Desenvolvimento de uma arquitetura multiprocessada e reconfigurável para a síntese de redes de Petri em hardware

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estudo e desenvolvimento de um protótipo para redução da interferência de modo comum usando balanceamento dinâmico de impedância aplicado em biosensores e sensores eletroresistivos

A interferência eletromagnética causada pela linha de energia elétrica afeta negativamente os sinais de instrumentos eletrônicos, especialmente aqueles com baixos níveis de amplitude. Este tipo de interferência é conhecida como interferência de modo comum. Existem muitos métodos e arquiteturas utilizadas para minimizar a influência deste fenômeno de interferência em instrumentos eletrônicos, o mais comum dos quais é a utilização de filtros rejeita banda. Este trabalho apresenta: a análise, desenvolvimento, protótipo e teste de uma nova arquitetura de filtro com característica reconfigurável para instrumentos biomédicos e medição de dados de fluxo em fluido de alta complexidade, com objetivo de reduzir a interferência de modo comum e preservar as componentes do sinal útil na mesma faixa de frequência do ruído, utilizando a técnica de equilíbrio dinâmico de impedância. Além disso, este trabalho pode ser usado em qualquer sistema de medição que também sofra interferência na frequência da linha de alimentação (50/60 Hz, no Brasil e na França, 60 Hz nos Estados Unidos da América). Os blocos de circuitos foram modelados matematicamente e a função de transferência global do circuito fechado foi gerada. Em seguida, o projeto foi descrito e simulado na língua VHDL_AMS e também em um software de simulação eletrônica, usando blocos de componentes discretos, com e sem realimentação. Após análise teórica dos resultados da simulação, um circuito protótipo foi construído e testado usando como entrada um sinal obtido a partir de eletrodos de ECG e Eletrodos Eletroresistivos. Os resultados experimentais do circuito condizem com os da simulação: uma redução de ruído de 98,7% foi obtida em simulações utilizando um sinal sinusoidal, e uma redução de 92% foi realizada utilizando eletrodos de ECG em testes experimentais. Os mesmos testes em eletrodos Eletroresistivos, obtendo o maior valor de 80,3% de redução (durante análise de 3 casos). Em ambos os casos, o sinal útil foi preservado. O método e a sua arquitetura pode ser aplicado para atenuar as interferências que ocorrem na mesma banda de frequência das componentes do sinal útil, preservando ao mesmo tempo estes sinais.

Desenvolvimento de um sistema de instrumentação de medição de vibração mecânica em máquina rotativas, em tempo real, embarcado em FPGA

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)