Implementação de uma matriz de neurônios dinamicamente reconfigurável para descrição de topologias de redes neurais artificiais multilayer perceptrons

The Artificial Neural Networks (ANN), which is one of the branches of Artificial Intelligence (AI), are being employed as a solution to many complex problems existing in several areas. To solve these problems, it is essential that its implementation is done in hardware. Among the strategies to be adopted and met during the design phase and implementation of RNAs in hardware, connections between neurons are the ones that need more attention. Recently, are RNAs implemented both in application specific integrated circuits's (Application Specific Integrated Circuits - ASIC) and in integrated circuits configured by the user, like the Field Programmable Gate Array (FPGA), which have the ability to be partially rewritten, at runtime, forming thus a system Partially Reconfigurable (SPR), the use of which provides several advantages, such as flexibility in implementation and cost reduction. It has been noted a considerable increase in the use of FPGAs for implementing ANNs. Given the above, it is proposed to implement an array of reconfigurable neurons for topologies Description of artificial neural network multilayer perceptrons (MLPs) in FPGA, in order to encourage feedback and reuse of neural processors (perceptrons) used in the same area of the circuit. It is further proposed, a communication network capable of performing the reuse of artificial neurons. The architecture of the proposed system will configure various topologies MLPs networks through partial reconfiguration of the FPGA. To allow this flexibility RNAs settings, a set of digital components (datapath), and a controller were developed to execute instructions that define each topology for MLP neural network.

Implementação de uma matriz de neurônios dinamicamente reconfigurável para descrição de topologias de redes neurais artificiais multilayer perceptrons

The Artificial Neural Networks (ANN), which is one of the branches of Artificial Intelligence (AI), are being employed as a solution to many complex problems existing in several areas. To solve these problems, it is essential that its implementation is done in hardware. Among the strategies to be adopted and met during the design phase and implementation of RNAs in hardware, connections between neurons are the ones that need more attention. Recently, are RNAs implemented both in application specific integrated circuits's (Application Specific Integrated Circuits - ASIC) and in integrated circuits configured by the user, like the Field Programmable Gate Array (FPGA), which have the ability to be partially rewritten, at runtime, forming thus a system Partially Reconfigurable (SPR), the use of which provides several advantages, such as flexibility in implementation and cost reduction. It has been noted a considerable increase in the use of FPGAs for implementing ANNs. Given the above, it is proposed to implement an array of reconfigurable neurons for topologies Description of artificial neural network multilayer perceptrons (MLPs) in FPGA, in order to encourage feedback and reuse of neural processors (perceptrons) used in the same area of the circuit. It is further proposed, a communication network capable of performing the reuse of artificial neurons. The architecture of the proposed system will configure various topologies MLPs networks through partial reconfiguration of the FPGA. To allow this flexibility RNAs settings, a set of digital components (datapath), and a controller were developed to execute instructions that define each topology for MLP neural network.

Co-simulación HW/SW en Raspberry Pi

En el mundo de la simulación existen varios tipos de sistemas reales, entre los que se encuentran los sistemas de eventos discretos. Para poder simular estos sistemas se pueden utilizar, entre otras, herramientas basadas en el formalismo DEVS (Discrete EVents system Specification), como la utilizada en este proyecto: xDEVS. La simulación posee una importancia muy elevada en campos como la educación y la ciencia, y en ocasiones es necesario incluir datos del medio físico o sacar información al exterior del simulador. Por ello es necesario contar con herramientas que puedan realizar simulaciones utilizando sensores, actuadores, circuitos externos, etc., o lo que es lo mismo, que puedan realizar co-simulaciones entre software y hardware. De esta forma se puede facilitar el desarrollo de sistemas por medio de modelado y simulación, pudiendo extraer el hardware gradualmente y analizar los resultados en cada etapa. Este proyecto es de carácter incremental, y trata de extender la funcionalidad de la plataforma xDEVS para poder realizar co-simulaciones entre hardware y software sobre una Raspberry Pi. Para ello se van a utilizar circuitos lógicos como hardware externo y se enlazarán al simulador a través de ficheros de dispositivo, gestionados por módulos del kernel de Linux. Como caso de estudio se desarrolla la co-simulación entre hardware y software completa de un ascensor de siete plantas para mostrar el uso y funcionamiento en xDEVS, extrayendo los circuitos integrados de uno en uno.

Moldes de injeção com desenroscamento automático: casos de estudo

O fabrico de componentes em plástico pode apresentar várias vantagens relativamente aos materiais metálicos e cerâmicos. Podem ser processados em quantidades relativamente elevadas e a baixo custo, no entanto, estes componentes em plástico têm baixa resistência e são sensíveis à temperatura. O desenvolvimento e o fabrico de moldes de injeção é uma área importante em que são utilizados softwares de modelação e simulação, bem como, tecnologias avançadas de fabrico (equipamentos de 5 eixos de alta velocidade, tanto de maquinação como de electroerosão) e tecnologias convencionais de maquinação e montagem. O projeto de moldes é naturalmente uma área extremamente importante na obtenção das peças plásticas, de acordo com o pretendido pelo cliente, com tempos de ciclo de moldação adequados e dimensionado para o número de peças pretendidas. O objetivo final deste trabalho foi o de desenvolver e fabricar dois moldes de desenroscamento automático, com recurso ao software de modelação Topsolid e ao software de simulação Moldflow. Foi possível também, obter peças plásticas no material POM, material escolhido pelo cliente, dentro dos critérios dimensionais, estruturais e tempos de ciclo de injeção pretendidos pelo cliente.

Perfil anaeróbico de futebolistas da segunda divisão do campeonato gaúcho

O futebol é um esporte cuja maioria das açoes durante a partida sao de alta intensidade e curta duraçao, sendo entao predominantemente composto de tiros de alta velocidade. O objetivo desse estudo é descrever o perfil de performance anaeróbica através de corrida maxíma de 30 metros de jogadores de futebol profissional da divisao de acesso do campeonato gaúcho. A escassez de dados em âmbito regional ressalta a importância deste estudo para futuras comparaçoes e preparaçao dos atletas que disputam essa competiçao. Foram avaliados através dos teste de corrida de 30 metros, 23 jogadores de Santa Maria-RS. A média de idade do grupo foi de 24,76±5,59 anos,a massa corporal de 80,6±9,7 kg, a estatura de 178,8±6,3 cm e o ?7DC 82,3±19,1mm. Os resultados apontam o tempo médio de corrida de 30 m. foi 4,06±0,32seg. Por posiçoes, os goleiros obtiveram na corrida de 30 m o tempo de 4,12±0,12 seg. Os zagueiros 4,22±0,37 seg. Os laterais 4,14±0,35 seg. Os volantes 4,05±0,26 seg. Os meio-campistas 3,97±0,36 seg. Os atacantes 4,02±0,17 seg. Os goleiros e os zagueiros tiveram os piores resultados comparados aos demais atletas, resultado esperado devido às características específicas da funçao

Capacidade de sprints de futebolistas na pré temporada

No futebol as corridas de alta velocidade em curto espaço e médias distâncias sao consideradas decisivas. O objetivo desse estudo foi investigar o nível de condicionamento anaeróbio de atletas, que disputam a divisao de acesso do campeonato gaúcho. O grupo estudado tinha a média de idade de 24,8±5,6 anos, massa corporal de 79,9±9,2 kg, estatura de 178,5±6,7 cm e o somatório de 7 dobras cutâneas 82±19,4 mm e foi composto por jogadores profissionais de futebol. Os resultados encontrados para potência absoluta em Watts(W) foram potência média 598,2±84,6 W; potência mínima 454±87,2 W e potência máxima 762,3±145 W. A potência média por posiçao resultante: atacantes: 673,3±22,2 W; laterais: 641,2±75,6 W; zagueiros 619,2±30,5 W; os volantes: 600±92,6 W e meias:539,6±94,3 W. Os resultados obtidos auxiliam na preparaçao física da equipe e colaboram para criaçao de um perfil dos jogadores de futebol da 2a divisao do RS

Capacidade aeróbia de futebolistas da segunda divisão do campeonato gaúcho

O futebol é um esporte intermitente, intercalando corridas aeróbias e tiros de alta velocidade. A duraçao da partida torna muito importante o papel do sistema aeróbio para o desempenho e resultado do jogo. Devido à facilidade e baixo custo, os testes de campo, sao muito usados à avaliaçao desta capacidade, sendo o Yo-Yo um dos mais aplicados. O objetivo desse estudo é descrever o perfil de performance aeróbia de jogadores de futebol da divisao de acesso do campeonato gaúcho. Para tal, foi aplicado o Yo-Yo intermitente teste, avaliando a distância total percorrida no teste e o VO 2 max dos atletas. A distância média percorrida pelos jogadores foi de 1844±289,5m, enquanto que o VO 2 max ficou em 52,0 ml.(kg.min)-1.O desempenho dos meios de campo ficou abaixo dos zagueiros, o que nao é desejável. A comparaçao com atletas de outros estudos aponta a necessidade de aumento da capacidade aeróbia

Perfil anaeróbico de futebolistas da segunda divisão do campeonato gaúcho

O futebol é um esporte cuja maioria das açoes durante a partida sao de alta intensidade e curta duraçao, sendo entao predominantemente composto de tiros de alta velocidade. O objetivo desse estudo é descrever o perfil de performance anaeróbica através de corrida maxíma de 30 metros de jogadores de futebol profissional da divisao de acesso do campeonato gaúcho. A escassez de dados em âmbito regional ressalta a importância deste estudo para futuras comparaçoes e preparaçao dos atletas que disputam essa competiçao. Foram avaliados através dos teste de corrida de 30 metros, 23 jogadores de Santa Maria-RS. A média de idade do grupo foi de 24,76±5,59 anos,a massa corporal de 80,6±9,7 kg, a estatura de 178,8±6,3 cm e o ?7DC 82,3±19,1mm. Os resultados apontam o tempo médio de corrida de 30 m. foi 4,06±0,32seg. Por posiçoes, os goleiros obtiveram na corrida de 30 m o tempo de 4,12±0,12 seg. Os zagueiros 4,22±0,37 seg. Os laterais 4,14±0,35 seg. Os volantes 4,05±0,26 seg. Os meio-campistas 3,97±0,36 seg. Os atacantes 4,02±0,17 seg. Os goleiros e os zagueiros tiveram os piores resultados comparados aos demais atletas, resultado esperado devido às características específicas da funçao

Capacidade de sprints de futebolistas na pré temporada

No futebol as corridas de alta velocidade em curto espaço e médias distâncias sao consideradas decisivas. O objetivo desse estudo foi investigar o nível de condicionamento anaeróbio de atletas, que disputam a divisao de acesso do campeonato gaúcho. O grupo estudado tinha a média de idade de 24,8±5,6 anos, massa corporal de 79,9±9,2 kg, estatura de 178,5±6,7 cm e o somatório de 7 dobras cutâneas 82±19,4 mm e foi composto por jogadores profissionais de futebol. Os resultados encontrados para potência absoluta em Watts(W) foram potência média 598,2±84,6 W; potência mínima 454±87,2 W e potência máxima 762,3±145 W. A potência média por posiçao resultante: atacantes: 673,3±22,2 W; laterais: 641,2±75,6 W; zagueiros 619,2±30,5 W; os volantes: 600±92,6 W e meias:539,6±94,3 W. Os resultados obtidos auxiliam na preparaçao física da equipe e colaboram para criaçao de um perfil dos jogadores de futebol da 2a divisao do RS

Capacidade aeróbia de futebolistas da segunda divisão do campeonato gaúcho

O futebol é um esporte intermitente, intercalando corridas aeróbias e tiros de alta velocidade. A duraçao da partida torna muito importante o papel do sistema aeróbio para o desempenho e resultado do jogo. Devido à facilidade e baixo custo, os testes de campo, sao muito usados à avaliaçao desta capacidade, sendo o Yo-Yo um dos mais aplicados. O objetivo desse estudo é descrever o perfil de performance aeróbia de jogadores de futebol da divisao de acesso do campeonato gaúcho. Para tal, foi aplicado o Yo-Yo intermitente teste, avaliando a distância total percorrida no teste e o VO 2 max dos atletas. A distância média percorrida pelos jogadores foi de 1844±289,5m, enquanto que o VO 2 max ficou em 52,0 ml.(kg.min)-1.O desempenho dos meios de campo ficou abaixo dos zagueiros, o que nao é desejável. A comparaçao com atletas de outros estudos aponta a necessidade de aumento da capacidade aeróbia

Perfil anaeróbico de futebolistas da segunda divisão do campeonato gaúcho

O futebol é um esporte cuja maioria das açoes durante a partida sao de alta intensidade e curta duraçao, sendo entao predominantemente composto de tiros de alta velocidade. O objetivo desse estudo é descrever o perfil de performance anaeróbica através de corrida maxíma de 30 metros de jogadores de futebol profissional da divisao de acesso do campeonato gaúcho. A escassez de dados em âmbito regional ressalta a importância deste estudo para futuras comparaçoes e preparaçao dos atletas que disputam essa competiçao. Foram avaliados através dos teste de corrida de 30 metros, 23 jogadores de Santa Maria-RS. A média de idade do grupo foi de 24,76±5,59 anos,a massa corporal de 80,6±9,7 kg, a estatura de 178,8±6,3 cm e o ?7DC 82,3±19,1mm. Os resultados apontam o tempo médio de corrida de 30 m. foi 4,06±0,32seg. Por posiçoes, os goleiros obtiveram na corrida de 30 m o tempo de 4,12±0,12 seg. Os zagueiros 4,22±0,37 seg. Os laterais 4,14±0,35 seg. Os volantes 4,05±0,26 seg. Os meio-campistas 3,97±0,36 seg. Os atacantes 4,02±0,17 seg. Os goleiros e os zagueiros tiveram os piores resultados comparados aos demais atletas, resultado esperado devido às características específicas da funçao

Capacidade aeróbia de futebolistas da segunda divisão do campeonato gaúcho

O futebol é um esporte intermitente, intercalando corridas aeróbias e tiros de alta velocidade. A duraçao da partida torna muito importante o papel do sistema aeróbio para o desempenho e resultado do jogo. Devido à facilidade e baixo custo, os testes de campo, sao muito usados à avaliaçao desta capacidade, sendo o Yo-Yo um dos mais aplicados. O objetivo desse estudo é descrever o perfil de performance aeróbia de jogadores de futebol da divisao de acesso do campeonato gaúcho. Para tal, foi aplicado o Yo-Yo intermitente teste, avaliando a distância total percorrida no teste e o VO 2 max dos atletas. A distância média percorrida pelos jogadores foi de 1844±289,5m, enquanto que o VO 2 max ficou em 52,0 ml.(kg.min)-1.O desempenho dos meios de campo ficou abaixo dos zagueiros, o que nao é desejável. A comparaçao com atletas de outros estudos aponta a necessidade de aumento da capacidade aeróbia

Capacidade de sprints de futebolistas na pré temporada

No futebol as corridas de alta velocidade em curto espaço e médias distâncias sao consideradas decisivas. O objetivo desse estudo foi investigar o nível de condicionamento anaeróbio de atletas, que disputam a divisao de acesso do campeonato gaúcho. O grupo estudado tinha a média de idade de 24,8±5,6 anos, massa corporal de 79,9±9,2 kg, estatura de 178,5±6,7 cm e o somatório de 7 dobras cutâneas 82±19,4 mm e foi composto por jogadores profissionais de futebol. Os resultados encontrados para potência absoluta em Watts(W) foram potência média 598,2±84,6 W; potência mínima 454±87,2 W e potência máxima 762,3±145 W. A potência média por posiçao resultante: atacantes: 673,3±22,2 W; laterais: 641,2±75,6 W; zagueiros 619,2±30,5 W; os volantes: 600±92,6 W e meias:539,6±94,3 W. Os resultados obtidos auxiliam na preparaçao física da equipe e colaboram para criaçao de um perfil dos jogadores de futebol da 2a divisao do RS

Obtención de un modelo estadístico para proporcionar QoS en enlaces inalámbricos ópticos submarinos

Máster Universitario en Sistemas Inteligentes y Aplicaciones Numéricas en Ingeniería (SIANI)

Photonic integrated circuits development: a universal transceiver for NG-PON2

In the last years there has been a clear evolution in the world of telecommunications, which goes from new services that need higher speeds and higher bandwidth, until a role of interactions between people and machines, named by Internet of Things (IoT). So, the only technology able to follow this growth is the optical communications. Currently the solution that enables to overcome the day-by-day needs, like collaborative job, audio and video communications and share of les is based on Gigabit-capable Passive Optical Network (G-PON) with the recently successor named Next Generation Passive Optical Network Phase 2 (NG-PON2). This technology is based on the multiplexing domain wavelength and due to its characteristics and performance becomes the more advantageous technology. A major focus of optical communications are Photonic Integrated Circuits (PICs). These can include various components into a single device, which simpli es the design of the optical system, reducing space and power consumption, and improves reliability. These characteristics make this type of devices useful for several applications, that justi es the investments in the development of the technology into a very high level of performance and reliability in terms of the building blocks. With the goal to develop the optical networks of future generations, this work presents the design and implementation of a PIC, which is intended to be a universal transceiver for applications for NG-PON2. The same PIC will be able to be used as an Optical Line Terminal (OLT) or an Optical Network Unit (ONU) and in both cases as transmitter and receiver. Initially a study is made of Passive Optical Network (PON) and its standards. Therefore it is done a theoretical overview that explores the materials used in the development and production of this PIC, which foundries are available, and focusing in SMART Photonics, the components used in the development of this chip. For the conceptualization of the project di erent architectures are designed and part of the laser cavity is simulated using Aspic™. Through the analysis of advantages and disadvantages of each one, it is chosen the best to be used in the implementation. Moreover, the architecture of the transceiver is simulated block by block through the VPItransmissionMaker™ and it is demonstrated its operating principle. Finally it is presented the PIC implementation.