Redes-em-Chip : arquiteturas e modelos para avaliação de área e desempenho

Com o advento dos processos submicrônicos, a capacidade de integração de transistores tem atingido níveis que possibilitam a construção de um sistema completo em uma única pastilha de silício. Esses sistemas, denominados sistemas integrados, baseiam-se no reuso de blocos previamente projetados e verificados, os quais são chamados de núcleos ou blocos de propriedade intelectual. Os sistemas integrados atuais incluem algumas poucas dezenas de núcleos, os quais são interconectados por meio de arquiteturas de comunicação baseadas em estruturas dedicadas de canais ponto-a-ponto ou em estruturas reutilizáveis constituídas por canais multiponto, denominadas barramentos. Os futuros sistemas integrados irão incluir de dezenas a centenas de núcleos em um mesmo chip com até alguns bilhões de transistores, sendo que, para atender às pressões do mercado e amortizar os custos de projeto entre vários sistemas, é importante que todos os seus componentes sejam reutilizáveis, incluindo a arquitetura de comunicação. Das arquiteturas utilizadas atualmente, o barramento é a única que oferece reusabilidade. Porém, o seu desempenho em comunicação e o seu consumo de energia degradam com o crescimento do sistema. Para atender aos requisitos dos futuros sistemas integrados, uma nova alternativa de arquitetura de comunicação tem sido proposta na comunidade acadêmica. Essa arquitetura, denominada rede-em-chip, baseia-se nos conceitos utilizados nas redes de interconexão para computadores paralelos. Esta tese se situa nesse contexto e apresenta uma arquitetura de rede-em-chip e um conjunto de modelos para a avaliação de área e desempenho de arquiteturas de comunicação para sistemas integrados. A arquitetura apresentada é denominada SoCIN (System-on-Chip Interconnection Network) e apresenta como diferencial o fato de poder ser dimensionada de modo a atender a requisitos de custo e desempenho da aplicação alvo. Os modelos desenvolvidos permitem a estimativa em alto nível da área em silício e do desempenho de arquiteturas de comunicação do tipo barramento e rede-em-chip. São apresentados resultados que demonstram a efetividade das redes-em-chip e indicam as condições que definem a aplicabilidade das mesmas.

Qualidade de vida e transporte público urbano: estratégias para melhorar a qualidade do serviço de transporte público urbano por ônibus

If urban planning is to support the equitable distribution of public goods and services, it must recognize and address the dismal condition of millions of poor people who are living in a city. The primary focus of contemporary planners and planning students should be on finding and advocating solutions that help eliminate the problems of today¿s cities. Any meaningful solution will need to be grounded in a thorough understanding of the social class inequities of citizens. With the rapid development of national economy and urbanization process in Brazil over the last two decades, the number of vehicles and their travels are dramatically increased. This is particularly evident in all large cities. Traffic congestion becomes more and more severe. Inadequate parking facilities often result in difficulty to find a parking space in large cities and many illegally parked vehicles can be seen on the crowed streets. These illegally parked vehicles further intensify traffic congestion and also pose a traffic safety hazard. The process of urbanization and motorization in Brazil is likely to continue in a rapid pace. The urban public passengers transport modes problems in large cities are likely to get even worse. There is an urgent need for the development of policy and criteria for public service of urban public passenger transport by bus in large cities. The purpose of survey is to develop policy guidelines for public transport services planning, design, construction and mobility management, that meet community needs for accessibility in large cities. So this thesis will present major comparative characteristics of urban mobility management, urban public passengers transport by bus services planning and the quality of social life in two towns of Brazil: Rio de Janeiro and Curitiba. The study case has been focused on Rio de Janeiro and Curitiba because of the major different results of the survey presented by the two cities. The objectives of this thesis are: a) to analyze and discus existing urban mobility related accessibility and economic development problems in large cities; b) to provide an overview of the relationship within city ¿ quality of social life ¿ urban mobility in Rio and Curitiba; c) to analyze and discuss existing urban mobility management related public transport services in Rio and Curitiba; d) to analyze and discuss existing quality of bus public transport services problems in Rio. Some preliminary recommendations for mobility management policies will also be presented.

Modelos para o mapeamento de aplicações em infra-estruturas de comunicação intrachip

O projeto de sistemas intrachip (SoCs) é uma atividade de alto grau de complexidade, dados a dimensão de SoCs, na ordem do bilhão de transistores, os requisitos de tempo de desenvolvimento e de consumo de energia, entre outros fatores. A forma de dominar a complexidade de projeto de SoCs inclui dividir a funcionalidade do sistema em módulos de menor complexidade, denominados de núcleos de propriedade intelectual (núcleos IP), interligados por uma infra-estrutura de comunicação. Enquanto núcleos IP podem ser reusados de outros projetos ou adquiridos de terceiros, a infra-estrutura de comunicação deve sempre ser desenvolvida de forma personalizada para cada SoC. O presente trabalho volta-se para o projeto de infraestruturas de comunicação eficientes. Questões importantes neste contexto são a eficiência da comunicação, refletida e.g. em medidas de vazão e latência, a redução de área de silício para implementar a comunicação, e a redução da energia consumida na comunicação. Estas questões dependem da escolha da infra-estrutura de comunicação. Barramentos são as infra-estruturas mais usadas nas comunicações intrachip, mas têm sido consideradas como pouco adequadas para servir a necessidade de comunicação de SoCs futuros. Redes intrachip vêm emergindo como um possível melhor candidato. Nesta infra-estrutura de comunicação, um problema a ser resolvido é o posicionamento relativo de núcleos IP dentro da rede, visando otimizar desempenho e reduzir o consumo de energia, no que se denomina aqui problema de mapeamento. Dada a complexidade deste problema, considera-se fundamental dispor de modelos para capturar as características da infra-estrutura de comunicação, bem como da aplicação que a emprega A principal contribuição deste trabalho é propor e avaliar um conjunto de modelos de computação voltados para a solução do problema de mapeamento de núcleos de propriedade intelectual sobre uma infra-estrutura de comunicação. Três modelos são propostos (CDM, CDCM e ECWM) e comparados, entre si e com três outros disponíveis na literatura (CWM, CTM e ACPM). Embora os modelos sejam genéricos, os estudos de caso restringem-se aqui a infra-estruturas de comunicação do tipo rede intrachip. Dada a diversidade de modelos de mapeamento, propõe-se uma segunda contribuição, o metamodelo Quantidade, Ordem, Dependência (QOD), que relaciona modelos de mapeamento usando os critérios expressos na denominação QOD. Considerando o alto grau de abstração dos modelos empregados, julga-se necessário prover uma conexão com níveis inferiores da hierarquia de projeto. Neste sentido, uma terceira contribuição original do presente trabalho é a proposta de modelos de consumo de energia e tempo de comunicação para redes intrachip. Visando demonstrar a validade de todos os modelos propostos, foram desenvolvidos métodos de uso destes na solução do problema de mapeamento, o que constitui uma quarta contribuição. Estes métodos incluem algoritmos de mapeamento, estimativas de tempo de execução, consumo de energia e caminhos críticos em infra-estruturas de comunicação. Como quinta contribuição, propõe-se o framework CAFES, que integra os métodos desenvolvidos e os modelos de mapeamento em algoritmos computacionais. Uma última contribuição do presente trabalho é um método habilitando a estimativa de consumo de energia para infra-estruturas de comunicação e sua implementação como uma ferramenta computacional.

Contribuição ao estudo do ecodesign na seleção de materiais para construção de residências unifamiliares em ambientes urbanos

A construção civil é, hoje, uma das atividades da sociedade que mais interfere diretamente com o meio ambiente. Matérias-primas são extraídas, energia é consumida durante a construção e utilização, resíduos são devolvidos ao ambiente natural, e emissões tóxicas são geradas e expelidas na atmosfera. A maneira como esta atividade vem sendo exercida atualmente resulta em uma destruição cada vez mais acelerada dos recursos naturais disponíveis. Este quadro só poderá se modificar à medida que houver maior conscientização de todos os agentes envolvidos nesta atividade, e que a pesquisa constante indicar novos caminhos para o desenvolvimento de novos métodos e materiais de construção. Considerando-se este contexto, esta dissertação busca, como objetivo geral, contribuir na seleção de materiais para uma residência sustentável e, por conseqüência, na diminuição dos impactos dos resíduos gerados atualmente na construção civil. Para tanto, se propõe a analisar os materiais de construção com maior freqüência de utilização no mercado, em termos de impactos ambientais, para as principais etapas de uma residência unifamiliar. Entenda-se como etapas as fundações e/ou estruturas, revestimentos de pisos, elementos de vedação, revestimentos de paredes, esquadrias, forros e revestimentos de telhados. A partir dessa análise, este trabalho se propõe apresentar uma proposta de "guia", relacionando os materiais de acordo com os impactos ambientais causados ao meio ambiente, principalmente pela geração de CO2, hoje em dia, principal responsável pelo efeito estufa, além do consumo de energia despendida e percentagem de reciclagem, dados obtidos através do software CES 4.2 Granta Design, tendo como base as propriedades dos referidos materiais Uma ampla revisão bibliográfica foi realizada, além de pesquisas quanto aos métodos existentes para seleção de materiais e análise dos impactos ambientais causados, bem como a consulta com profissionais da área para identificação dos materiais a serem estudados. Com a obtenção destes dados, pode-se classificar os materiais que foram selecionados para este estudo em cada etapa de uma residência unifamiliar. Nesta classificação, tomando como base a emissão de CO2, a madeira sobressai-se em primeiro lugar, posição deslocada se a classificação é baseada no consumo de energia ou ainda na reciclagem dos materiais.

O estágio de adoção das práticas de produção mais limpa na cadeia de suprimentos de artefatos de couro do oeste paulista

Ao longo da década de 1990, uma grande sensibilização com as mudanças climáticas, a depreciação de recursos naturais e a geração de desperdícios redirecionaram as questões ambientais da periferia à linha de frente da gestão empresarial. Decorrente desta sensibilização é possível citar algumas das práticas mais utilizadas pelas indústrias no processo de esverdeamento de sua produção: Produção Mais Limpa, Produção Enxuta, Eco-Eficiência e Gestão da Qualidade Total Ambiental. Neste trabalho pretende-se focar a Produção Mais Limpa (P+L) no processo de esverdeamento da produção da cadeia que será objeto de estudo: a cadeia de suprimentos de artefatos de couro, devido à grande geração de resíduos (sólidos, líquidos e gasosos) que ocorrem durante o processo de transformação do couro. Tal pesquisa se justifica pelo fato da não existência de estudos que propiciem uma identificação do estágio de adoção das práticas de P+L nesta cadeia e a contribuição que os resultados relativos ao estudo da P+L podem trazer aos grupos de interesse (parceiros, sociedade, pesquisadores, entre outros). Além disso, grande parte das pesquisas se propõe a estudar a indústria calçadista apenas e não os artefatos de couro como integrantes dos processos da cadeia do couro. A partir da identificação desses estágios, por meio do estudo de caso de seis empresas desse setor, ações de melhoria podem ser propostas para que se alcancem estágios mais avançados de práticas de P+L ou que, no mínimo, se mantenha o estágio já atingido, caso a empresa se encontre em um estágio avançado de práticas de P+L, para uma efetiva preservação ambiental e redução de desperdícios, beneficiando o meio ambiente e a sociedade assim como proporcionando o desenvolvimento econômico empresarial com a redução de desperdícios. Os resultados mostram que dentre as práticas de P+L mais utilizadas por esta cadeia estão: a reutilização e conseqüente redução no consumo de água limpa através de métodos de tratamento de efluentes, a redução do consumo de energia elétrica e a limpeza e sinalização de cada etapa dos processos industriais. O investimento de esforços na formação do Ecotime e o investimento financeiro na capacitação e treinamento constante desta equipe constituíram a base para o desenvolvimento de novas oportunidades de P+L.

Gestão de utilidades na indústria : uma abordagem sistêmica

O trabalho em questão aborda o tema da necessidade de redução dos custos operacionais das indústrias utilizando-se de um método de gestão mais eficaz de utilidades, mais especificamente dos insumos naturais energia elétrica, água e gás ou óleo combustível, além do descarte de efluentes líquidos e rejeitos sólidos. O objetivo do mesmo é, através de um conjunto de metodologias e roteiros de pesquisa, gerar um programa de gestão de utilidade mais eficiente para as indústrias. Para isto, a abordagem do problema seguiu a metodologia da transparência, que fornece passos específicos para a análise. O embasamento teórico do trabalho seguiu a teoria da dinâmica de sistemas, fundamental na análise das variáveis envolvidas nos processos consumidores dos insumos naturais e de suas relações, seus loops de reforço e de feedback, seus estoques e fluxos dinâmicos. A aplicação do trabalho baseou-se em um estudo de caso feito em uma montadora de automóveis, no qual os dados foram colhidos e trabalhados e as sugestões de melhorias testadas. A estrutura do trabalho aborda primeiramente uma revisão bibliográfica sobre a metodologia da transparência e uma completa revisão sobre as mais diversas metodologias de análise através da dinâmica de sistemas e suas ferramentas. Após a revisão bibliográfica, partiu-se para um levantamento, através de questionários não estruturados, análise de documentação e entrevistas em campo. Os dados colhidos foram utilizados na montagem de diagramas causais e de estoques e fluxos, que evidenciaram as oportunidades de atuação para racionalização do uso. Uma vez montado o diagrama integrado, foram deduzidas as ações necessárias que basearam o plano de gerenciamento das utilidades, que por sua vez foi submetido a um comitê de gerentes e executivos responsáveis por este assunto na montadora referida. Algumas ações foram consideradas inviáveis e aquelas consideradas satisfatórias foram apresentadas como o resultado final do trabalho, constituindo assim a aferição da metodologia de obtenção de um plano de gestão de utilidades na indústria.

Implantação de gestão ambiental em grandes empresas com atividade galvânica no Rio Grande do Sul

As indústrias que realizam atividade galvânica são consideradas de alto impacto ambiental devido à natureza tóxica das matérias-primas e dos resíduos gerados. Os processos caracterizam-se também pelo alto consumo de energia, água e insumos. Grandes empresas com atividade de alto impacto ambiental estão submetidas a um maior controle, seja pelos órgãos ambientais, acionistas ou comunidade de entorno. As pressões exercidas por estes grupos induzem à implantação de medidas de gestão buscando o equilíbrio entre a atividade produtiva e a qualidade ambiental. Este contexto determinou o problema da pesquisa para a qual optou-se por empresas instaladas no Rio Grande do Sul, com atividade galvânica e de porte grande e excepcional. O objetivo geral proposto foi analisar a implantação de medidas de gestão ambiental em grandes empresas com atividade galvânica. Visa-se, com o trabalho, analisar a legislação ambiental que, além de controle e fiscalização, pode ser também um indutor para implantação de sistema de gestão que contribui para a melhoria do desempenho ambiental em empresas com atividade industrial de alto impacto. Para a realização da pesquisa, optou-se pelo método investigativo, que constou da aplicação de um questionário, survey, em quatorze empresas (Fase 1), e da realização de estudo de caso em cinco empresas (Fase 2). Os resultados do trabalho demonstraram que a implantação de um sistema de gestão ambiental, além de proporcionar segurança no atendimento da legislação, promove uma redução de custos ambientais, melhora o desempenho ambiental, a produtividade e a competitividade das empresas.

Eficientização energética em prédios públicos: um desafio aos gestores municipais frente aos requisitos de governança e sustentabilidade

Este artigo ressalta a importância da eficientização energética em prédios públicos como uma política pública a ser adotada pelos gestores municipais, tanto pelo seu efeito demonstrativo de modernidade e alinhamento aos princípios de sustentabilidade como pela indução do desenvolvimento socioambiental, tecnológico e do mercado. São apresentadas as razões e os desafios para enfrentamento dos problemas relacionados ao alto consumo de energia elétrica em prédios públicos municipais, além de um conjunto de propostas objetivas à adoção de uma nova abordagem para a gestão da demanda e do consumo nessas instalações, destacando-se o estudo e diagnóstico realizado para o governo do município de São Paulo e exemplos ou casos de sucesso, a serem explorados e seguidos.

Dia do apagão registrou pico de menções a ‘calor’ nas redes

As redes sociais “anteciparam” o pico de consumo de energia elétrica que antecedeu o apagão da última segunda-feira (19). Monitoramento realizado pela FGV-DAPP mostra que o aumento do consumo desde o início do mês coincidiu com o aumento do volume de menções a termos como “calor” e variações. Como é possível observar a partir do Gráfico 1, as duas “linhas de tendência” apontam um crescimento paralelo do consumo e das menções – não obstante algumas variações ao longo do período analisado –, com picos nos dias 12 e 19.

New Ventures Brasil (Forum 2008) - Power save

Power save: soluções e equipamentos com intuito de auxiliar a redução do consumo de energia

Implementação em hardware de uma Rede Neuronal com ummicroprocessador embebido em FPGA

O objectivo deste trabalho é a implementação em hardware de uma Rede Neuronal com um microprocessador embebido, podendo ser um recurso valioso em várias áreas científicas. A importância das implementações em hardware deve-se à flexibilidade, maior desempenho e baixo consumo de energia. Para esta implementação foi utilizado o dispositivo FPGA Virtex II Pro XC2VP30 com um MicroBlaze soft core, da Xilinx. O MicroBlaze tem vantagens como a simplicidade no design, sua reutilização e fácil integração com outras tecnologias. A primeira fase do trabalho consistiu num estudo sobre o FPGA, um sistema reconfigurável que possui características importantes como a capacidade de executar em paralelo tarefas complexas. Em seguida, desenvolveu-se o código de implementação de uma Rede Neuronal Artificial baseado numa linguagem de programação de alto nível. Na implementação da Rede Neuronal aplicou-se, na camada escondida, a função de activação tangente hiperbólica, que serve para fornecer a não linearidade à Rede Neuronal. A implementação é feita usando um tipo de Rede Neuronal que permite apenas ligações no sentido de saída, chamado Redes Neuronais sem realimentação (do Inglês Feedforward Neural Networks - FNN). Como as Redes Neuronais Artificiais são sistemas de processamento de informações, e as suas características são comuns às Redes Neuronais Biológicas, aplicaram-se testes na implementação em hardware e analisou-se a sua importância, a sua eficiência e o seu desempenho. E finalmente, diante dos resultados, fez-se uma análise de abordagem e metodologia adoptada e sua viabilidade.

Monitorização ambiental em espaços florestais com rede de sensores sem fios

O objectivo deste projecto é desenvolver um sistema de monitorização florestal recorrendo às Redes de Sensores sem Fios. Para a monitorização florestal foi desenvolvido um protótipo cuja função é obter periodicamente os valores de temperatura, humidade, luminosidade, tensão nas baterias e a indicação do nível de sinal de rádio frequência recebido (RSSI- Received Signal Strength Indicator). O equipamento referido foi instalado num ambiente exterior, com características semelhantes à de interesse de modo a permitir avaliar os efeitos do ambiente no desempenho da rede. O funcionamento das Redes de Sensores sem Fios, baseadas no protocolo ZigBee, foi estudado e depois aplicado para transmitir os valores obtidos. Os dados referidos percorrem a rede ZigBee até alcançar a estação base, que tem como função processar, manipular, armazenar numa base de dados e disponibilizar os dados em tempo real através de uma página de Internet. Como os dados são armazenados é sempre possível efectuar uma consulta à base de dados para realização de estudos e estatísticas. Tendo em conta a capacidade limitada dos sistemas de armazenamento de energia utilizados em ambientes exteriores, foi desenvolvido um algoritmo que permite comutar os dispositivos na rede ZigBee de router para end-device e vice-versa, de modo a diminuir o consumo de energia e aumentar o tempo de vida da rede. Este algoritmo foi testado numa situação em que os nós sensores estão colocados em linha, existindo um único salto entre os mesmos.

Recomendações para o desenvolvimento de uma ferramenta de suporte às primeiras decisões projetuais visando ao desempenho energético de edificações de escritório em clima quente

PEDRINI, Aldomar; SZOKOLAY, Steven. Recomendações para o desenvolvimento de uma ferramenta de suporte às primeiras decisões projetuais visando ao desempenho energético de edificações de escritório em clima quente. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 5, n. 1, p.39-54, jan./mar. 2005. Trimestral. Disponível em: . Acesso em: 04 out. 2010.

Teoria de carteiras e a alocação de parques eólicos offshore

The consumption of energy on the planet is currently based on fossil fuels. They are responsible for adverse effects on the environment. Renewables propose solutions for this scenario, but must face issues related to the capacity of the power supply. Wind energy offshore emerging as a promising alternative. The speed and stability are greater winds over oceans, but the variability of these may cause inconvenience to the generation of electric power fluctuations. To reduce this, a combination of wind farms geographically distributed was proposed. The greater the distance between them, the lower the correlation between the wind velocity, increasing the likelihood that together achieve more stable power system with less fluctuations in power generation. The efficient use of production capacity of the wind park however, depends on their distribution in marine environments. The objective of this research was to analyze the optimal allocation of wind farms offshore on the east coast of the U.S. by Modern Portfolio Theory. The Modern Portfolio Theory was used so that the process of building portfolios of wind energy offshore contemplate the particularity of intermittency of wind, through calculations of return and risk of the production of wind farms. The research was conducted with 25.934 observations of energy produced by wind farms 11 hypothetical offshore, from the installation of 01 simulated ocean turbine with a capacity of 5 MW. The data show hourly time resolution and covers the period between January 1, 1998 until December 31, 2002. Through the Matlab R software, six were calculated minimum variance portfolios, each for a period of time distinct. Given the inequality of the variability of wind over time, set up four strategies rebalancing to evaluate the performance of the related portfolios, which enabled us to identify the most beneficial to the stability of the wind energy production offshore. The results showed that the production of wind energy for 1998, 1999, 2000 and 2001 should be considered by the portfolio weights calculated for the same periods, respectively. Energy data for 2002 should use the weights derived from the portfolio calculated in the previous time period. Finally, the production of wind energy in the period 1998-2002 should also be weighted by 1/11. It follows therefore that the portfolios found failed to show reduced levels of variability when compared to the individual production of wind farms hypothetical offshore