Projeto e desenvolvimento de uma arquitetura de baixo consumo de potência para microprocessadores.

O trabalho trata do projeto e do desenvolvimento de um processador de baixo consumo de potência, de forma simplificada, explorando técnicas de microarquitetura, para atingir menor consumo de potência. É apresentada uma sequência lógica de desenvolvimento, a partir de conceitos e estruturas básicas, até chegar a estruturas mais complexas e, por fim, mostrar a microarquitetura completa do processador. Esse novo modelo de processador é comparado com estudos prévios de três processadores, sendo o primeiro modelo síncrono, o segundo assíncrono e o terceiro uma versão melhorada do primeiro modelo, que inclui minimizações de registradores e circuitos. Uma nova metodologia de criação de padring de microcontroladores, baseada em reuso de informações de projetos anteriores, é apresentada. Essa nova metodologia foi criada para a rápida prototipagem e para diminuir possíveis erros na geração do código do padring. Comparações de resultados de consumo de potência e área são apresentadas para o processador desenvolvido e resultados obtidos com a nova metodologia de geração de padring também são apresentados. Para o processador, um modelo, no qual se utilizam múltiplos barramentos para minimizar o número de ciclos de máquina por instrução, é apresentado. Também foram ressaltadas estruturas que podem ser otimizadas e circuitos que podem ser reaproveitados para diminuir a quantidade de circuito necessário na implementação. Por fim, a nova implementação é comparada com os três modelos anteriores; os ganhos obtidos de desempenho com a implementação dessas estruturas foram de 18% que, convertidos em consumo de potência, representam economia de 13% em relação ao melhor caso dos processadores comparados. A tecnologia utilizada no desenvolvimento dos processadores foi CMOS 250nm da TSMC.

Uma nova arquitetura para Internet das Coisas com análise e reconhecimento de padrões e processamento com Big Data.

A Internet das Coisas é um novo paradigma de comunicação que estende o mundo virtual (Internet) para o mundo real com a interface e interação entre objetos. Ela possuirá um grande número de dispositivos heteregôneos interconectados, que deverá gerar um grande volume de dados. Um dos importantes desafios para seu desenvolvimento é se guardar e processar esse grande volume de dados em aceitáveis intervalos de tempo. Esta pesquisa endereça esse desafio, com a introdução de serviços de análise e reconhecimento de padrões nas camadas inferiores do modelo de para Internet das Coisas, que procura reduzir o processamento nas camadas superiores. Na pesquisa foram analisados os modelos de referência para Internet das Coisas e plataformas para desenvolvimento de aplicações nesse contexto. A nova arquitetura de implementada estende o LinkSmart Middeware pela introdução de um módulo para reconhecimento de padrões, implementa algoritmos para estimação de valores, detecção de outliers e descoberta de grupos nos dados brutos, oriundos de origens de dados. O novo módulo foi integrado à plataforma para Big Data Hadoop e usa as implementações algorítmicas do framework Mahout. Este trabalho destaca a importância da comunicação cross layer integrada à essa nova arquitetura. Nos experimentos desenvolvidos na pesquisa foram utilizadas bases de dados reais, provenientes do projeto Smart Santander, de modo a validar da nova arquitetura de IoT integrada aos serviços de análise e reconhecimento de padrões e a comunicação cross-layer.

Avaliação do erro estático da ferramenta de uma máquina fresadora com arquitetura paralela.

Os mecanismos amplamente utilizados em aplicações industriais são de tipo serial, porém há algum tempo vem sendo desenvolvidos estudos sobre as vantagens que os mecanismos de arquitetura paralela oferecem em contraposição com os seriais. Rigidez, precisão, altas frequências naturais e velocidade são algumas características que os mecanismos paralelos atribuem a máquinas já consolidadas na indústria, destinadas principalmente nas operações de manipulação (pick and place). Nesse sentido, é relevante o estudo sobre a funcionalidade em outros tipos de operação como a usinagem e, particularmente o fresamento. Para isto, devem-se ainda explorar e desenvolver as capacidades dos mecanismos paralelos em relação à rigidez e à precisão nas operações mencionadas. Foi desenvolvido previamente o projeto e montagem do protótipo de uma máquina fresadora de arquitetura paralela. Também aracterizado pela redundância na atuação para o posicionamento da ferramenta. Com este intuito, pretende-se no trabalho atual, avaliar o erro estático de posicionamento da ferramenta por métodos experimentais, quantificar os deslocamentos, realizar um mapeamento experimental em diversas configurações dos membros. Por outro lado, pretende-se adaptar um modelo numérico simplificado que possa prever as deformações elásticas em diversas configurações, que contemple o efeito de juntas lineares flexíveis e que de alguma forma ajude a identificar as principais fontes de erro. Para tal, foram elaboradas rotinas de programação que através da cinemática inversa e o uso do método dos elementos finitos tentem prever o que de fato acontece nos experimentos. Foi proposta também uma implementação alternativa para o controle do mecanismo através de um software CNC e a conversão de coordenadas cartesianas em coordenadas dos atuadores, isto ajudaria na geração do código G. Finalmente, foram elaboradas algumas trajetórias que tentam avaliar a exatidão e repetitividade do mecanismo além de descrever outras trajetórias livres.

Arquitetura computacional para redes orgânicas e heterogêneas: plano de controle do sistema operacional swarm.

Computational Swarms (enxames computacionais), consistindo da integração de sensores e atuadores inteligentes no nosso mundo conectado, possibilitam uma extensão da info-esfera no mundo físico. Nós chamamos esta info-esfera extendida, cíber-física, de Swarm. Este trabalho propõe uma visão de Swarm onde dispositivos computacionais cooperam dinâmica e oportunisticamente, gerando redes orgânicas e heterogêneas. A tese apresenta uma arquitetura computacional do Plano de Controle do Sistema Operacional do Swarm, que é uma camada de software distribuída embarcada em todos os dispositivos que fazem parte do Swarm, responsável por gerenciar recursos, definindo atores, como descrever e utilizar serviços e recursos (como divulgá-los e descobrí-los, como realizar transações, adaptações de conteúdos e cooperação multiagentes). O projeto da arquitetura foi iniciado com uma revisão da caracterização do conceito de Swarm, revisitando a definição de termos e estabelecendo uma terminologia para ser utilizada. Requisitos e desafios foram identificados e uma visão operacional foi proposta. Esta visão operacional foi exercitada com casos de uso e os elementos arquiteturais foram extraídos dela e organizados em uma arquitetura. A arquitetura foi testada com os casos de uso, gerando revisões do sistema. Cada um dos elementos arquiteturais requereram revisões do estado da arte. Uma prova de conceito do Plano de Controle foi implementada e uma demonstração foi proposta e implementada. A demonstração selecionada foi o Smart Jukebox, que exercita os aspectos distribuídos e a dinamicidade do sistema proposto. Este trabalho apresenta a visão do Swarm computacional e apresenta uma plataforma aplicável na prática. A evolução desta arquitetura pode ser a base de uma rede global, heterogênea e orgânica de redes de dispositivos computacionais alavancando a integração de sistemas cíber-físicos na núvem permitindo a cooperação de sistemas escaláveis e flexíveis, interoperando para alcançar objetivos comuns.

Formas composicionais de grande arquitetura e formas miniaturizadas na literatura pianística - paradigmas, aproximações e perspetivas

Dissertação apresentada à Escola Superior de Artes Aplicadas do Instituto Politécnico de Castelo Branco para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Música – Área de Especialização em Piano.

Cultura da representação de arquitetura: concursos de projeto, Brasil 2008-2011

This thesis deepens the issues pointed out in our master's dissertation (2009) and the following texts about architectural projects representation presented in architectural competitions. It aims to identify the representation culture of projects from architectural competitions. Were there common ways to argue among successful architects? Which were them? How extent the various arguments are consistent or what is the discursive coherent? Which interlocutors were privileged in argumentation, the requesting ones or those that evaluate the proposals? To answer these questions, we began from a correlation suggested by TOSTRUP (1999) among some drawings – plans, sections, façades, perspective, details or texts - and emphasized aspects in a project argumentation (place, zoning, environmental comfort, energy efficiency, etc.). On the top of this, we add functions that DURAND (2003) indicates relevant to architectural representations: conception, communication or seduction and execution. Other writers, such as COLLINS (1971), COLLYER (2004), MOON (2005), BANDEIRA (2007), and OXMAN (2008) in different ways, offered us subsidies to relate kinds of architectural representations with specific functions or strategies of persuasion. Thus, for 08 Brazilian competitions, occurred between 2008 – 2011, we analyzed the requests from the brief of the official announcement, the evaluations of the jurors, and the boards of the winning designs – graphical and textual representations. That allowed us to observe a representation culture predominantly based on perspectives and plans, even been articulated in different arguments. This may emphasize since objective aspects as building execution to appeals of mere visual seduction. In what regards to the audience, even when the official announcement resembled to one another, the winners’ argumentation were different, suggesting a possible jury’s privilege as an interlocutor.

Implementação de uma arquitetura fuzzy neural em hardware com treinamento online

Computational Intelligence Methods have been expanding to industrial applications motivated by their ability to solve problems in engineering. Therefore, the embedded systems follow the same idea of using computational intelligence tools embedded on machines. There are several works in the area of embedded systems and intelligent systems. However, there are a few papers that have joined both areas. The aim of this study was to implement an adaptive fuzzy neural hardware with online training embedded on Field Programmable Gate Array – FPGA. The system adaptation can occur during the execution of a given application, aiming online performance improvement. The proposed system architecture is modular, allowing different configurations of fuzzy neural network topologies with online training. The proposed system was applied to: mathematical function interpolation, pattern classification and selfcompensation of industrial sensors. The proposed system achieves satisfactory performance in both tasks. The experiments results shows the advantages and disadvantages of online training in hardware when performed in parallel and sequentially ways. The sequentially training method provides economy in FPGA area, however, increases the complexity of architecture actions. The parallel training method achieves high performance and reduced processing time, the pipeline technique is used to increase the proposed architecture performance. The study development was based on available tools for FPGA circuits.

Arquitetura escolar Infantil modulada e flexível

For many y ears, the federal government policy is to use project for in order to speed up the work for decreasing the elementary education deficit vacancy . In Natal municipality the schoolhouses for children, from 0 to 6 years of age are denom inated Muinicipality Centre for Elementary Education. The federal government provides capital for the news edifications by the program of government named PROINFÂNCIA. This program embraces three types of projects. Type “A” must be furnished by the interes ted municipality and approved by Education and Cultura Ministry. The type “B” is standard plan with capability to 120 schoolchildren in full - time or 240 in two turns and ground plot measuring 40 x 70m and the “type C” also a standart projects to 60 schoolc hildren in full - time or 120 in two turns and ground plot measuring 35 x 45m. Sometimes , due to scarcity of bigger ground plot s is the “type C” instead of “type B”, referring to offering vacancies. In this meaning, this study intend s to present the draft - project to elementary schoolhouse, modulated and flexible, emphasizing the children needs . Therefore, it was studied concept, school architecture, construction technology, reference study and visiting to MCEE Fernanda Jales (PROINFÂNC IA “tipo B”). However, the proposal synthesizes the draft - project by module, implanting in its totality or in parts, according to its necessity and lot cha racteristic.

Arquitetura bioclimática para instituição de ensino fundamental em São Gonçalo do Amarante/RN

In the design of a building process must consider climatic variations in the region, the external conditions and the use of available resources in nature, like the sun, vegetation, rain and winds, to provide a built environment with comfort and environment reduced energy expenditure. However, increasing urbanization, often with an occupancy of disordered ground comes disregarding this knowledge and disregarding local characteristics, drastically reducing the green areas. This disordered occupation associated with the reduction of green spaces, is modifying aspects of climate and thus, damaging the thermal comfort of users. Given this situation was born the question: What projetuais strategies can bring better thermal conditions to an educational building located in a region of hot and humid weather? Thus, faced with two important issues , education and environmental comfort , the research is justified by the fact that there is a large national demand for expansions and renovations in its public schools , but not in most areas provides students with quality for good learning development. This paper aims to draw up a project for establishment of Primary Education with the application of the concepts of bioclimatic, highlighting the use of vegetation as a regulatory element of the climate. Initially we carried out a literature search; we analyzed architectural solutions and set up the site. The next phases, called understanding, were raised with the laws, rules and environmental restrictions. Subsequently, the program needs and the development of architectural design was defined. The conclusion of this paper presents the definition of criteria and solutions for the use of vegetation to design of bioclimatic architecture in hot and humid climates and contributes a catalog of plant species for schools in the metropolitan region of Natal, RN.

Ícones urbanos na cidade de Natal: arquitetura e desenvolvimento urbano na cidade do sol e mar

Natal has come through major changes in the last 150 years, since the actions of city beautification, in the 19th century, until the present day, when such transformations start to have the objective of including the city in the competition for the attraction of the capital flows and consumption, domestically and in a foreign sense. It is thought that the first initiatives aimed at increasing tourism in Natal occurred in the 1960s, however, it became apparent that only from the 1980s was there a significant increase in tourist activities in Natal and the Metropolitan Region, especially on the east coast of the state of Rio Grande do Norte, leading to an expansion of the labour market, the significant increase of foreign investment, territorial changes of great impact and the production of buildings primarily intended for the hotel industry and second residence for European tourists. Since then, the incentives for tourist activity in the state have been maintained and even increased, based on tourism aimed at natural beauties, local cuisine and events, which transformed the tourist activity in one of the main sources of foreign exchange for the city of Natal. In the early 21st century, the construction of high-rise condominiums, monuments (including the designer ones), such as the Parque da Cidade, designed by Oscar Niemeyer, were already established. Also, shopping centers and, in order to host the World Cup, the new football stadium, the Arena das Dunas, among others, which were aimed at local and foreign consumers, especially European, stood out in the city. It is understood that these new buildings, monuments and also renovations and restorations that were deployed in the city of Natal aimed at constructing a new identity for the city, within the process of capitalist development and urban spectacle. It is considered that the monuments and the iconic buildings are attributes of the cities aimed at selling locations as goods, establishing a new urban environment, a new role as cities, which aimed at seeking greater autonomy from the nation-state. In this research, it was sought to analyze the architectural object, that is, buildings and monuments built or restored in Natal and its relevance to the city marketing promoted by the city itself. It was found that, indeed, such buildings and monuments are inserted in contemporary architectural production as a basis for increasing the competitive nature of Natal. In addition, they reveal a capitalist mode of production, supported by public resources, operating in the production of urban space with a view to repeating the hegemonic model of a competitive city

Avaliação da usabilidade e da arquitetura da informação do site do Instituto do Cérebro da UFRN: um estudo de caso com base nas opiniões dos usuários da instituição

The objective of the current piece of research presents was draw up a list of recommendations for the site of the Instituto do Cérebro da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, with an emphasis on fault identification in usability and information architecture, through the application of design techniques with users of the institution. From the use of the following techniques: Cardsorting, applied to a group of six people as target public, such as professor, administrative technicians and graduate student of the institution; Interviews, carried out with the director of the Instituto do Cérebro, secretaries of the undergraduate and graduate courses; Cooperative Evaluation applied in two ways: in group and individually. The evaluation in group was fulfilled in four sessions that occurred with a group composed of six people who are part of the technical staff of the Instituto do Cérebro. In the Individual Cooperative Evaluation, eight users (graduate students and administrative technicians of the Instituto do Cérebro da UFRN) performed tasks which are frequently fulfilled by users from the public target in the site of the Instituto do Cérebro. After each session of the Individual Cooperative Evaluation, a questionnaire of the user´s satisfaction was used about his or her perception in regard to the site usability and utility of the mentioned institute site. Therefore, it was concluded that, by means of the analysis of the results and the triangulation of the obtained data in each one of the techniques applied with the users, in the present piece of research, problems were verified, among others; all related to the unsuitable use of the interface elements, navigation, labeling of some menu terms, and still, the lack of search space and integration with the social networks – besides the lack, positioning and inappropriate formatting of information that would be of high relevance to the users. Finally, a list of recommendations is presented and this can be used in a future interface redesign with the goal to improve the information architecture and the usability of the site of the Instituto do Cérebro da Universidade Federal do Rio Grande do Norte.

Uma linguagem de descrição arquitetural baseada em uma arquitetura de referência para sistemas ubíquos

A computação ubíqua é um paradigma no qual dispositivos com capacidade de processamento e comunicação são embutidos nos elementos comuns de nossas vidas (casas, carros, máquinas fotográficas, telefones, escolas, museus, etc), provendo serviços com um alto grau de mobilidade e transparência. O desenvolvimento de sistemas ubíquos é uma tarefa complexa, uma vez que envolve várias áreas da computação, como Engenharia de Software, Inteligência Artificial e Sistemas Distribuídos. Essa tarefa torna-se ainda mais complexa pela ausência de uma arquitetura de referência para guiar o desenvolvimento de tais sistemas. Arquiteturas de referência têm sido usadas para fornecer uma base comum e dar diretrizes para a construção de arquiteturas de softwares para diferentes classes de sistemas. Por outro lado, as linguagens de descrição arquitetural (ADLs) fornecem uma sintaxe para representação estrutural dos elementos arquiteturais, suas restrições e interações, permitindo-se expressar modelo arquitetural de sistemas. Atualmente não há, na literatura, ADLs baseadas em arquiteturas de referência para o domínio de computação ubíqua. De forma a permitir a modelagem arquitetural de aplicações ubíquas, esse trabalho tem como objetivo principal especificar UbiACME, uma linguagem de descrição arquitetural para aplicações ubíquas, bem como disponibilizar a ferramenta UbiACME Studio, que permitirá arquitetos de software realizar modelagens usando UbiACME. Para esse fim, inicialmente realizamos uma revisão sistemática, de forma a investigar na literatura relacionada com sistemas ubíquos, os elementos comuns a esses sistemas que devem ser considerados no projeto de UbiACME. Além disso, com base na revisão sistemática, definimos uma arquitetura de referência para sistemas ubíquos, RA-Ubi, que é a base para a definição dos elementos necessários para a modelagem arquitetural e, portanto, fornece subsídios para a definição dos elementos de UbiACME. Por fim, de forma a validar a linguagem e a ferramenta, apresentamos um experimento controlado onde arquitetos modelam uma aplicação ubíqua usando UbiACME Studio e comparam com a modelagem da mesma aplicação em SySML.

Mecanismo de tolerância a falhas através de escalonamento para uma arquitetura reconfigurável de grão grosso

The continuous evolution of integrated circuit technology has allowed integrating thousands of transistors on a single chip. This is due to the miniaturization process, which reduces the diameter of wires and transistors. One drawback of this process is that the circuit becomes more fragile and susceptible to break, making the circuit more susceptible to permanent faults during the manufacturing process as well as during their lifetime. Coarse Grained Reconfigurable Architectures (CGRAs) have been used as an alternative to traditional architectures in an attempt to tolerate such faults due to its intrinsic hardware redundancy and high performance. This work proposes a fault tolerance mechanism in a CGRA in order to increase the architecture fault tolerance even considering a high fault rate. The proposed mechanism was added to the scheduler, which is the mechanism responsible for mapping instructions onto the architecture. The instruction mapping occurs at runtime, translating binary code without the need for recompilation. Furthermore, to allow faster implementation, instruction mapping is performed using a greedy module scheduling algorithm, which consists of a software pipeline technique for loop acceleration. The results show that, even with the proposed mechanism, the time for mapping instructions is still in order of microseconds. This result allows that instruction mapping process remains at runtime. In addition, a study was also carried out mapping scheduler rate. The results demonstrate that even at fault rates over 50% in functional units and interconnection components, the scheduler was able to map instructions onto the architecture in most of the tested applications.

Autonomic hardware manager: uma arquitetura de hardware autonômico usando a solução de repositório ativo de componentes

This Thesis main objective is to implement a supporting architecture to Autonomic Hardware systems, capable of manage the hardware running in reconfigurable devices. The proposed architecture implements manipulation, generation and communication functionalities, using the Context Oriented Active Repository approach. The solution consists in a Hardware-Software based architecture called "Autonomic Hardware Manager (AHM)" that contains an Active Repository of Hardware Components. Using the repository the architecture will be able to manage the connected systems at run time allowing the implementation of autonomic features such as self-management, self-optimization, self-description and self-configuration. The proposed architecture also contains a meta-model that allows the representation of the Operating Context for hardware systems. This meta-model will be used as basis to the context sensing modules, that are needed in the Active Repository architecture. In order to demonstrate the proposed architecture functionalities, experiments were proposed and implemented in order to proof the Thesis hypothesis and achieved objectives. Three experiments were planned and implemented: the Hardware Reconfigurable Filter, that consists of an application that implements Digital Filters using reconfigurable hardware; the Autonomic Image Segmentation Filter, that shows the project and implementation of an image processing autonomic application; finally, the Autonomic Autopilot application that consist of an auto pilot to unmanned aerial vehicles. In this work, the applications architectures were organized in modules, according their functionalities. Some modules were implemented using HDL and synthesized in hardware. Other modules were implemented kept in software. After that, applications were integrated to the AHM to allow their adaptation to different Operating Context, making them autonomic.