Very high speed 17 Gbps SHACAL encryption architecture

Very high speed and low area hardware architectures of the SHACAL-1 encryption algorithm are presented in this paper. The SHACAL algorithm was a submission to the New European Schemes for Signatures, Integrity and Encryption (NESSIE) project and it is based on the SHA-1 hash algorithm. To date, there have been no performance metrics published on hardware implementations of this algorithm. A fully pipelined SHACAL-1 encryption architecture is described in this paper and when implemented on a Virtex-II X2V4000 FPGA device, it runs at a throughput of 17 Gbps. A fully pipelined decryption architecture achieves a speed of 13 Gbps when implemented on the same device. In addition, iterative architectures of the algorithm are presented. The SHACAL-1 decryption algorithm is derived and also presented in this paper, since it was not provided in the submission to NESSIE. © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2003.

Investigations Into the Performance of a Turbogenerated Biogas Engine During Speed Transients

Turbogenerating is a form of turbocompounding whereby a Turbogenerator is placed in the exhaust stream of an internal combustion engine. The Turbogenerator converts a portion of the expelled energy in the exhaust gas into electricity which can then be used to supplement the crankshaft power. Previous investigations have shown how the addition of a Turbogenerator can increase the system efficiency by up to 9%. However, these investigations pertain to the engine system operating at one fixed engine speed. The purpose of this paper is to investigate how the system and in particular the Turbogenerator operate during engine speed transients. On turbocharged engines, turbocharger lag is an issue. With the addition of a Turbogenerator, these issues can be somewhat alleviated. This is done by altering the speed at which the Turbogenerator operates during the engine’s speed transient. During the transients, the Turbogenerator can be thought to act in a similar manner to a variable geometry turbine where its speed can cause a change in the turbocharger turbine’s pressure ratio. This paper shows that by adding a Turbogenerator to a turbocharged engine the transient performance can be enhanced. This enhancement is shown by comparing the turbogenerated engine to a similar turbocharged engine. When comparing the two engines, it can be seen that the addition of a Turbogenerator can reduce the time taken to reach full power by up to 7% whilst at the same time, improve overall efficiency by 7.1% during the engine speed transient.

Per-Flow State Management Technique for High-Speed Networks

Flow processing is a fundamental element of stateful traffic classification and it has been recognized as an essential factor for delivering today’s application-aware network operations and security services. The basic function within a flow processing engine is to search and maintain a flow table, create new flow entries if no entry matches and associate each entry with flow states and actions for future queries. Network state information on a per-flow basis must be managed in an efficient way to enable Ethernet frame transmissions at 40 Gbit/s (Gbps) and 100 Gbps in the near future. This paper presents a hardware solution of flow state management for implementing large-scale flow tables on popular computer memories using DDR3 SDRAMs. Working with a dedicated flow lookup table at over 90 million lookups per second, the proposed system is able to manage 512-bit state information at run time.

Mass enhances speed but diminishes turn capacity in terrestrial pursuit predators

The dynamics of predator-prey pursuit appears complex, making the development of a framework explaining predator and prey strategies problematic. We develop a model for terrestrial, cursorial predators to examine how animal mass modulates predator and prey trajectories and affects best strategies for both parties. We incorporated the maximum speed-mass relationship with an explanation of why larger animals should have greater turn radii; the forces needed to turn scale linearly with mass whereas the maximum forces an animal can exert scale to a 2/3 power law. This clarifies why in a meta-analysis, we found a preponderance of predator/prey mass ratios that minimized the turn radii of predators compared to their prey. It also explained why acceleration data from wild cheetahs pursuing different prey showed different cornering behaviour with prey type. The outcome of predator prey pursuits thus depends critically on mass effects and the ability of animals to time turns precisely.

Manufacturing at double the speed

The speed of manufacturing processes today depends on a trade-off between the physical processes of production, the wider system that allows these processes to operate and the co-ordination of a supply chain in the pursuit of meeting customer needs. Could the speed of this activity be doubled? This paper explores this hypothetical question, starting with examination of a diverse set of case studies spanning the activities of manufacturing. This reveals that the constraints on increasing manufacturing speed have some common themes, and several of these are examined in more detail, to identify absolute limits to performance. The physical processes of production are constrained by factors such as machine stiffness, actuator acceleration, heat transfer and the delivery of fluids, and for each of these, a simplified model is used to analyse the gap between current and limiting performance. The wider systems of production require the co-ordination of resources and push at the limits of human biophysical and cognitive limits. Evidence about these is explored and related to current practice. Out of this discussion, five promising innovations are explored to show examples of how manufacturing speed is increasing—with line arrays of point actuators, parallel tools, tailored application of precision, hybridisation and task taxonomies. The paper addresses a broad question which could be pursued by a wider community and in greater depth, but even this first examination suggests the possibility of unanticipated innovations in current manufacturing practices.

Assessment of the impact speed and angle conditions for the EN1317 barrier tests

Roadside safety barriers designs are tested with passenger cars in Europe using standard EN1317 in which the impact angle for normal, high and very high containment level tests is 20°. In comparison to EN1317, the US standard MASH has higher impact angles for cars and pickups (25°) and different vehicle masses. Studies in Europe (RISER) and the US have shown values for the 90th percentile impact angle of 30°–34°. Thus, the limited evidence available suggests that the 20° angle applied in EN 1317 may be too low.
The first goal of this paper is to use the US NCHRP database (Project NCHRP 17–22) to assess the distribution of impact angle and collision speed in recent ROR accidents. Second, based on the findings of the statistical analysis and on analysis of impact angles and speeds in the literature, an LS-DYNA finite element analysis was carried out to evaluate the normal containment level of concrete barriers in non-standard collisions. The FE model was validated against a crash test of a portable concrete barrier carried out at the UK Transport Research Laboratory (TRL).
The accident data analysis for run-off road accidents indicates that a substantial proportion of accidents have an impact angle in excess of 20°. The baseline LS-DYNA model showed good comparison with experimental acceleration severity index (ASI) data and the parametric analysis indicates a very significant influence of impact angle on ASI. Accordingly, a review of European run-off road accidents and the configuration of EN 1317 should be performed.

Behavioral modeling optimization and enhancement for high-speed analog mixed-signal I/O interfaces

A integridade do sinal em sistemas digitais interligados de alta velocidade, e avaliada através da simulação de modelos físicos (de nível de transístor) é custosa de ponto vista computacional (por exemplo, em tempo de execução de CPU e armazenamento de memória), e exige a disponibilização de detalhes físicos da estrutura interna do dispositivo. Esse cenário aumenta o interesse pela alternativa de modelação comportamental que descreve as características de operação do equipamento a partir da observação dos sinais eléctrico de entrada/saída (E/S). Os interfaces de E/S em chips de memória, que mais contribuem em carga computacional, desempenham funções complexas e incluem, por isso, um elevado número de pinos. Particularmente, os buffers de saída são obrigados a distorcer os sinais devido à sua dinâmica e não linearidade. Portanto, constituem o ponto crítico nos de circuitos integrados (CI) para a garantia da transmissão confiável em comunicações digitais de alta velocidade. Neste trabalho de doutoramento, os efeitos dinâmicos não-lineares anteriormente negligenciados do buffer de saída são estudados e modulados de forma eficiente para reduzir a complexidade da modelação do tipo caixa-negra paramétrica, melhorando assim o modelo standard IBIS. Isto é conseguido seguindo a abordagem semi-física que combina as características de formulação do modelo caixa-negra, a análise dos sinais eléctricos observados na E/S e propriedades na estrutura física do buffer em condições de operação práticas. Esta abordagem leva a um processo de construção do modelo comportamental fisicamente inspirado que supera os problemas das abordagens anteriores, optimizando os recursos utilizados em diferentes etapas de geração do modelo (ou seja, caracterização, formulação, extracção e implementação) para simular o comportamento dinâmico não-linear do buffer. Em consequência, contributo mais significativo desta tese é o desenvolvimento de um novo modelo comportamental analógico de duas portas adequado à simulação em overclocking que reveste de um particular interesse nas mais recentes usos de interfaces de E/S para memória de elevadas taxas de transmissão. A eficácia e a precisão dos modelos comportamentais desenvolvidos e implementados são qualitativa e quantitativamente avaliados comparando os resultados numéricos de extracção das suas funções e de simulação transitória com o correspondente modelo de referência do estado-da-arte, IBIS.

Cognitive processes underlying reading and naming deficits in dyslexic readers

In addition to phonological deficits, difficulties at the level of the visual recognition system (i. e. , the mechanisms that could affect the induction of orthographic representations or the connection of visual to lexical codes) constitute potential sources of the poor reading and visual naming that characterize dyslexia.

The relationship between rapid automatized naming and reading performance: a meta-analysis

O estudo científico dos correlatos cognitivos da aquisição e desenvolvimento da competência de leitura é um assunto de grande relevância quer teórica quer prática, no sentido em que pode ajudar a compreender os processos cognitivos básicos envolvidos na leitura e, em última instância, a delinear os seus preditores e a predizer dificuldades na sua aquisição. A par da consciência fonológica – capacidade para perceber e manipular as unidades de som –, um dos construtos que frequentemente tem sido associado ao desenvolvimento da competência de leitura é a velocidade de nomeação de estímulos visuais (também conhecida como nomeação rápida automatizada ou velocidade de acesso ao léxico). Tradicionalmente, esta capacidade tem sido avaliada recorrendo ao paradigma clássico das provas de nomeação rápida automatizada (RAN) desenvolvidas por Denckla e Rudel (1976), nas quais é pedido ao sujeito que nomeie o mais rapidamente possível um conjunto de estímulos familiares apresentados serialmente. Nas últimas décadas, inúmeros estudos vieram demonstrar que a nomeação rápida é um importante preditor da competência de leitura, sobretudo da fluência da leitura, e um défice central em perturbações de leitura como a dislexia. O desempenho numa tarefa de nomeação rápida apela à sincronização e integração de vários processos, incluindo: (a) atenção ao estímulo, (b) integração da informação visual com representações visuais ou ortográficas arquivadas em memória, (c) recuperação de uma etiqueta verbal, e a (d) ativação da representação articulatória (Wolf & Bowers, 1999). Uma vez que a leitura e a nomeação rápida envolvem processos cognitivos semelhantes, não parece surpreendente que ambas as competências estejam associadas. No entanto, os estudos têm variado consideravelmente no que respeita à magnitude da associação entre a nomeação rápida e a leitura, encontrando-se resultados nulos ou negligenciáveis do valor preditivo da nomeação rápida na explicação da variância do desempenho de leitura. Vários fatores podem contribuir para as discrepâncias observadas na literatura, entre os quais as medidas utilizadas para avaliar o desempenho de nomeação rápida (por exemplo, medidas que utilizam estímulos ortográficos ou não-ortográficos) e de leitura (por exemplo, medidas de fluência ou de acuidade). A importância da natureza das medidas quer de nomeação rápida quer de leitura tem sido reconhecida por vários autores (para uma revisão, ver Norton & Wolf, 2011). Paralelamente, as amostras estudadas, que têm variado quanto à idade/escolaridade dos participantes e à sua competência de leitura (leitores normais ou fracos leitores ou leitores disléxicos), poderão estar a contribuir para a heterogeneidade dos resultados publicados. A literatura recente tem salientado a relevância destes fatores na aquisição e desenvolvimento da leitura, embora a direccionalidade do seu efeito seja ainda pouco clara. Por exemplo, a transição de um procedimento de leitura baseado em estratégias de descodificação fonológica para uma leitura automática, à medida que o sujeito se torna um leitor fluente, parece ser acompanhada por uma mudança no peso relativo das capacidades cognitivas subjacentes à leitura (ex., Reis, Faísca, Castro, & Petersson, in press). Outro fator importante que tem dificultado a interpretação dos dados publicados sobre os construtos envolvidos na leitura, e em particular sobre a nomeação rápida, relaciona-se com a consistência ortográfica do sistema de escrita nos quais os estudos são conduzidos. Estudos trans-linguísticos sugerem que a consistência ortográfica influencia a facilidade com que se aprende a ler nas escritas alfabéticas, bem como o tipo de processamento de leitura predominantemente adotado pelos leitores (Seymour, Aro, & Erskine, 2003). No seio deste enquadramento, nesta tese procurámos clarificar as divergências encontradas na literatura relativamente à relação entre a nomeação rápida e o desempenho de leitura. Através de um estudo de meta-análise 1 é nosso objetivo realizar uma síntese objetiva do estado da arte sobre a relação entre a nomeação rápida e a leitura, e avaliar a influência de potenciais fatores moderadores da magnitude desta relação, nomeadamente: (a) a natureza da tarefa de nomeação (tipo de estímulo nomeado, número total de itens, e número de itens diferentes); (b) a natureza da tarefa de leitura (subcomponente de leitura, e medida de resposta usada para avaliar o desempenho); (c) características da amostra (escolaridade e nível de leitura); e (d) ortografia (sistema de escrita, e consistência ortográfica). Para tal, foi realizada uma procura de artigos científicos nas bases de dados PubMed, PsycINFO, e Web of Knowledge, tendo sido incluídas na meta-análise um total de 154 experiências independentes, compreendendo 21,706 participantes. Os resultados indicam uma relação moderada-a-forte entre a nomeação rápida e o desempenho de leitura (r =.44, I2 = 71.19). Nas análises seguintes procurou-se avaliar o contributo de potenciais variáveis moderadoras que possam explicar a heterogeneidade observada entre os tamanhos dos efeitos. Verificou-se que a nomeação rápida se associa significativamente e em magnitude semelhante com todas as medidas de leitura, i.e., quer estas apelem preferencialmente a um processamento de descodificação fonológica ou de reconhecimento de padrões ortográficos da palavra. Os resultados sugerem ainda que a magnitude das correlações é inflacionada nos estudos em que o desempenho de leitura é baseado na velocidade/fluência de leitura, em particular nos níveis de escolaridade mais avançados, e que utilizam tarefas de nomeação com estímulos alfanuméricos ao invés de estímulos não-alfanuméricos. Adicionalmente, verificou-se que a força da associação entre a nomeação rápida e a acuidade de leitura varia de forma não linear durante a evolução da leitura, sendo que a correlação é maior nos leitores escolarizados mais novos e decresce à medida que a escolaridade aumenta. O papel atribuível à proficiência dos leitores, i.e., fracos leitores/leitores disléxicos ou leitores normais, foi menos claro; no entanto, houve uma tendência para a relação ser mais forte nas amostras de fracos leitores/leitores disléxicos. Os resultados das comparações trans-linguísticas, por sua vez, sugerem que a nomeação rápida tem um papel importante para o desempenho da leitura independentemente das características da ortografia, ainda que as correlações tenham sido maiores nas ortografias opacas, e em particular nas línguas não-alfabéticas. Em suma, a presente meta-análise fornece resultados convincentes de que o desempenho em tarefas de nomeação rápida refletirá processos cognitivos subjacentes que são também relevantes para a aquisição/desenvolvimento da leitura. Consequentemente, pode dizer-se que estas medidas serão um preditor útil da competência de leitura. Os resultados são também discutidos no contexto das teorias atuais que procuram explicar através de que processos cognitivos se associam a nomeação rápida e a leitura, com ênfase nas hipóteses fonológica versus ortográfica. 1 Uma meta-análise permite a integração quantitativa de resultados de diversos estudos, recorrendo para isso à noção de magnitude do efeito.

The Impact of Thought Speed and Variability on Psychological State and Threat Perception: Further Exploration of the Theory of Mental Motion

Thought speed and variability are purportedly common features of specific psychological states, such as mania and anxiety. The present study explored the independent and combinational influence of these variables upon condition-specific symptoms and affective state, as proposed by Pronin and Jacobs’ (Perspect Psychol Sci, 3:461–485, 2008) theory of mental motion. A general population sample was recruited online (N = 263). Participants completed a thought speed and variability manipulation task, inducing a combination of fast/slow and varied/repetitive thought. Change in mania and anxiety symptoms was assessed through direct self-reported symptom levels and indirect, processing bias assessment (threat interpretation). Results indicated that fast and varied thought independently increased self-reported mania symptoms. Affect was significantly less positive and more negative during slow thought. No change in anxiety symptoms or threat interpretation was found between manipulation conditions. No evidence for the proposed combinational influence of speed and variability was found. Implications and avenues for therapeutic intervention are discussed.