Reconfigurable system-on-a-chip motion estimation architecture for multi-standard video coding

A new domain-specific, reconfigurable system-on-a-chip (SoC) architecture is proposed for video motion estimation. This has been designed to cover most of the common block-based video coding standards, including MPEG-2, MPEG-4, H.264, WMV-9 and AVS. The architecture exhibits simple control, high throughput and relatively low hardware cost when compared with existing circuits. It can also easily handle flexible search ranges without any increase in silicon area and can be configured prior to the start of the motion estimation process for a specific standard. The computational rates achieved make the circuit suitable for high-end video processing applications, such as HDTV. Silicon design studies indicate that circuits based on this approach incur only a relatively small penalty in terms of power dissipation and silicon area when compared with implementations for specific standards. Indeed, the cost/performance achieved exceeds that of existing but specific solutions and greatly exceeds that of general purpose field programmable gate array (FPGA) designs.

JPEG encoder system-on-a-chip demonstrator

The design of a System-on-a-Chip (SoC) demonstrator for a baseline JPEG encoder core is presented. This combines a highly optimized Discrete Cosine Transform (DCT) and quantization unit with an entropy coder which has been realized using off-the-shelf synthesizable IP cores (Run-length coder, Huffman coder and data packer). When synthesized in a 0.35 µm CMOS process, the core can operate at speeds up to 100 MHz and contains 50 k gates plus 11.5 kbits of RAM. This is approximately 20% less than similar JPEG encoder designs reported in literature. When targeted at FPGA the core can operate up to 30 MHz and is capable of compressing 9-bit full-frame color input data at NTSC or PAL rates.

Wavelet packet transforms for system-on-chip applications

A methodology for the production of silicon cores for wavelet packet decomposition has been developed. The scheme utilizes efficient scalable architectures for both orthonormal and biorthogonal wavelet transforms. The cores produced from these architectures can be readily scaled for any wavelet function and are easily configurable for any subband structure. The cores are fully parameterized in terms of wavelet choice and appropriate wordlengths. Designs produced are portable across a range of silicon foundries as well as FPGA and PLD technologies. A number of exemplar implementations have been produced.

System-on-chip field-programmable gate array design for onboard real-time hyperspectral unmixing

Hyperspectral instruments have been incorporated in satellite missions, providing large amounts of data of high spectral resolution of the Earth surface. This data can be used in remote sensing applications that often require a real-time or near-real-time response. To avoid delays between hyperspectral image acquisition and its interpretation, the last usually done on a ground station, onboard systems have emerged to process data, reducing the volume of information to transfer from the satellite to the ground station. For this purpose, compact reconfigurable hardware modules, such as field-programmable gate arrays (FPGAs), are widely used. This paper proposes an FPGA-based architecture for hyperspectral unmixing. This method based on the vertex component analysis (VCA) and it works without a dimensionality reduction preprocessing step. The architecture has been designed for a low-cost Xilinx Zynq board with a Zynq-7020 system-on-chip FPGA-based on the Artix-7 FPGA programmable logic and tested using real hyperspectral data. Experimental results indicate that the proposed implementation can achieve real-time processing, while maintaining the methods accuracy, which indicate the potential of the proposed platform to implement high-performance, low-cost embedded systems, opening perspectives for onboard hyperspectral image processing.

Studying the cytomechanic aspects of pollen tube growth behavior using Lab-On-Chip technology

L'élongation cellulaire de cellules cultivant bout comme hyphae fongueux, inculquez hairs, des tubes de pollen et des neurones, est limité au bout de la cellule, qui permet à ces cellules d'envahir l'encerclement substrate et atteindre une cible. Les cellules cultivant bout d'équipement sont entourées par le mur polysaccharide rigide qui régule la croissance et l'élongation de ces cellules, un mécanisme qui est radicalement différent des cellules non-walled. La compréhension du règlement du mur de cellule les propriétés mécaniques dans le contrôle de la croissance et du fonctionnement cellulaire du tube de pollen, une cellule rapidement grandissante d'équipement, est le but de ce projet. Le tube de pollen porte des spermatozoïdes du grain de pollen à l'ovule pour la fertilisation et sur sa voie du stigmate vers l'ovaire le tube de pollen envahit physiquement le stylar le tissu émettant de la fleur. Pour atteindre sa cible il doit aussi changer sa direction de croissance les temps multiples. Pour évaluer la conduite de tubes de pollen grandissants, un dans le système expérimental vitro basé sur la technologie de laboratoire-sur-fragment (LOC) et MEMS (les systèmes micro-électromécaniques) ont été conçus. En utilisant ces artifices nous avons mesuré une variété de propriétés physiques caractérisant le tube de pollen de Camélia, comme la croissance la croissance accélérée, envahissante et dilatant la force. Dans une des organisations expérimentales les tubes ont été exposés aux ouvertures en forme de fente faites de l'élastique PDMS (polydimethylsiloxane) la matière nous permettant de mesurer la force qu'un tube de pollen exerce pour dilater la croissance substrate. Cette capacité d'invasion est essentielle pour les tubes de pollen de leur permettre d'entrer dans les espaces intercellulaires étroits dans les tissus pistillar. Dans d'autres essais nous avons utilisé l'organisation microfluidic pour évaluer si les tubes de pollen peuvent s'allonger dans l'air et s'ils ont une mémoire directionnelle. Une des applications auxquelles le laboratoire s'intéresse est l'enquête de processus intracellulaires comme le mouvement d'organelles fluorescemment étiqueté ou les macromolécules pendant que les tubes de pollen grandissent dans les artifices LOC. Pour prouver que les artifices sont compatibles avec la microscopie optique à haute résolution et la microscopie de fluorescence, j'ai utilisé le colorant de styryl FM1-43 pour étiqueter le système endomembrane de tubes de pollen de cognassier du Japon de Camélia. L'observation du cône de vésicule, une agrégation d'endocytic et les vésicules exocytic dans le cytoplasme apical du bout de tube de pollen, n'a pas posé de problèmes des tubes de pollen trouvés dans le LOC. Pourtant, le colorant particulier en question a adhéré au sidewalls du LOC microfluidic le réseau, en faisant l'observation de tubes de pollen près du difficile sidewalls à cause du signal extrêmement fluorescent du mur. Cette propriété du colorant pourrait être utile de refléter la géométrie de réseau en faisant marcher dans le mode de fluorescence.

A flexible lab-on-a-chip for the synthesis and magnetic separation of magnetite decorated with gold nanoparticles

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Glass/PDMS hybrid microfluidic device integrating vertically aligned SWCNTs to ultrasensitive electrochemical determinations

This communication reports a promising platform for rapid, simple, direct, and ultrasensitive determination of serotonin. The method is related to integration of vertically aligned single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) in electrochemical microfluidic devices. The required microfabrication protocol is simple and fast. In addition, the nanomaterial influenced remarkably the obtained limit-of-detection (LOD) values. Our system achieved a LOD of 0.2 nmol L-1 for serotonin, to the best of our knowledge one of the lowest values reported in the literature.