Microprocessor systems: an introduction

The aim of this book is to provide and introduction to microprocessor systems, their operation and design. It covers those topics needed by engineers and computer scientists who are interested in applying microprocessors in practical situations, namely computer hardware including logic and interfacing, software, in particular high level and assembly language programming, and the design and testing of such systems. The fundamental principles of micrprocessor systems are described and these are illustrated with reference to two microprocessors, the 32-bit MC68020 from Motorola and a single chip microcomputer, the 8051 from Intel; and in addition, interfacing to the general purpose STE bus is described. The details of the processors and the bus are concentrated in three chapters, thus allowing the presentation of the material to be independent of the microprocessors if that is desired, and permitting the specific details to be found easily.

Performance analysis of data transmissions in MPLS and non-MPLS networks

Basic Network transactions specifies that datagram from source to destination is routed through numerous routers and paths depending on the available free and uncongested paths which results in the transmission route being too long, thus incurring greater delay, jitter, congestion and reduced throughput. One of the major problems of packet switched networks is the cell delay variation or jitter. This cell delay variation is due to the queuing delay depending on the applied loading conditions. The effect of delay, jitter accumulation due to the number of nodes along transmission routes and dropped packets adds further complexity to multimedia traffic because there is no guarantee that each traffic stream will be delivered according to its own jitter constraints therefore there is the need to analyze the effects of jitter. IP routers enable a single path for the transmission of all packets. On the other hand, Multi-Protocol Label Switching (MPLS) allows separation of packet forwarding and routing characteristics to enable packets to use the appropriate routes and also optimize and control the behavior of transmission paths. Thus correcting some of the shortfalls associated with IP routing. Therefore MPLS has been utilized in the analysis for effective transmission through the various networks. This paper analyzes the effect of delay, congestion, interference, jitter and packet loss in the transmission of signals from source to destination. In effect the impact of link failures, repair paths in the various physical topologies namely bus, star, mesh and hybrid topologies are all analyzed based on standard network conditions.

C-slow retimed parallel histogram architectures for consumer imaging devices

A parallel pipelined array of cells suitable for real-time computation of histograms is proposed. The cell architecture builds on previous work obtained via C-slow retiming techniques and can be clocked at 65 percent faster frequency than previous arrays. The new arrays can be exploited for higher throughput particularly when dual data rate sampling techniques are used to operate on single streams of data from image sensors. In this way, the new cell operates on a p-bit data bus which is more convenient for interfacing to camera sensors or to microprocessors in consumer digital cameras.

Enhanced three-factor security protocol for consumer USB mass storage devices

The Universal Serial Bus (USB) is an extremely popular interface standard for computer peripheral connections and is widely used in consumer Mass Storage Devices (MSDs). While current consumer USB MSDs provide relatively high transmission speed and are convenient to carry, the use of USB MSDs has been prohibited in many commercial and everyday environments primarily due to security concerns. Security protocols have been previously proposed and a recent approach for the USB MSDs is to utilize multi-factor authentication. This paper proposes significant enhancements to the three-factor control protocol that now makes it secure under many types of attacks including the password guessing attack, the denial-of-service attack, and the replay attack. The proposed solution is presented with a rigorous security analysis and practical computational cost analysis to demonstrate the usefulness of this new security protocol for consumer USB MSDs.

Efficient biometric and password based mutual authentication for consumer USB mass storage devices

A Universal Serial Bus (USB) Mass Storage Device (MSD), often termed a USB flash drive, is ubiquitously used to store important information in unencrypted binary format. This low cost consumer device is incredibly popular due to its size, large storage capacity and relatively high transfer speed. However, if the device is lost or stolen an unauthorized person can easily retrieve all the information. Therefore, it is advantageous in many applications to provide security protection so that only authorized users can access the stored information. In order to provide security protection for a USB MSD, this paper proposes a session key agreement protocol after secure user authentication. The main aim of this protocol is to establish session key negotiation through which all the information retrieved, stored and transferred to the USB MSD is encrypted. This paper not only contributes an efficient protocol, but also does not suffer from the forgery attack and the password guessing attack as compared to other protocols in the literature. This paper analyses the security of the proposed protocol through a formal analysis which proves that the information is stored confidentially and is protected offering strong resilience to relevant security attacks. The computational cost and communication cost of the proposed scheme is analyzed and compared to related work to show that the proposed scheme has an improved tradeoff for computational cost, communication cost and security.

Sources of stakeholder salience in the responsible investment movement: why do investors sign the Principles for Responsible Investment?

Since its inception in 2006, the United Nations-backed Principles for Responsible Investment (PRI) have grown to over 1300 signatories representing over $45 trillion. This growth is not slowing down. In this paper, we argue that there is a set of attributes which make the PRI salient as a stakeholder and its claim to sign the six PRI important to institutional investors. We use Mitchell et al.’s (Acad Manag Rev 22:853–886, 1997) theoretical framework of stakeholder salience, as extended by Gifford (J Bus Eth 92:79–97, 2010). We use as evidence confidential data from the annual survey of signatories carried out by the PRI in a 5-year period between 2007 and 2011. The findings highlight pragmatic and organizational legitimacy, normative and utilitarian power, and management values as the attributes that contribute most to the salience of the PRI as a stakeholder.

Reduced gradient method combined with augmented Lagrangian and barrier for the optimal power flow problem

A new approach for solving the optimal power flow (OPF) problem is established by combining the reduced gradient method and the augmented Lagrangian method with barriers and exploring specific characteristics of the relations between the variables of the OPF problem. Computer simulations on IEEE 14-bus and IEEE 30-bus test systems illustrate the method. (c) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

Road network and GPS tracking with data processing and quality assessment

GPS technology has been embedded into portable, low-cost electronic devices nowadays to track the movements of mobile objects. This implication has greatly impacted the transportation field by creating a novel and rich source of traffic data on the road network. Although the promise offered by GPS devices to overcome problems like underreporting, respondent fatigue, inaccuracies and other human errors in data collection is significant; the technology is still relatively new that it raises many issues for potential users. These issues tend to revolve around the following areas: reliability, data processing and the related application. This thesis aims to study the GPS tracking form the methodological, technical and practical aspects. It first evaluates the reliability of GPS based traffic data based on data from an experiment containing three different traffic modes (car, bike and bus) traveling along the road network. It then outline the general procedure for processing GPS tracking data and discuss related issues that are uncovered by using real-world GPS tracking data of 316 cars. Thirdly, it investigates the influence of road network density in finding optimal location for enhancing travel efficiency and decreasing travel cost. The results show that the geographical positioning is reliable. Velocity is slightly underestimated, whereas altitude measurements are unreliable.Post processing techniques with auxiliary information is found necessary and important when solving the inaccuracy of GPS data. The densities of the road network influence the finding of optimal locations. The influence will stabilize at a certain level and do not deteriorate when the node density is higher.

Reliability of GPS based traffic data: an experimental evaluation

GPS tracking of mobile objects provides spatial and temporal data for a broad range of applications including traffic management and control, transportation routing and planning. Previous transport research has focused on GPS tracking data as an appealing alternative to travel diaries. Moreover, the GPS based data are gradually becoming a cornerstone for real-time traffic management. Tracking data of vehicles from GPS devices are however susceptible to measurement errors – a neglected issue in transport research. By conducting a randomized experiment, we assess the reliability of GPS based traffic data on geographical position, velocity, and altitude for three types of vehicles; bike, car, and bus. We find the geographical positioning reliable, but with an error greater than postulated by the manufacturer and a non-negligible risk for aberrant positioning. Velocity is slightly underestimated, whereas altitude measurements are unreliable.

Draft Proposed Public Transportation Routes for Waterville, ME

Currently, there is a public bus transportation route in Waterville, Maine. However, this system could be improved. Our goal was to use GIS to find optimal public transportation routes throughout the city based on given points of interest and high population density areas. Three different groups of points of interest were created in the North, West, and South sections of Waterville. Using the Network Analyst tool, which calculates optimal routes, using existing street data, based on the input of stops, barriers, and impedance, we ran an analysis of what we thought would be the routes that best served the greatest number of people. Two different sets of routes were found: one with length as the impedance (the shortest length between the selected stops was favored), and one with population density as the impedance (the roads with the highest population density were favored). Finally, the times of the resulting routes (given a constant speed limit of 25 mph) were calculated and evaluated.

Acesso a atendimento médico continuado : uma estratégia para reduzir a utilização de consultas não urgentes em serviços de emergência

A utilização de uma emergência por pacientes com problemas médicos eletivos contribui para a demanda excessiva e impede de acesso a pacientes com emergência verdadeira. O presente estudo se propôs: (1) investigar as características do usuário da emergência em relação a aspectos demográficos, local de moradia e tempo que apresenta os sintomas que o levaram a consultar; (2) identificar as diferenças da demanda entre o final de semana e durante a semana; (3) investigar a prevalência de saúde mental, alcoolismo, doença coronariana e hipertensão; (4) avaliar como é a utilização e o acesso a serviços de saúde para pacientes que referem ter um médico definido em comparação com quem refere não ter; (5) avaliar a satisfação dos pacientes com o atendimento na emergência e (6) verificar se o atendimento através de um médico definido ou em serviço de atenção primária em saúde diminui o afluxo de casos não urgentes aos serviços de emergência. Foi realizado um estudo transversal na Emergência do Hospital N.S. da Conceição de Porto Alegre (RS) no período de 6 de janeiro a 25 de junho de 1996, tendo sido incluídos 20 dias escolhidos entre o meio-dia de sábado e o meio-dia de domingo, para caracterizar a demanda do final de semana, e o meio-dia de segunda-feira e meio-dia de terça-feira, para a dos outros dias. Fizeram parte da amostra 553 pacientes selecionados através de amostragem aleatória sistemática, com uma taxa de resposta de 88%. A coleta de dados consistiu de questionário de 156 questões aplicado aos pacientes. O registro e análise dos dados foram realizados utilizando-se os programas Epi-Info, EGRET e SPSS. As análises incluíram tabulações simples para determinação de prevalência das condições investigadas e regressão logística para avaliar o efeito conjunto das variáveis independentes sobre cada uma das variáveis dependentes. A população que freqüenta a emergência do HNSC é composta de jovens, predominantemente do sexo feminino, mora em Porto Alegre (especialmente, no bairro Sarandi) e na Grande Porto Alegre (especialmente, Alvorada), desloca-se preferencialmente de ônibus até o serviço de emergência, vem acompanhada, na maioria das vezes, de algum familiar, e a maioria decide consultar por iniciativa própria ou por indicação de algum familiar. Os homens internam com maior freqüência. Os serviços de atenção primária representaram 23% do atendimento habitual dos pacientes. As consultas foram definidas pelos emergencistas como de emergência em 15% dos casos, de urgência em 46%, e programáveis em 39% poderiam ser programadas. A prevalência de hipertensão foi 19%; de angina, 13%; de alcoolismo, 16%; de problema psiquiátrico menor, 32% entre os homens e 51% entre as mulheres (p< 0,0001). Como desfecho da consulta, 73% dos pacientes foram encaminhados para o domicílio ou para um serviço especializado, 10% foram para sala de observação e para apenas 5% foi indicada a internação. A maioria dos pacientes referiram estar satisfeitos com o atendimento. Os que consultaram no final de semana apresentaram, em média, um tempo menor de sintomas até decidir consultar, um menor tempo de deslocamento até o serviço de emergência, maior satisfação, média de idade maior, maior proporção de moradores de Porto Alegre e foram levados de carro até a emergência mais do que aqueles que consultaram durante a semana. O modelo de regressão logística identificou as variáveis independentes determinantes de ter um médico definido: consulta habitual em atenção primária em saúde (RC=3,22 IC95%=2,04-5,09), consulta definida como emergência ou urgência (RC=2,46 IC95%=1,55-3,92) e afastamento do trabalho (RC=1,59 IC95%= 1,03-2,45). Este resultado demonstra que o paciente que habitualmente consulta em serviços de atenção primária tem mais probabilidade para ter a continuidade no atendimento. A consulta ser de emergência ou de urgência apresentou associação significativa com as seguintes variáveis independentes, após ser colocada num modelo de regressão logística: pacientes internados ou em observação (RC=5,80 IC95%=3,33-10,17), costume de consultar com o mesmo médico (RC=2,98 IC95%=1,84-4,80) e ida de carro até a emergência (RC=2,67 IC95%=1,75-4,05). A variável hábito de consultar em serviço de atenção primária deixou de ficar estatisticamente significativa ao ser colocada no modelo de regressão logística. Este resultado revela que pacientes com médico definido têm três vezes mais chances de consultar por um problema de emergência no serviço de emergência do que aqueles que não têm um médico definido. Assim, uma estratégia para reduzir a ocorrência de consultas não urgentes em serviços de emergência é o paciente ter tal vínculo. No entanto, aqueles pacientes que referiram o posto de saúde como local onde habitualmente consultam não evitam, necessariamente, a utilização de um serviço de emergência por motivo considerado como programável. É necessário otimizar o atendimento de pacientes com problemas não urgentes que chegam à emergência através de estratégias no nível de atenção primária – especialmente possibilitando o atendimento médico continuado -, onde uma abordagem integral com ênfase na prevenção garanta um atendimento de melhor qualidade e custo menor.

Hiperecogenicidade dos vasos talâmicos no recém-nascido prematuro internado no Hospital de Clínicas de Porto Alegre

O presente estudo procura avaliar as possíveis patologias que se manifestam como hiperecogenicidade dos vasos talâmicos (HEVT) à ultra-sonografia cerebral (USC) e observar a freqüência com que ocorrem. A amostra foi constituída de 206 recém-nascidos (RNs) prematuros nascidos no Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA) no período de julho de 1998 a maio de 1999. Todos os RNs realizaram a USC na primeira semana de vida. Foram incluídos no estudo aqueles prematuros que necessitaram de internação hospitalar e que tiveram o termo de consentimento informado assinado por um dos responsáveis. Foram excluídos aqueles cuja USC evidenciava sangramento cerebral e/ou malformações congênitas associadas e os que evoluíram para óbito antes da realização do exame. A USC levou à identificação de 65 RNs prematuros com HEVT e 141 RNs prematuros sem HEVT. A forma de apresentação do tipo pélvica ao nascimento, a maior idade gestacional, o maior peso do RN ao nascimento e a classificação grande para a idade gestacional foram fatores de risco para a ocorrência de HEVT. A presença de hipertensão materna durante o período de gestação tendeu a ser fator de proteção para HEVT. Os RNs que apresentaram crises convulsivas durante o período de internação hospitalar tiveram risco 3,2 vezes maior de ter HEVT quando comparados com os RNs que não apresentaram crises convulsivas.

Sistemas inteligentes no transporte público coletivo por ônibus

Desenvolvimentos recentes na tecnologia de informação têm proporcionado grandes avanços no gerenciamento dos sistemas de transportes. No mundo já existem várias tecnologias testadas e em funcionamento que estão auxiliando na tarefa de controle da operação do transporte público por ônibus. Esses sistemas geram informações úteis para o planejamento e operação dos sistemas de transportes. No Brasil, os investimentos em tecnologias avançadas ainda são muito modestos e estão focados em equipamentos que auxiliam no controle da evasão da receita. No entanto, percebe-se um crescente interesse, por parte dos órgão gestores e operadores, em implementar sistemas automatizados para auxiliar na melhoria da qualidade dos sistemas de transportes e como forma de aumentar a produtividade do setor. Esse trabalho traz à discussão os sistemas avançados desenvolvidos para o transporte público coletivo, com o objetivo de definir o perfil da tecnologia avançada que está de acordo com as necessidades dos gestores e operadores brasileiros. Na realização do trabalho foi empregada uma ferramenta de planejamento denominada Desdobramento da Função Qualidade – QFD (Quality Function Deployment), bastante utilizada para direcionar os processos de manufatura e produto, e para hierarquizar os atributos considerados importantes para o gerenciamento do transporte público urbano no Brasil. O resultado do trabalho indica um grande interesse em implantar tecnologia avançada para auxiliar no monitoramento dos tempos de viagem e tempos perdidos durante a operação do transporte público. Essa tecnologia também é tida como capaz de melhorar o desempenho das linhas, através da manutenção da regularidade e pontualidade. Ainda, sistemas inteligentes que propiciam informações precisas aos usuários contribuem para melhorar a imagem do modal ônibus.

Constrangimentos no posto do motorista de ônibus urbano segundo a visão macroergonômica

Este estudo trata da abordagem macroergonômica participativa para a identificação das demandas ergonômicas dos motoristas de ônibus urbano da cidade de Joinville, com utilização da metodologia participativa da Análise Macroergonômica do Trabalho (AMT) (GUIMARÃES, 2001c) e ferramental proposto no Design Macroergonômico (DM) (FOGLIATTO E GUIMARÃES, 1999). O estudo de caso foi realizado em uma empresa privada de transporte coletivo da cidade de Joinville. A aplicação da metodologia permitiu identificar as demandas ergonômicas prioritárias levantadas pelos motoristas de ônibus urbano da cidade de Joinville e os itens de design do seu posto de trabalho através da fase de apreciação. As demandas ergonômicas, bem como os itens de design foram comparados através do Teste Exato de Fisher com determinadas características da população constatando-se algumas associações significativas entre a satisfação dos motoristas e as variáveis que compõe cada construto. Estes resultados possibilitaram a formulação de recomendações que viabilize, em estudos futuros, a introdução de melhorias para o aumento da qualidade de vida dos motoristas. Os estudos também permitiram identificar uma afinidade da metodologia participativa com os motoristas de ônibus urbano, em que as mudanças podem ocorrer de forma gradativa e experiencial através de protótipos no caso das demandas referentes à posto de trabalho e físico ambiental, ou através de possíveis adaptações no conteúdo da tarefa do motorista no caso das demandas referentes à organização do trabalho. Tudo isto vislumbrando o atendimento, por ordem de importância, dos itens de demanda ergonômica levantados. Por fim, concluiu-se que para os motoristas de Joinville alguns fatores referentes a organização do trabalho estão entre os principais causadores dos constrangimentos aos quais são expostos enquanto executam sua tarefa, seguido por fatores físicos ambientais e posto do trabalho.

Reuse-based test planning for core-based systems-on-chip

Electronic applications are currently developed under the reuse-based paradigm. This design methodology presents several advantages for the reduction of the design complexity, but brings new challenges for the test of the final circuit. The access to embedded cores, the integration of several test methods, and the optimization of the several cost factors are just a few of the several problems that need to be tackled during test planning. Within this context, this thesis proposes two test planning approaches that aim at reducing the test costs of a core-based system by means of hardware reuse and integration of the test planning into the design flow. The first approach considers systems whose cores are connected directly or through a functional bus. The test planning method consists of a comprehensive model that includes the definition of a multi-mode access mechanism inside the chip and a search algorithm for the exploration of the design space. The access mechanism model considers the reuse of functional connections as well as partial test buses, cores transparency, and other bypass modes. The test schedule is defined in conjunction with the access mechanism so that good trade-offs among the costs of pins, area, and test time can be sought. Furthermore, system power constraints are also considered. This expansion of concerns makes it possible an efficient, yet fine-grained search, in the huge design space of a reuse-based environment. Experimental results clearly show the variety of trade-offs that can be explored using the proposed model, and its effectiveness on optimizing the system test plan. Networks-on-chip are likely to become the main communication platform of systemson- chip. Thus, the second approach presented in this work proposes the reuse of the on-chip network for the test of the cores embedded into the systems that use this communication platform. A power-aware test scheduling algorithm aiming at exploiting the network characteristics to minimize the system test time is presented. The reuse strategy is evaluated considering a number of system configurations, such as different positions of the cores in the network, power consumption constraints and number of interfaces with the tester. Experimental results show that the parallelization capability of the network can be exploited to reduce the system test time, whereas area and pin overhead are strongly minimized. In this manuscript, the main problems of the test of core-based systems are firstly identified and the current solutions are discussed. The problems being tackled by this thesis are then listed and the test planning approaches are detailed. Both test planning techniques are validated for the recently released ITC’02 SoC Test Benchmarks, and further compared to other test planning methods of the literature. This comparison confirms the efficiency of the proposed methods.