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.

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.

Designing single event upset mitigation techniques for large SRAM-Based FPGA components

This thesis presents the study and development of fault-tolerant techniques for programmable architectures, the well-known Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), customizable by SRAM. FPGAs are becoming more valuable for space applications because of the high density, high performance, reduced development cost and re-programmability. In particular, SRAM-based FPGAs are very valuable for remote missions because of the possibility of being reprogrammed by the user as many times as necessary in a very short period. SRAM-based FPGA and micro-controllers represent a wide range of components in space applications, and as a result will be the focus of this work, more specifically the Virtex® family from Xilinx and the architecture of the 8051 micro-controller from Intel. The Triple Modular Redundancy (TMR) with voters is a common high-level technique to protect ASICs against single event upset (SEU) and it can also be applied to FPGAs. The TMR technique was first tested in the Virtex® FPGA architecture by using a small design based on counters. Faults were injected in all sensitive parts of the FPGA and a detailed analysis of the effect of a fault in a TMR design synthesized in the Virtex® platform was performed. Results from fault injection and from a radiation ground test facility showed the efficiency of the TMR for the related case study circuit. Although TMR has showed a high reliability, this technique presents some limitations, such as area overhead, three times more input and output pins and, consequently, a significant increase in power dissipation. Aiming to reduce TMR costs and improve reliability, an innovative high-level technique for designing fault-tolerant systems in SRAM-based FPGAs was developed, without modification in the FPGA architecture. This technique combines time and hardware redundancy to reduce overhead and to ensure reliability. It is based on duplication with comparison and concurrent error detection. The new technique proposed in this work was specifically developed for FPGAs to cope with transient faults in the user combinational and sequential logic, while also reducing pin count, area and power dissipation. The methodology was validated by fault injection experiments in an emulation board. The thesis presents comparison results in fault coverage, area and performance between the discussed techniques.

Relações solo-planta-animal num sistema de integração lavoura-pecuária em semeadura direta com calcário na superfície

A desfolhação e o pisoteio animal podem afetar a cobertura vegetal e alterar a dinâmica do calcário no solo. Este trabalho estudou um sistema de integração lavoura-pecuária com níveis de biomassa de pastagem e seu reflexo sobre o solo, o desenvolvimento da soja e a dinâmica da correção da acidez a partir da superfície do solo. O experimento foi conduzido em um Latossolo Vermelho, em uma pastagem de aveia preta + azevém manejada sob diferentes alturas. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso com quatro tratamentos (10, 20, 30 e 40 cm de altura de manejo) e três repetições. Utilizou-se terneiros jovens em pastejo contínuo, com lotação variável, em dois períodos de pastejo (2001 e 2002). No final do primeiro período aplicou-se 4,5 Mg ha-1 de calcário na área, implantando-se a cultura da soja. As alturas da pastagem afetaram a massa de forragem e o desempenho dos animais. Na média dos dois anos, maiores rendimentos individuais e por área foram obtidos com pastagem manejada nas alturas médias de 25 e 10 cm, respectivamente. Após o pastejo, somente no manejo a 10 cm a densidade e a macroporosidade do solo atingiram valores que podem limitar o desenvolvimento da soja na camada de 0-2,5 cm. Efeitos sobre os atributos químicos manifestaram-se até 5 cm de profundidade, cinco meses após a calagem, avançando com o tempo, independentemente da condição anterior de pastejo. A população de plantas e o rendimento da soja diminuíram com a redução da altura de manejo da pastagem. Houve equivalência de rendimento econômico entre todos os tratamentos, sendo a diminuição do rendimento de soja, em situação de alta intensidade de pastejo, compensada pelo aumento do rendimento animal por unidade de área. O rendimento de soja na área sem pastejo foi similar àquele obtido em áreas com intensidade de pastejo leve.

Teoria de Leilões com Aplicação ao Mercado de Petróleo Brasileiro

O processo de reforma que ocorreu na indústria petrolífera a partir da década de 1990, associada à transferência de serviços de utilidade pública para o setor privado, trouxe mudanças importantes para a economia. Neste contexto, a intensificação do uso de leilões, para a privatização das empresas públicas e para a concessão de direitos de exploração de seus serviços assumiu um papel de grande relevância na economia brasileira. A discussão sobre o desenho de leilão adotado para a venda de blocos petrolíferos é fundamental, pois representa o ponto inicial desta nova política. Sendo assim, este trabalho aborda os principais aspectos que fundamentam a escolha de um formato apropriado de leilão, detalhando as peculiaridades da indústria petrolífera e, finalmente, discutindo os resultados obtidos.

Um Middleware reflexivo para apoiar o desenvolvimento de aplicações com requisitos de segurança

Muitos aplicativos atuais, envolvendo diversos domínios de conhecimento, são estruturados como arquiteturas de software que incorporam, além dos requisitos funcionais, requisitos não funcionais, como segurança, por exemplo. Tais requisitos podem constituir um domínio próprio, e, portanto, serem comuns a várias outras arquiteturas de software. Tecnologias como Programação Orientada a Aspectos, Reflexão Computacional e Padrões de Projeto colaboram no desenvolvimento de arquiteturas que provêem a separação de requisitos não funcionais. Porém, sua experimentação e adoção no domínio da segurança computacional ainda é incipiente. O foco deste trabalho é a elaboração de um padrão de projeto voltado à segurança, utilizando como arquitetura conceitual programação orientada a aspectos, e como arquitetura de implementação, reflexão computacional. A composição destas tecnologias resulta em um middleware orientado à segurança, voltado a aplicações desenvolvidas em Java. Estuda-se as tecnologias, seus relacionamentos com a área de segurança, seguido da proposta de uma arquitetura de referência, a partir da qual é extraído um protótipo do middleware de segurança. Este, por sua vez, provê mecanismos de segurança tão transparentes quanto possível para as aplicações que suporta. Com o objetivo de realizar a implementação do middleware de segurança, também são estudadas os mecanismos de segurança da plataforma Java, porém limitado ao escopo deste trabalho. Segue-se o estudo da base conceitual das tecnologias de Reflexão Computacional, o modelo de implementação, seguido de Programação Orientada a Aspectos, o modelo conceitual, e, por fim, têm-se os Padrões de Projeto, a arquitetura de referência. Integrando as três tecnologias apresentadas, propõe-se um modelo, que estabelece a composição de um Padrão Proxy, estruturado de acordo com a arquitetura reflexiva. Este modelo de arquitetura objetiva implementar o aspecto de segurança de acesso a componentes Java, de forma não intrusiva,. Baseado no modelo, descreve-se a implementação dos diversos elementos do middleware, estruturados de forma a ilustrar os conceitos propostos. Ao final, apresenta-se resultados obtidos durante a elaboração deste trabalho, bem como críticas e sugestões de trabalhos futuros.

Diagnóstico das práticas de responsabilidade social em escolas do Vale do Taquari

O presente estudo visa diagnosticar as práticas de responsabilidade social em escolas situadas em municípios do Vale do Taquari (Rio Grande do Sul, Brasil). Este esforço foi implementado a partir da busca de compreensão dos princípios da responsabilidade social empresarial e do conceito de sustentabilidade, e com base nas diretrizes dos indicadores Ethos de responsabilidade social 2004, adaptados às escolas. Para tanto, foi realizada uma pesquisa (interpretativa e baseada em estudo de casos múltiplos) visando a identificar as práticas de responsabilidade social às quais os diversos stakeholders estão expostos, bem como os fatores que levam as escolas a adotar estas práticas. Também foi verificado se as práticas existentes nas escolas são implementadas com um planejamento adequado, e onde estão as lacunas de responsabilidade social destas instituições. Como efeito do estudo, foi constatado que as práticas evidenciadas, relacionadas a cada stakeholder, diferem de uma escola para outra, e que há planejamento para a implementação da maioria das práticas constatadas. As lacunas de responsabilidade social das escolas, em diversas circunstâncias, se mostram bastante similares. No entanto, estas instituições apresentam diferentes desempenhos em relação aos blocos temáticos da pesquisa, os quais abordam distintos aspectos da responsabilidade social.

A metodologia de análise de dados espaciais aplicada a plantas forrageiras

Dois experimentos e um levantamento por amostragem foram analisados no contexto de dados espaciais. Os experimentos foram delineados em blocos completos casualizados sendo que no experimento um (EXP 1) foram avaliados oito cultivares de trevo branco, sendo estudadas as variáveis Matéria Seca Total (MST) e Matéria Seca de Gramíneas (MSGRAM) e no experimento dois (EXP 2) 20 cultivares de espécies forrageiras, onde foi estudada a variável Percentagem de Implantação (%IMPL). As variáveis foram analisadas no contexto de modelos mistos, sendo modelada a variabilidade espacial através de semivariogramas exponencias, esféricos e gaussianos. Verificou-se uma diminuição em média de 19% e 14% do Coeficiente de Variação (CV) das medias dos cultivares, e uma diminuição em média de 24,6% e 33,3% nos erros padrões dos contrastes ortogonais propostos em MST e MSGRAM. No levantamento por amostragem, estudou-se a associação espacial em Aristida laevis (Nees) Kunth , Paspalum notatum Fl e Demodium incanum DC, amostrados em uma transecção fixa de quadros contiguos, a quatro tamanhos de unidades amostrais (0,1x0,1m; 0,1x0,3m; 0,1x0,5m; e 0,1x1,0m). Nas espécies Aristida laevis (Nees) Kunth e Paspalum notatum Fl, existiu um bom ajuste dos semivariogramas a tamanhos menores das unidades amostrais, diminuíndo quando a unidade amostral foi maior. Desmodium incanum DC apresentou comportamento contrario, ajustando melhor os semivariogramas a tamanhos maiores das unidades amostrais.

O posicionamento dos tribunais perante os contratos de distribuição (1980-1999)

Esta pesquisa tem por objeto a análise sistemática da jurisprudência brasileira sobre os contratos de distribuição entre os anos de 1.980 e 2.000, procurando identificar qual a posição dos nossos Tribunais face a esses contratos. Nessa linha, constatou-se que os casos (acórdãos) abrem-se em cinco grandes blocos, quais sejam: (1) atribuição/divisão territorial; (2) questões possessórias; (3) renovatória de locação; (4) rescisão dos contratos de distribuição. Este grupo divide-se (i) naqueles contratos sujeitos à Lei Ferrari, (ii) naqueles referentes ao setor de combustíveis e derivados e (iii) naqueles não subsumíveis a tal diploma; (5) questões processuais relevantes, dividido em (i) litisconsórcio necessário e (ii) título executivo extrajudicial. Além disso, por se tratar de uma avenca atípica na maioria dos casos, a pesquisa procurou extrair de cada um dos casos qual o conceito de contrato de distribuição adotado.

Adubação orgânica e mineral na produção, qualidade e composição química de sementes de abobrinha (Cucurbita pepo L. var. melopepo cv. Caserta)

Com o objetivo de estudar os efeitos da adubação sobre os componentes do rendimento, no potencial de produção, qualidade e composição química das sementes de C. pepo L variedade melopepo (Caserta) conduziu-se dois Estudos no Centro Agrícola Demonstrativo da Prefeitura de Porto Alegre/CAD, e no Laboratório de Análise de Sementes do Departamento de Plantas forrageiras e Agrometeorologia da Faculdade de Agronomia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) nos períodos de 2000/01 e 2002/03. No primeiro estudo utilizou-se dois tipos de adubação uma orgânica (cama de aviário- 386g/cova), e outra mineral (fórmula 5-20-20). No segundo estudo, os tratamentos constaram de:T1= testemunha, T2= adubação mineral, e 4 doses de cama de aviário: T3= 63g/cova, T4= 125 g/cova, T5= 187g/cova, T6= 250g/cova. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com 4 e 3 repetições no primeiro e segundo estudos, respectivamente. Foram determinados: número de flores/planta, número de frutos/planta, peso médio de frutos, peso de sementes/fruto, número de sementes/fruto, peso de 1000 sementes, rendimento de sementes/área, germinação, emergência em campo, teste de frio, condutividade elétrica, comprimento de plântula, composição centesimal (Cinza, PB, EE, FB, ENN, NDT, EB, MO), macronutrientes (N, P, K, Ca, MG, S) e micronutrientes (Cu, Zn, Fe, Mn, Na, B). No primeiro estudo, tanto a adubação mineral como a adubação orgânica não afetaram os componentes do rendimento, o rendimento/área, a qualidade e a composição química de sementes. No segundo estudo, a aplicação de cama de aviário aumentou o rendimento de sementes de abobrinha e os teores de nitrogênio e ferro nas sementes, porém não afetou a qualidade. A dose de cama de aviário que proporcionou o melhor resultado foi de 250g/cova (3,12 t/ha).

A economia como ciência. Dos clássicos a Keynes

Este ensaio se propõe confrontar a abordagem neoclássica da economia como ciência positiva, com a modelo keynesiano e a visão da economia dinâmica de Kalecki, onde a economia é tratada desde a perspectiva de uma ciência moral e normativa. Para tanto analisaremos as bases teóricas de cada modelo, seus pressupostos, leis fundamentais e principais conclusões. Dado o propósito didático do texto nos preocupamos em tentar explicar os antecedentes, axiomas, leis e relações funcionais de cada modelo, dando especial ênfase às que surgem da crítica de postulados anteriores, pois admitimos que cada modelo incorpora valores, pressupostos e metodologia própria, cuja crítica é essencial para o avanço da ciência. A economia neoclássica supõe agentes racionais, informação completa e ações e resultados imediatos. Seu método de análise é a otimização com restrições. O principio ordenador, necessário e suficiente da atividade econômica, consiste no comportamento racional dos agentes. Este modelo tem sua concepção política e ética das relações econômicas, consistente com seus pressupostos, o que fica patente, por exemplo, a propósito de sua teoria da distribuição da renda. Com a introdução de conceitos como: o tempo histórico; o caracter monetário da produção; a preferência pela liquidez; o comportamento subjetivo dos agentes; o predomínio da procura sobre a oferta; as expectativas e a incerteza em relação ao futuro, etc., a macroeconomia de Keynes consegue romper o paradigma anterior, do ajuste automático dos mercados de acordo com um feedeback contínuo e estável, capaz de garantir o equilíbrio de pleno emprego. Embora a análise keynesiana tivesse permitido a abordagem precisa de questões tão importantes como: a natureza e as causas do desemprego; o papel da moeda e do crédito; a determinação dos juros; os condicionantes do investimento, etc., faltava ainda uma teoria dos preços, da distribuição e do ciclo econômico, no que o trabalho de M. Kalecki, certamente parece ter avançado. Este autor parte de um contexto cultural e ideológico que lhe permite abordar sem entraves a natureza do capitalismo. Seu enfoque micro e macroeconômico é integrado e está apoiado no pressuposto da concorrência imperfeita. No universo keynesiano os mercados podem estar em equilíbrio, mas não no de pleno emprego, já segundo Kalecki o ciclo econômico é inevitável. Em ambos os casos os mercados não são perfeitos e não tendem naturalmente para o equilíbrio, o que justifica a ação reguladora do Estado, de acordo sua opção política e um código de valores preestabelecido. É de se imaginar que cada modelo de análise esteja condicionado pelo conjunto de valores dominantes do momento, o que não invalida o caracter de ciência social da economia. Por exemplo, desde a perspectiva individualista da troca mercantil, a economia se apresenta com a metodologia de ciência pura, porém, levando em conta as relações de classe social, é uma ciência moral.

Reforma da previdência nos países do cone sul

O estudo da reforma da previdência social no âmbito dos países do cone Sul, que nesta dissertação está restrito ao Brasil, Argentina, Uruguai, Paraguai, Chile e Bolívia. Se coaduna com a visão geográfica surgida na esteira de uma tendência mundial de formação de blocos regionais com objetivos de defesa dos interesses dos países que os integram. O conceito de previdência social, segundo os padrões da Organização Mundial do Trabalho - OIT, abrange os programas de seguros sociais que incluem aposentadorias, pensões, invalidez, pecúlio por morte, assistência médico-hospitalar, auxílio pecuniário por acidentes do trabalho, enfermidades profissionais, doenças comuns, e auxilio maternidade. Abrange também os programas de assistência familiar que se referem basicamente aos subsídios ás famílias desamparadas, além dos programas de assistência social que encampam as pensões não contributivas e a assistência médico-hospitalar a pessoas desamparadas. Muito embora todas estas áreas, na maioria dos países do Cone Sul, tenham sido, ou estão sendo, objeto de reformas, o estudo aqui dentro destes, á análise das reformas dos programas de custeio e prestação de benefícios de aposentadorias e pensões. Os países do Cone Sul têm mantido intercâmbio em diversos setores, entre eles o da previdência social, cujo processo de reforma constitui o próprio objeto de estudo desta dissertação. Em maior ou menor grau, todos os países da região têm demonstrado preocupações com a previdência social e todos realizaram e/ou estão realizando ou demonstram a intenção de realizar reformas nos seus sistemas previdenciários. Estas reformas têm se concentrado em alterações nos programas de cobertura de risco que encampam a invalidez, a velhice e o pecúlio por morte.

Migração interna populacional e sua participação no desenvolvimento regional no final do século XX

A divulgação dos primeiros blocos de resultados do Censo Demográfico de 2000 traz importantes oportunidades de constatação sobre os padrões de evolução e distribuição demográfica brasileira nos anos 90. Nesse sentido, ao tratar do comportamento reprodutivo, destaca a continuidade do declínio dos níveis de fecundidade, associando-o a mudanças na organização econômica e espacial. Quanto á mortalidade, ressalta-se sua queda sistemática nas últimas décadas. Por último, em relação ás migrações e redistribuição espacial da população, enfatizam -se as alterações nos fluxos migratórios recentes, a desaceleração do crescimento de algumas regiões metropolitanas e áreas do Sudeste , enquanto aumentam relativamente a retenção populacional no Nordeste e o deslocamento para o Norte e para o Centro-Oeste.

Mercosul: projeto de constituição, supranacionalidade e singularidades da formação do Estado Brasileiro

O principal objetivo desta dissertação foi estudar a integração econômica efetuada através da formação de blocos econômicos sob uma ótica sócio-política da formação do Estado brasileiro. Trata-se, portanto, de um enfoque não usual de abordar o assunto. Entendendo a grande importância do Brasil dentro da formação do Mercosul, foram então comparados dois blocos regionais em estágios diferentes, o próprio Mercosul e a União Européia. Utilizando o Mercosul como objeto de estudo e a União Européia como modelo de referência traçamos as características sócio-políticas predominantes na formação do primeiro que se fazem ausentes no segundo e vice-versa. A questão da supranacionalidade foi fator determinante na formação da União Européia segundo os relatos de Jean Monnet. Com base nesta questão, contrapomos algumas características da formação do Estado brasileiro como o legado do Direito Romano, o estamento burocrático, o patrimonialismo e o coronelismo para entender se há aderência deste modelo europeu de integração adotado pelos países membros do Mercosul. Problemas com a democracia insipiente na região, a cidadania plena ainda não alcançada e o sentimento de desigualdade social sinalizam claramente que nossas sociedades ainda não estão preparadas para um passo tão largo em direção à formação do Mercado Comum do Sul. A solução simplista seria encontrar uma outra forma de se pensar a integração econômica, fazer o Mercado Comum do Sul de forma autêntica e sem precedentes.