Using dynamic reconfiguration to reduce the area of a JPEG decoder on FPGA

Partial dynamic reconfiguration of FPGAs can be used to implement complex applications using the concept of virtual hardware. In this work we have used partial dynamic reconfiguration to implement a JPEG decoder with reduced area. The image decoding process was adapted to be implemented on the FPGA fabric using this technique. The architecture was tested in a low cost ZYNQ-7020 FPGA that supports dynamic reconfiguration. The results show that the proposed solution needs only 40% of the resources utilized by a static implementation. The performance of the dynamic solution is about 9X slower than the static solution by trading-off internal resources of the FPGA. A throughput of 7 images per second is achievable with the proposed partial dynamic reconfiguration solution.

Implementação de ferramentas lean numa empresa de elevadores

Trabalho de Projeto

Manobras de condução assistida para veículos submarinos subactuados

A intervenção humana no manuseamento de veículos submarinos operados remotamente (ROVs) é um requisito necessário para garantir o sucesso da missão e a integridade do equipamento. Contudo, a sua teleoperação não é fácil, pelo que a condução assistida destes veículos torna-se relevante. Esta dissertação propõe uma solução para este problema para ROVs de 3DOF (surge, heave e yaw). São propostas duas abordagens distintas – numa primeira propõe-se um sistema de controlo Image Based Visual Servoing (IBVS) tendo em vista a utilização exclusiva de uma câmara (sensor existente neste tipo de sistemas) por forma a melhorar significativamente a teleoperação de um pequeno ROV; na segunda, propõe-se um sistema de controlo cinemático para o plano horizontal do veículo e um algoritmo de uma manobra capaz de dotar o ROV de movimento lateral através de uma trajectória dente-de-serra. Demonstrou-se em cenários de operação real que o sistema proposto na primeira abordagem permite ao operador de um ROV com 3DOF executar tarefas de alguma complexidade (estabilização) apenas através de comandos de alto nível, melhorando assim drasticamente a teleoperação e qualidade de inspecção do veículo em questão. Foi também desenvolvido um simulador do ROV em MATLAB para validação e avaliação das manobras, onde o sistema proposto na segunda abordagem foi validado com sucesso.

Simulação de sistema de desenfumagem de parques de estacionamento recorrendo ao programa OpenFOAM

Os parques de estacionamento cobertos estão obrigados por legislação a terem sistemas de desenfumagem. Assim, nesta dissertação desenvolve-se um procedimento computacional para a analise e verificação de funcionamento de sistemas de desenfumagem com ventiladores de impulso para parques de estacionamento, recorrendo ao software de mecânica dos fluidos computacional OpenFOAM. Actualmente nos sistemas de desenfumagem de parques de estacionamento estão a ser aplicados ventiladores de impulso. Este tipo de ventiladores não estão contemplados pela legislação em vigor. Assim, para serem utilizados é necessário verificar se estes podem substituir as redes de condutas. A verificação do funcionamento de sistemas de desenfumagem com ventiladores de impulso e efectuada com recurso a programas de simulação de mecânica dos fluidos computacional. O software OpenFOAM não tem tutoriais para ventiladores de impulso. Assim, foi executado um procedimento para validação dos ventiladores de impulso. A validação consistiu em reproduzir-se uma experiência executada por Giesen et al. (2011). Executaram-se várias simulações com diferentes modelos de turbulência, verificando-se que o programa buoyantpimplefoam do software OpenFOAM ao utilizar o modelo de turbulência k -ɛ simulou quase na perfeição os ventiladores de impulso. O desenvolvimento do procedimento computacional foi executado para um parque de estacionamento com uma geometria bastante complexa. O parque de estacionamento foi criado com um software em 3D e posteriormente inserido numa malha j a criada com as dimensões exteriores do parque. Foram estipuladas as condições de fronteira e executou-se uma simulação de seiscentos segundos com parâmetros determinados previamente. O processamento da simulação teve a duração de aproximadamente oito dias. Dos resultados obtidos concluiu-se que o procedimento computacional apresentado simula adequadamente sistemas de desenfumagem em parques de estacionamento.

Descending pain modulation in a Kaolin-induced hydrocephalus rat model

Pain transmission at the spinal cord is modulated by descending actions that arise from supraspinal areas which collectively form the endogenous pain control system. Two key areas involved of the endogenous pain control system have a circunventricular location, namely the periaqueductal grey (PAG) and the locus coeruleus (LC). The PAG plays a crucial role in descending pain modulation as it conveys the input from higher brain centers to the spinal cord. As to the LC, it is involved in descending pain inhibition by direct noradrenergic projections to the spinal cord. In the context of neurological defects, several diseases may affect the structure and function of the brain. Hydrocephalus is a congenital or acquired disease characterized by an enlargement of the ventricles which leads to a distortion of the adjacent tissues, including the PAG and LC. Usually, patients suffering from hydrocephalus present dysfunctions in learning and memory and also motor deficits. It remains to be evaluated if lesions of the periventricular brain areas involved in pain control during hydrocephalus may affect descending pain control and, herein, affect pain responses. The studies included in the present thesis used an experimental model of hydrocephalus (the rat injected in the cisterna magna with kaolin) to study descending modulation of pain, focusing on the two circumventricular regions referred above (the PAG and the LC). In order to evaluate the effects of kaolin injection into the cisterna magna, we measured the degree of ventricular dilatation in sections encompassing the PAG by standard cytoarquitectonic stanings (thionin staining). For the LC, immunodetection of the noradrenaline-synthetizing enzyme tyrosine hydroxylase (TH) was performed, due to the noradrenergic nature of the LC neurons. In general, rats with kaolin-induced hydrocephalus presented a higher dilatation of the 4th ventricle, along with a tendency to a higher area of the PAG. Due to the validated role of detection the c-fos protooncogene as a marker of neuronal activation, we also studied neuronal activation in the several subnuclei which compose the PAG, namely the dorsomedial, dorsolateral, lateral and ventrolateral (VLPAG) parts. A decrease in the numbers of neurons immunoreactive for Fos protein (the product of activation of the c-fos protooncogene) was detected in rats injected with kaolin, whereas the remaining PAG subnuclei did not present changes in Fos-immunoreactive nuclei. Increases in the levels of TH in the LC, namely at the rostral parts of the nucleus, were detected in hydrocephalic animals. The following pain-related parameters were measured, namely 1) pain behavioural responses in a validated pain inflammatory test (the formalin test) and 2) the nociceptive activation of spinal cord neurons. A decrease in behavioral responses was detected in rats with kaolin-induced hydrocephalus was detected, namely in the second phase of the test (inflammatory phase). This is the phase of the formalin test in which the motor behaviour is less important, which is important since a semi-quantitative analysis of the motor performance of rats injected with kaolin indicates that these animals may present some motor impairments. Collectively, the results of the behavioral studies indicate that rats with kaolin-induced hydrocephalus exhibit hypoalgesia. A decrease in Fos expression was detected at the superficial dorsal layers of the spinal cord in rats with kaolin-induced hydrocephalus, further indicating that hydrocephalus decreases nociceptive responses. It remains to be ascertained if this is due to alterations in the PAG and LC in the rats with kaolin-induced hydrocephalus, which may affect descending pain modulation. It remains to be evaluated what are the mechanisms underlying the increased pain inhibition at the spinal dorsal horn in the hydrocephalus rats. Regarding the VLPAG, the decrease in neuronal activity may impair descending modulation. Since the LC has higher levels of TH in rats with kaolininduced hydrocephalus, which also appears to increase the noradrenergic innervation in the spinal dorsal horn, it is possible that an increase in the release of noradrenaline at the spinal cord accounts for pain inhibition. Our studies also determine the need to study in detail patients with hydrocephalus namely in what concerns their thresholds to pain and to perform imaging studies focused on the structure and function of pain control areas in the brain.

Perfomance do transverso do abdómen : recurso à ecografia como informação de retorno extrínseca

RESUMO: Desenho do estudo: Estudo quantitativo, experimental prospectivo de factor único, desenho pré-teste, pós-teste. Objectivos: Determinar a efectividade da ecografia em tempo real, como Informação de Retorno Extrínseca Visual Ecográfica (IRE-VE) na performance do transverso do abdómen (TrA), em sujeitos saudáveis; analisar eventuais diferenças entre a IRE-VE e a Informação de Retorno Extrínseca Verbal Clínica (IRE-VC); medir a performance da musculatura abdominal, através das diferenças na espessura dos músculos TrA e oblíquo interno (OI) e deslizamento do TrA, em repouso e em contracção. Enquadramento: A maioria dos indivíduos não tem conhecimentos nem consciência do contributo de uma boa performance do TrA para a estabilidade da coluna lombar. Vários estudos recentes se têm dedicado a este assunto, tendo sido mostrado o importante contributo da ecografia como Informação de Retorno Extrínseca (IRE). Uma vez que o TrA e o OI contribuem para a estabilidade lombo pélvica, e que a aprendizagem do seu controlo motor é essencial para a recuperação da função, torna-se relevante clarificar o contributo da informação de retorno na primeira fase da aprendizagem da performance desses músculos, bem como encontrar as melhores estratégias para a sua realização. A ecografia foi o instrumento escolhido para servir esse objectivo. Métodos: Participaram no estudo 75 sujeitos, sem queixas lombares, com idades compreendidas entre os 18 e os 38 anos com um valor médio de 21,9 anos (±4,03), divididos aleatoriamente em três grupos com uma tarefa comum: a “Manobra do Transverso”, em que um grupo não recebeu IRE (GC), outro recebeu IRE verbal clínica e palpatória (GIRE-VC) e ooutro recebeu IRE visual ecográfica (GIRE-VE). Para efeitos de análise da contracção da musculatura abdominal, foram estudadas a espessura dos músculos TrA e OI e o deslizamento do TrA, visualizados em imagens ecográficas em tempo real, e congeladas para medição em diferido. Estes procedimentos foram apurados num estudo piloto de fidedignidade das medições em causa. Quanto à abordagem estatística das variáveis de performance muscular foi realizada uma análise da variância simples paramétrica para amostras independentes e um teste para a diferença de médias para amostras emparelhadas. Resultados: Observamos que no GC, a ausência de IRE cursou com uma performance idêntica nos dois momentos de avaliação e que nos dois grupos com IRE, das variáveis de performance, é significativamente diferente a contracção do TrA, para uma diferença de 1,95 mm no GIRE-VE (p=0,000) e de 0,84 mm no GIRE-VC (p=0,000). Ao comparar os grupos entre si houve diferenças no limiar da significância (p=0,056) para uma melhor contracção do TrA no GIRE-VE. As outras variáveis, contracção do OI e deslizamento do TrA, não revelaram efeito relacionado com a IRE em nenhum dos grupos. Conclusão: Dos resultados obtidos, podemos concluir que a IRE-VE, quando usada isoladamente, na Manobra do Transverso provoca um maior aumento na espessura do TrA, quando comparada com a IRE-VC . O uso da ecografia mostrou ser efectivo na facilitação da performance da Manobra do Transverso em sujeitos saudáveis.---------------------ABSTRACT: Study Design: Single Factor Experimental Design: Pre-Test Post-test Control Group Design. Objectives: To measure the contribution of different types of biofeedack on Transversus Abdominis (TrA) and Internal Oblique (IO) performance through changes in thickness and lateral slide of TrA anterior fascia during abdominal hollowing exercise (AHE). Background: Increasingly clinicians are using real-time ultrasound imaging as a form of supplementing feedback when teaching trunk stabilization exercises to patients; however, there has been no evidence of its effectiveness when used alone. Material and Methods: Seventy-five healthy subjects were divided randomly into 3 groups that received: group 1, no feedback; group 2, verbal and palpatory feedback, and group 3, realtime ultrasound feedback. The TrA and IO performance of each subject was twice assessed (before and after receiving feedback) when performing the AHE in a supine hook-lying position. Analysis of variance and T-test were used for the independent and paired samples, respectively, to determine significant changes in the performance of TrA and IO, based on intra and inter group analysis. Results: Group 1 had no differences between moments; group 2 had significant differences concerning TrA thickness (p=0,000) to a 0,84 mm thickness difference; group 3 had significant differences concerning TrA thickness (p=0,000) to a 1,94 mm difference; The ability to perform the AHE differed only among group 3 and group 1 (p=0.056), and only for changes in thickness of TrA muscle. No differences among groups were found neither for the lateral slide of TrA anterior fascia, nor for the internal oblique thickness. Conclusion: From the results of this study we conclude that real-time ultrasound feedback, when used alone during an AHE, can have a larger increase in TrA thickness when compared to verbal and palpatory feedback. The use of real time ultrasound showed to be effective as a feedback tool to facilitate the performance of the AHE in a supine hook-lying position in healthy subjects.

DEWI - Wirelessly into the Future

Euromicro Conference on Digital System Design (DSD2015), EPDSD - 3rd European Projects in Digital System Design, Funchal, Portugal.

Methodologies for the WCET Analysis of Parallel Applications on Many-core Architectures

Euromicro Conference on Digital System Design (DSD 2015), Funchal, Portugal.

The CONCERTO methodology for model-based development of avionics SW

20th International Conference on Reliable Software Technologies - Ada-Europe 2015 (Ada-Europe 2015), 22 to 26, Jun, 2015, Madrid, Spain.

Ball Sensing in a Leg Like Robotic Kicker

The trend to have more cooperative play and the increase of game dynamics in Robocup MSL League motivates the improvement of skills for ball passing and reception. Currently the majority of the MSL teams uses ball handling devices with rollers to have more precise kicks but limiting the capability to kick a moving ball without stopping it and grabbing it. This paper addresses the problem to receive and kick a fast moving ball without having to grab it with a roller based ball handling device. Here, the main difficulty is the high latency and low rate of the measurements of the ball sensing systems, based in vision or laser scanner sensors.Our robots use a geared leg coupled to a motor that acts simultaneously as the kicking device and low level ball sensor. This paper proposes a new method to improve the capability for ball sensing in the kicker, by combining high rate measurements from the torque and energy in the motor and angular position of the kicker leg. The developed method endows the kicker device with an effective ball detection ability, validated in several game situations like in an interception to a fast pass or when chasing the ball where the relative speed from robot to ball is low. This can be used to optimize the kick instant or by the embedded kicker control system to absorb the ball energy.

Relatório de Estágio: Análise da eficiência do Sistema de controlo de tráfego da cidade do Porto

No âmbito da unidade curricular Dissertação/Estágio/Projeto, foi desenvolvido, durante um estágio na Câmara Municipal do Porto, o estudo da eficiência do sistema inteligente de controlo de tráfego implementado na cidade. Este sistema é designado como Sistema Inteligente de Gestão Autónoma - SIGA e tem como base de funcionamento o software de gestão de tráfego GERTRUDE da empresa GERTRUDE SAEM. O sistema de controlo de tráfego encontra-se repartido em 10 zonas interligadas, focadas essencialmente no centro da cidade do Porto. O estudo foi aplicado apenas a uma parte da zona da Constituição, nomeadamente a rua da Constituição, desde a Praça Marquês até à rua Antero de Quental. A eficiência mediu-se pela comparação de duas situações, a circulação e comportamento das correntes de tráfego com o sistema em funcionamento normal e com o sistema desativado. Por sua vez, o indicador utilizado que permitiu avaliar o sistema, foi o nível de serviço obtido pelo atraso médio por veículo em cada ramo de cada interseção. Para determinação do atraso, foram testados diferentes métodos, para se tentar perceber qual aquele que melhor se adequava à situação e que exigia menor número de recursos humanos. À frente serão exaradas algumas conclusões acerca da metodologia de cada um deles e condicionantes que levaram à não utilização de todos os métodos. Depois de aplicadas as metodologias que permitiram determinar o nível de serviço em cada grupo semafórico das diferentes interseções, percebeu-se que existe uma grande diferença na circulação entre as duas situações, sendo que a mais-valia que este sistema apresenta é a coordenação das diferentes interseções que se encontram abrangidas pelas 10 zonas pertencentes ao SIGA.

A gestão de tesouraria nas instituições de Ensino Superior

No atual contexto económico e financeiro, a gestão de tesouraria assume uma importância relevante dentro das organizações. Efetivamente, o dinheiro é a preocupação de qualquer gestor. A obtenção deste recurso escasso, com o mínimo custo e geri-lo de forma a otimizá-lo, é sem dúvida, o objetivo de qualquer gestor financeiro, no contexto de incerteza em que nos movemos. A atual crise proporciona à tesouraria a oportunidade ideal de realçar a sua importância estratégica e o valor acrescentado que pode trazer às organizações. Todas as áreas da organização, direta ou indiretamente, mantêm ligações com a área de tesouraria. O objetivo deste trabalho é enfatizar a relevância da gestão de tesouraria nos processos financeiros, antecipando informações para análise e tomada de decisão dos responsáveis financeiros nas Instituições de Ensino Superior; é demonstrar que a gestão de tesouraria deve fazer parte da cultura da organização e que é uma ferramenta de apoio para o planeamento financeiro, da gestão estratégica, de investimentos e de aproveitamento de oportunidades de crescimento das Instituições de Ensino Superior. Por último, pretendeu-se identificar e sugerir boas práticas e melhorias nos processos existentes, nas Instituições de Ensino Superior, que possam contribuir para a eficiência e eficácia da gestão de tesouraria. A revisão da literatura conduziu-nos à análise das diversas perspetivas da gestão de tesouraria, a importância das boas práticas, do sistema de controlo interno e da auditoria. Mostrou-se pertinente compreender o contexto jurídico das IES. Foi relevante a abordagem dos ciclos financeiros das organizações, para compreender a importância da realização de orçamentos de tesouraria, como um instrumento do controlo dos fluxos financeiros e da tomada de decisões dentro das organizações. Realizou-se ainda uma abordagem à gestão de crédito, às fontes de financiamento e à temática da centralização da gestão de tesouraria nas IES, por se entender que são aspetos fundamentais que contribuem para a eficiência e a eficácia desta área de atuação das instituições. Decorrente da revisão da literatura, identificaram-se as perguntas de investigação e aplicou-se a metodologia de um estudo de caso único de uma instituição de ensino superior, através da elaboração de entrevistas, recolha dos dados, pesquisa documental, observação direta e participativa do investigador. As conclusões finais do nosso estudo revelaram que o modelo de análise aplicado ao IPP, teve uma taxa de confirmação de 53%. As componentes do modelo em análise com os resultados mais significativos e que mais contribuíram para esta confirmação, foram a gestão de tesouraria considerada como um patamar estratégico nesta IES, a elaboração do orçamento de tesouraria e os procedimentos associados ao sistema de controlo interno.

Contributos para a elaboração de um manual de procedimentos de compras públicas

A área de compras públicas tem vindo a assumir um papel preponderante na gestão estratégica das instituições públicas. Decorrente da publicação do Código dos Contratos Públicos, e na sequência das sucessivas alterações legislativas, quer nacionais, quer comunitárias, as instituições devem ter um Manual de Procedimentos que compreenda a multiplicidade de aspetos relacionados com a área de compras. O presente projeto tem como objetivo de estudo contribuir para a elaboração de um Manual de Procedimentos na área das Compras Públicas. O objetivo último será, por um lado, permitir ao auditor, no âmbito de uma auditoria à área de compras, formar uma opinião e emitir um parecer sobre a matéria analisada, e por outro lado, contribuir para aperfeiçoar os Sistemas de Controlo Interno dessas Instituições. Pela revisão da literatura, fomos conduzidos a abordar o contexto regulamentar da área de compras em Portugal, a analisar a perspetiva estratégica desta área, passando por uma descrição das diversas fases que compõem o processo de compras públicas, considerando ainda, uma abordagem ao sistema de controlo interno e riscos de negócio. Por fim, foi efetuada uma análise sobre a perspetiva de auditoria, na qual os auditores, quer internos, quer externos, têm um papel fundamental na promoção de melhorias na contratação pública, particularmente na adoção de uma abordagem construtiva e realçando as boas práticas. Decorrente da revisão da literatura, aferimos as perguntas de investigação e aplicamos a metodologia de um estudo de caso único numa instituição de ensino superior, através da elaboração de entrevistas e observação direta e participativa do investigador. As conclusões finais revelaram que o modelo de análise utilizado no nosso estudo tem no universo dos Serviços da Presidência do Instituto Politécnico do Porto uma taxa de confirmação de 59%, realçando-se positivamente o resultado da componente relativa à operacionalização das compras públicas, e destacando-se, de forma menos significativa, a componente relativa à política e gestão estratégica.

O controlo interno na área de vendas e contas a receber

Com a sua evolução e crescimento as organizações necessitam, cada vez mais, de controlar e garantir os seus recebimentos, tendo o controlo interno um papel fundamental na consecução desse objectivo. Assim, é imperativo que estas organizações possuam um sistema de controlo interno alinhado e integrado em cada um dos processos internos, que são a base do seu negócio. Ao potenciar os seus recursos e ao garantir o controlo dos seus recebimentos, uma organização adquire uma potente ferramenta para enfrentar um mundo cada vez mais competitivo, como é o caso das empresas de informática, objeto deste trabalho. Este relatório tem como objectivo principal uma análise e caracterização das práticas de controlo interno existentes, de forma a maximizar e controlar as contas a receber, numa área de extrema importância como é a área das vendas, clientes e dívidas a receber. De forma a conseguir atingir esses objectivos, neste trabalho serão abordados e revistos, na fundamentação teórica, os principais conceitos e definições relativos ao controlo interno e ao controlo e garantia dos recebimentos de uma empresa. Este estágio teve como objeto um grupo de três empresas de comercialização de material informático de apreciável dimensão, crescimento e complexidade (em número de clientes, número de documentos tratados e formas de recebimento). O modelo de cobranças e recebimentos abordados neste relatório, ainda que não esteja a funcionar a 100%, permite concluir, desde já, uma segurança, fiabilidade e eficiência acrescidas no sistema de controlo de recebimentos da empresa.

Otimização do processo de injeção de ZAMAK

A indústria automóvel necessita aumentar a produtividade de forma sistemática, com vista à redução de custos e incremento da competitividade. A otimização dos produtos e processos é uma constante. O presente trabalho foi solicitado pela empresa FicoCables, do Grupo FICOSA, tendo em vista a otimização do processo de injeção de pequenas peças injetadas em ZAMAK, que constituem o bloqueio na extremidade de cada cabo metálico inserido nos automóveis para abertura da mala, portas, travão de mão, reservatório de combustível, capô, etc. A empresa possui cerca de 52 equipamentos de injeção de ZAMAK, cuja temperatura dos bicos era mantida com base numa chama de gás. Os sucessivos problemas de controlo do sistema ditaram uma mudança estratégica no aquecimento desses bicos, passando a ser usadas resistências elétricas anelares. No entanto, esta mudança veio a apresentar problemas inesperados, os quais se vieram inclusivamente a tornar em problemas de segurança, devido ao desgaste interior prematuro dos bicos, os quais apresentaram esmo problema de rotura. Paralelamente, todos os parâmetros relacionados com este processo de fabrico estavam também estudados de forma algo incipiente, pelo que se tornou necessário compreender e dissecar todas as variáveis relacionadas com o processo e implementar sistemas que impedissem o ajuste não controlado dos parâmetros por parte dos operadores. Também os moldes foram alvo de ações de melhoria, com vista a evitar problemas na zona de contacto do bico com o molde. O processo foi analisado em pormenor, permitindo um controlo muito mais apurado do mesmo. Os resultados fizeram sentir-se de forma imediata, graças ao trabalho desenvolvido neste estudo e à abertura demonstrada pela empresa para implementar todas as soluções propostas. O resultado final traduz-se num incremento significativo da segurança para os operadores, num controlo muito mais apurado de todos os parâmetros envolvidos no processo, numa maior garantia da qualidade nos produtos injetados em ZAMAK e em ganhos financeiros significativos para a empresa.