Nano-CF: a Coordination Framework for macro-programming in wireless sensor networks

Wireless Sensor Networks (WSN) are being used for a number of applications involving infrastructure monitoring, building energy monitoring and industrial sensing. The difficulty of programming individual sensor nodes and the associated overhead have encouraged researchers to design macro-programming systems which can help program the network as a whole or as a combination of subnets. Most of the current macro-programming schemes do not support multiple users seamlessly deploying diverse applications on the same shared sensor network. As WSNs are becoming more common, it is important to provide such support, since it enables higher-level optimizations such as code reuse, energy savings, and traffic reduction. In this paper, we propose a macro-programming framework called Nano-CF, which, in addition to supporting in-network programming, allows multiple applications written by different programmers to be executed simultaneously on a sensor networking infrastructure. This framework enables the use of a common sensing infrastructure for a number of applications without the users having to worrying about the applications already deployed on the network. The framework also supports timing constraints and resource reservations using the Nano-RK operating system. Nano- CF is efficient at improving WSN performance by (a) combining multiple user programs, (b) aggregating packets for data delivery, and (c) satisfying timing and energy specifications using Rate- Harmonized Scheduling. Using representative applications, we demonstrate that Nano-CF achieves 90% reduction in Source Lines-of-Code (SLoC) and 50% energy savings from aggregated data delivery.

Shannon information and power law analysis of the chromosome code

This paper studies the information content of the chromosomes of twenty-three species. Several statistics considering different number of bases for alphabet character encoding are derived. Based on the resulting histograms, word delimiters and character relative frequencies are identified. The knowledge of this data allows moving along each chromosome while evaluating the flow of characters and words. The resulting flux of information is captured by means of Shannon entropy. The results are explored in the perspective of power law relationships allowing a quantitative evaluation of the DNA of the species.

Shannon entropy analysis of the genome code

This paper studies the chromosome information of twenty five species, namely, mammals, fishes, birds, insects, nematodes, fungus, and one plant. A quantifying scheme inspired in the state space representation of dynamical systems is formulated. Based on this algorithm, the information of each chromosome is converted into a bidimensional distribution. The plots are then analyzed and characterized by means of Shannon entropy. The large volume of information is integrated by averaging the lengths and entropy quantities of each species. The results can be easily visualized revealing quantitative global genomic information.

Análise bilateral do timing de ativação dos músculos transverso abdominal/oblíquo interno durante o movimento rápido de flexão de cada membro superior – dominante e não-dominante

Introdução: Por mais de uma década assumiu-se que o transverso abdominal/oblíquo interno (TrA/OI) se comportava como um ventre muscular único, pré-ativando-se bilateralmente de forma simultânea para aumentar a stiffness da coluna lombar, conferindo-lhe estabilidade segmentar durante o movimento de um dos membros superiores. À luz dos estudos atuais sabe-se que tal mecanismo não ocorre, uma vez que o TrA/OI apresenta uma ativação por mecanismo de feedforward predominantemente contralateral ao membro superior movido. Apesar de morfologicamente o TrA/OI do lado não-dominante ser mais hipertrofiado do que o do lado dominante, nada se sabe acerca da influência da dominância nos timings ativação do TrA/OI. Objectivos: Confirmar se o TrA/OI tem um timing de ativação assimétrico durante o movimento rápido de flexão do membro superior (MRMS). Pretende-se ainda avaliar se o timing de ativação do TrA/OI é influenciado pela dominância de lateralidade manual. Métodos: Efectuou-se um estudo observacional descritivo, transversal e duplamente cego com 32 atletas de futebol voluntários com membro superior direito dominante, colocando-os apenas num grupo. Procedeu-se à recolha do sinal eletromiográfico de forma a avaliar os timings de ativação do TrA/OI bilateralmente aquando dos movimentos rápidos de flexão de ambos os membros superiores, à vez. Todos os dados foram tratados estatisticamente com o programa SPSS, versão 20.0 para Mac OS, com um grau de significância de 0,05. Resultados: Verificaram-se diferenças nos timings de ativação dos TrA/OI direito e esquerdo durante os MRMS direito e esquerdo (Teste ANOVA medidas repetidas: F=291,087; p<0,001). O timing de ativação do TrA/OI direito – 29,15(13,15)ms – foi superior ao esquerdo – 4,71(17,32)ms – durante MRMS direito (Teste Post Hoc Bonferroni: p<0,001). O timing de ativação do TrA/OI esquerdo – 31,98(12,50)ms – foi superior ao direito – 12,20(17,40)ms – durante MRMS esquerdo (p<0,001). O timing de ativação do TrA/IO direito aquando do MRMS direito foi superior ao observado durante MRMS esquerdo (p<0,001). O contrário sucedeu em relação ao timing ativação do TrA/IO esquerdo (p<0,001). O timing de ativação do TrA/IO esquerdo no MRMS direito foi inferior ao do TrA/IO direito aquando do movimento com o membro esquerdo (p<0,001). O TrA/IO direito possuiu um timing de ativação no MRMS direito inferior ao do TrA/IO esquerdo aquando do movimento com o membro esquerdo (p<0,001). Conclusão: Através deste estudo pôde-se concluir que o TrA/OI contralateral ao MRMS apresenta um timing de ativação inferior ao ipsilateral e ainda que durante o MRMS dominante o TrA/OI esquerdo e direito apresentam um timing de ativação inferior ao ocorrido durante o MRMS não-dominante.

Desenvolvimento de um Code Set para a escrita manual baseado na classificação internacional de funcionalidade versão crianças e jovens

Compreender a funcionalidade de uma criança é um desafio persistente em contextos de saúde e educação. Na tentativa de superar esse desafio, em 2007, a Organização Mundial de Saúde desenvolveu a Classificação Internacional de Funcionalidade, Incapacidade e Saúde para Crianças e Jovens (CIF-CJ) como o primeiro sistema de classificação universal para documentar a saúde e funcionalidade da criança. Apesar de a CIF-CJ não ser um instrumento de avaliação e intervenção, tem, no entanto, a capacidade de servir de enquadramento para o desenvolvimento de ferramentas adaptadas às necessidades dos seus utilizadores. Considerando que no contexto escolar, a escrita manual encontra-se entre as atividades mais requeridas para a participação plena de uma criança, parece ser pertinente a definição de um conjunto de códigos destinados a caracterizar o perfil de funcionalidade de uma criança, no que se refere à escrita manual. O objetivo deste estudo foi, pois, o desenvolvimento de um conjunto preliminar de códigos baseado na CIF-CJ que possa vir a constituir um code set para a escrita manual. Dada a complexidade do tema e atendendo a que se pretende alcançar consenso entre os especialistas sobre quais as categorias da CIF-CJ que devem ser consideradas, optou-se pela utilização da técnica de Delphi. A escolha da metodologia seguiu a orientação dos procedimentos adotados pelo projeto Core Set CIF. De dezoito profissionais contactados, obtiveram-se respostas de sete terapeutas ocupacionais com experiência em pediatria, que participaram em todas as rondas. No total, três rondas de questionários foram realizadas para atingir um consenso, com um nível de concordância, previamente definido, de 70%. Deste estudo resultou um conjunto preliminar de códigos com 54 categorias da CIF-CJ (16 categorias de segundo nível, 14 categorias de terceiro nível e uma categoria de quarto nível), das quais 31 são categorias das funções do corpo, uma categoria das estruturas do corpo, 12 categorias de atividades e participação e 10 categorias de fatores ambientais. Este estudo é um primeiro passo para o desenvolvimento de um code set para a escrita manual baseado na CIF-CJ , sendo claramente necessário a realização de mais pesquisas no contexto do desenvolvimento e da validação deste code set.

Service-oriented mobility of java code in web services-based architectures

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologias da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

FATAL GROUP A STREPTOCOCCAL TOXIC SHOCK-LIKE SYNDROME IN A CHILD WITH VARICELLA: REPORT OF THE FIRST WELL DOCUMENTED CASE WITH DETECTION OF THE GENETIC SEQUENCES THAT CODE FOR EXOTOXINS SPE A AND B, IN SÃO PAULO, BRAZIL

A previously healthy seven-year-old boy was admitted to the intensive care unit because of toxaemia associated with varicella. He rapidly developed shock and multisystem organ failure associated with the appearance of a deep-seated soft tissue infection and, despite aggressive treatment, died on hospital day 4. An M-non-typable, spe A and spe B positive Group A Streptococcus was cultured from a deep soft tissue aspirate. The criteria for defining Streptococcal toxic shock-like syndrome were fulfilled. The authors discuss the clinical and pathophysiological aspects of this disease as well as some unusual clinical findings related to this case.

An Enhanced WLAN Security System With FPGA Implementation for Multimedia Applications

Maintaining a high level of data security with a low impact on system performance is more challenging in wireless multimedia applications. Protocols that are used for wireless local area network (WLAN) security are known to significantly degrade performance. In this paper, we propose an enhanced security system for a WLAN. Our new design aims to decrease the processing delay and increase both the speed and throughput of the system, thereby making it more efficient for multimedia applications. Our design is based on the idea of offloading computationally intensive encryption and authentication services to the end systems’ CPUs. The security operations are performed by the hosts’ central processor (which is usually a powerful processor) before delivering the data to a wireless card (which usually has a low-performance processor). By adopting this design, we show that both the delay and the jitter are significantly reduced. At the access point, we improve the performance of network processing hardware for real-time cryptographic processing by using a specialized processor implemented with field-programmable gate array technology. Furthermore, we use enhanced techniques to implement the Counter (CTR) Mode with Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol (CCMP) and the CTR protocol. Our experiments show that it requires timing in the range of 20–40 μs to perform data encryption and authentication on different end-host CPUs (e.g., Intel Core i5, i7, and AMD 6-Core) as compared with 10–50 ms when performed using the wireless card. Furthermore, when compared with the standard WiFi protected access II (WPA2), results show that our proposed security system improved the speed to up to 3.7 times.

TEA: Timing and Energy Aware compression architecture for Efficient Configuration in CGRAs

Coarse Grained Reconfigurable Architectures (CGRAs) are emerging as enabling platforms to meet the high performance demanded by modern applications (e.g. 4G, CDMA, etc.). Recently proposed CGRAs offer time-multiplexing and dynamic applications parallelism to enhance device utilization and reduce energy consumption at the cost of additional memory (up to 50% area of the overall platform). To reduce the memory overheads, novel CGRAs employ either statistical compression, intermediate compact representation, or multicasting. Each compaction technique has different properties (i.e. compression ratio, decompression time and decompression energy) and is best suited for a particular class of applications. However, existing research only deals with these methods separately. Moreover, they only analyze the compaction ratio and do not evaluate the associated energy overheads. To tackle these issues, we propose a polymorphic compression architecture that interleaves these techniques in a unique platform. The proposed architecture allows each application to take advantage of a separate compression/decompression hierarchy (consisting of various types and implementations of hardware/software decoders) tailored to its needs. Simulation results, using different applications (FFT, Matrix multiplication, and WLAN), reveal that the choice of compression hierarchy has a significant impact on compression ratio (up to 52%), decompression energy (up to 4 orders of magnitude), and configuration time (from 33 n to 1.5 s) for the tested applications. Synthesis results reveal that introducing adaptivity incurs negligible additional overheads (1%) compared to the overall platform area.

SIR performance evaluation of MB-OFDM UWB system with residual timing offset

Signal-to-interference ratio (SIR) performance of a multiband orthogonal frequency division multiplexing ultra-wideband system with residual timing offset is investigated. To do so, an exact mathematical derivation of the SIR of this system is derived. It becomes obvious that, unlike a cyclic prefixing based system, a zero padding based system is sensitive to residual timing offset.

Timing Analysis of Fixed Priority SelfSuspending Sporadic Tasks

27th Euromicro Conference on Real-Time Systems (ECRTS 2015), Lund, Sweden.

Punçoamento em lajes fungiformes pré-esforçadas no model code 2010

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil - Perfil Estruturas

Angioplastia Coronária no Enfarte Agudo do Miocárdio: Impacto do Timing da Revascularização na Alternância da Onda Ta

Encontra-se bem estabelecido que, na abordagem terapêutica do enfarte agudo do miocárdio (EAM), a trombólise e a angioplastia coronária percutânea (ACTP) permitem diminuir a mortalidade e melhorar o prognóstico, sendo esse benefício tanto maior quanto menor o tempo decorrido entre o evento isquémico e o procedimento terapêutico. No entanto, não está ainda estabelecido qual o impacto que o atraso da implementação dessas terapêuticas tem no desenvolvimento de taquidisritmias ventriculares e por consequência no resultado da alternância da onda T(TWA), que representa um método reconhecido para avaliação da vulnerabilidade ventricular às referidas arritmias. Objectivo: Analisar os resultados da TWA por microvoltagem numa população submetida a ACTP na sequência de EAM e avaliar a influência do timing de revascularização miocárdica nos resultados da TWA. Métodos: Estudámos 79 doentes (67 do sexo masculino; 57 ± 11 anos) consecutivos, admitidos por EAM e sujeitos a revascularização miocárdica por ACTP durante o internamento. A TWA foi avaliada utilizando um aparelho da HeartTwave System (Cambridge Heart, Inc., Bedford, Massachusetts) nos 30 dias pós-EAM. Durante a realização de uma prova de esforço em tapete rolante com protocolo manual, com o objectivo de elevar a frequência cardíaca até aos 110 batimentos por minuto, realizou-se o registo electrocardiográfico através da aplicação de sete eléctrodos standard e outros sete eléctrodos sensores de alta-resolução, especialmente concebidos para redução do «ruído», dispostos segundo as derivações ortogonais de Frank(X,Y, Z). A TWA foi considerada positiva quando se verificou a presença de alternância da onda T de magnitude ³ 1,9 μV de forma consistente e mantida (> 1 minuto), com início para frequências cardíacas < 110 batimentos/minuto ou quando esta alternância se verificou em doentes em repouso. Foi considerada negativa quando se conseguiu obter dados sem artefactos durante pelo menos um minuto, com frequências > 105 batimentos/minuto, sem atingir critério de positividade e indeterminada se não podia ser classificada como positiva ou negativa. Foram excluídos doentes com EAM ou revascularização miocárdica (cirúrgica ou percutânea) prévios, os que apresentavam insuficiência cardíaca congestiva, com fibrilhação auricular, > 10 extrassístoles por minuto, pacemaker definitivo, bradicárdia < 40 bpm, complexos QRS com duração > 130 ms ou sob terapêutica anti-arrítmica. Considerámos como marcador de risco para a ocorrência de eventos arrítmicos ventriculares malignos a presença de TWA positiva ou indeterminada. (TWA «nãonegativa»). Os resultados da TWA foram comparados entre o grupo de doentes submetidos a ACTP nas primeiras 24 horas pós-EAM (Grupo A; n = 45) e o grupo de doentes submetidos a ACTP > 24 horas pós-EAM. (Grupo B; n = 34) Resultados: A TWA foi positiva em 16 doentes (20,2%) e negativa em 56 (70,9%). Em 7 casos (8,9%), o resultado do teste foi considerado indeterminado. A TWA foi «não-negativa» em 29,1% da população. No grupo A a TWA foi “não-negativa” em 9 doentes (20 %) (6 com TWA positiva e três com TWA indeterminada) e negativa em 36 doentes (80 %) e no grupo B foi «não-negativa» em 14 doentes (41%) (10 com TWA positiva e quatro com TWA indeterminada) e negativa em 20 (59 %) (p < 0,05). Não se encontraram diferenças entre os dois grupos no que respeita à fracção de ejecção ventricular esquerda. No seguimento até aos 60 dias após a alta hospitalar não foram documentados eventos arrítmicos ventriculares, síncopes ou óbito. Foram reinternados cinco doentes (7 %) por recorrênciade angor. Conclusões: Numa população de sobreviventes de EAM encontrámos uma prevalência de TWA não negativa de 29 %, apesar da revascularização miocárdica com ACTP. A ACTP, quando efectuada nas primeiras 24 horas após o início do EAM, reduz de forma significativa o número de doentes com TWA não negativa,sugerindo que esta intervenção precoce poderá baixar o risco arrítmico destes doentes e influenciar favoravelmente o prognóstico pós-EAM. O impacto da morte súbita na mortalidade pós-EAM justifica estudos prospectivos de maiores dimensões

Study of the Reliability of Statistical Timing Analysis for Real-Time Systems

Presented at 23rd International Conference on Real-Time Networks and Systems (RTNS 2015). 4 to 6, Nov, 2015, Main Track. Lille, France.