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  1. Minimização lógica por fusão de portas

    Silva, Luciana Mendes da
    Neste trabalho é apresentado um método para redução do número de transistores em circuitos integrados. Foram desenvolvidos um algoritmo e uma ferramenta de EDA baseada no mesmo, denominada de LOMGAM (Logic Minimization by Gate Merging - minimização Lógica por Fusão de Portas), com o objetivo de investigar a redução do número de transistores em um circuito integrado por meio da fusão de portas lógicas. Essa técnica é aplicada sobre uma netlist já mapeado para uma biblioteca de células, e trabalha substituindo conjuntos de portas lógicas interconectadas de fanout unitário por novas portas complexas de função lógica equivalente, independente delas estarem...

  2. Design of wideband CMOS building block circuits for receivers from 0.5 up to 4 GHz

    Baumgratz, Filipe Dias
    This thesis has been focused on the design of wideband circuits for multi-band/multistandard receivers. Three projects have been developed during this Ph.D. and are presented in this thesis: the required specifications of a wideband spectrum-sensing receiver, two versions of a 130 nm CMOS wideband low-noise variable gain amplifier, and a 40 nm CMOS wideband high-IF receiver. The specifications of the spectrum-sensing receiver aim for the detection of three wideband signals WRAN, WiMax, and LTE. These are the principal wideband signals within the band from 50 MHz to 4 GHz, which has been selected because it was very crowded but with...

  3. Avaliação de conversores AD sob efeitos de radiação e mitigação utilizando redundância com diversidade

    Aguilera, Carlos Julio González
    Este trabalho aborda um sistema de aquisição de dados (SAD) analógico-digital, baseado em um esquema redundante com diversidade de projeto, que é testado em dois ambientes diferentes de radiação. O primeiro experimento considera um teste de dose total ionizante (Total Ioninzig Dose - TID) sob irradiação gama, e o segundo experimento considera os efeitos de eventos singulares (Single Event Effects - SEE) sob irradiação por íons pesados. O SAD é composto, principalmente, por três conversores analógicos-digitais (ADCs) e dois votadores. A técnica usada é a Redundância Modular Tripla (Triple Modular Redundancy - TMR), com implementação em diferentes níveis de diversidade...

  4. Static noise margin analysis for CMOS logic cells in near-threshold

    Bortolon, Felipe Todeschini
    The advancement of semiconductor technology enabled the fabrication of devices with faster switching activity and chips with higher integration density. However, these advances are facing new impediments related to energy and power dissipation. Besides, the increasing demand for portable devices leads the circuit design paradigm to prioritize energy efficiency instead of performance. Altogether, this scenario motivates engineers towards reducing the supply voltage to the near and subthreshold regime to increase the lifespan of battery-powered devices. Even though operating in these regime offer interesting energy-frequency trade-offs, it brings challenges concerning noise tolerance. As the supply voltage reduces, the available noise margins...

  5. Análise do uso de redundância em circuitos gerados por síntese de alto nível para FPGA programado por SRAM sob falhas transientes

    Santos, André Flores dos
    Este trabalho consiste no estudo e análise da suscetibilidade a efeitos da radiação em projetos de circuitos gerados por ferramenta de Síntese de Alto Nível para FPGAs (Field Programmable Gate Array), ou seja, circuitos programáveis e sistemas em chip, do inglês System-on-Chip (SOC). Através de um injetor de falhas por emulação usando o ICAP (Internal Configuration Access Port) localizado dentro do FPGA é possível injetar falhas simples ou acumuladas do tipo SEU (Single Event Upset), definidas como perturbações que podem afetar o funcionamento correto do dispositivo através da inversão de um bit por uma partícula carregada. SEU está dentro da...

  6. Elastic circuits in FPGA

    Silva, Thiago de Oliveira
    O avanço da microeletrônica nas últimas décadas trouxe maior densidade aos circuitos integrados, possibilitando a implementação de funções de alta complexidade em uma menor área de silício. Como efeito desta integração em larga escala, as latências dos fios passaram a representar uma maior fração do atraso de propagação de dados em um design, tornando a tarefa de “timing closure” mais desafiadora e demandando mais iterações entre etapas do design. Por meio de uma revisão na teoria dos circuitos insensíveis a latência (Latency-Insensitive theory), este trabalho explora a metodologia de designs elásticos (Elastic Design methodology) em circuitos síncronos, com o objetivo...

  7. Autocorrelation analysis in frequency domain as a tool for MOSFET low frequency noise characterization

    Both, Thiago Hanna
    Low-frequency noise (LFN) is a performance limiter for analog, digital and RF circuits, introducing phase noise in oscillators and reducing the stability of SRAM cells, for example. Metal-oxide-semiconductor field-effect-transistors (MOSFETs) are known for their particularly high 1= f and random telegraph noise levels, whose power may be orders of magnitude larger than thermal noise for frequencies up to dozens of kHz. With the technology scaling, the corner frequency — i.e. the frequency at which the contributions of thermal and shot noises to noise power overshadow that of the 1= f noise — is increased, making 1= f and random telegraph...

  8. Applying dual core lockstep in embedded processors to mitigate radiation induced soft errors

    Oliveira, Ádria Barros de
    The embedded processors operating in safety- or mission-critical systems are not allowed to fail. Any failure in such applications could lead to unacceptable consequences as life risk or significant damage to property or environment. Concerning faults originated by the radiation-induced soft errors, the embedded systems operating in aerospace applications are particularly susceptible. However, the radiation effects can also be observed at ground level. Soft errors affect processors by modifying values stored in memory elements, such as registers and data memory. These faults may lead the processor to execute an application incorrectly, generating output errors or leading hangs and crashes in...

  9. High efficiency MPPT switched capacitor DC-DC converter for photovoltaic energy harvesting aiming for IoT applications

    Zamparette, Roger Luis Brito
    Este trabalho apresenta um conversor CC - CC baseado em Capacitores Chaveados de 6 fases e tempos intercalados com o objetivo de coletar energia fotovoltaica projetado em tecnologia CMOS de 130 nm para ser usado em aplicações em Internet das Coisas e Nós Sensores. Ele rastreia o máximo ponto de entrega de energia de um painel fotovoltaico policristalino de 3 cm x 3 cm através de modulação da frequência de chaveamento com o objetivo de carregar baterias. A razão da tensão de circuito aberto foi a estratégia de rastreio escolhida. O conversor foi projetado em uma tecnologia CMOS de 130...

  10. Análise automatizada dos efeitos do alargamento de pulso induzido em single event transients

    Silva, Michele Gusson Vieira da
    Aplicações em ambientes expostos a elevados níveis de radiação ionizante impõem uma série de desafios ao desenvolvimento de projetos de circuitos integrados na tecnologia Complementary Metal–Oxide–Semiconductor (CMOS), uma vez que circuitos CMOS estão sujeitos às falhas transientes oriundas de radiação externa. Num circuito do tipo CMOS, as áreas sensíveis aos efeitos da incidência de partículas ionizantes são as regiões dreno-substrato reversamente polarizadas, existentes nos transistores em regime de corte (VARGAS; NICOLAIDIS, 1994). Com o avanço tecnológico e consequente diminuição das dimensões dos dispositivos semicondutores, estes efeitos degradantes tornam-se uma preocupação constante devido às menores características físicas dos transistores (WANG et...

  11. Análise automatizada dos efeitos do alargamento de pulso induzido em single event transients

    Silva, Michele Gusson Vieira da
    Aplicações em ambientes expostos a elevados níveis de radiação ionizante impõem uma série de desafios ao desenvolvimento de projetos de circuitos integrados na tecnologia Complementary Metal–Oxide–Semiconductor (CMOS), uma vez que circuitos CMOS estão sujeitos às falhas transientes oriundas de radiação externa. Num circuito do tipo CMOS, as áreas sensíveis aos efeitos da incidência de partículas ionizantes são as regiões dreno-substrato reversamente polarizadas, existentes nos transistores em regime de corte (VARGAS; NICOLAIDIS, 1994). Com o avanço tecnológico e consequente diminuição das dimensões dos dispositivos semicondutores, estes efeitos degradantes tornam-se uma preocupação constante devido às menores características físicas dos transistores (WANG et...

  12. Convolutional neural network reliability on an APSoC platform a traffic-sign recognition case study

    Lopes, Israel da Costa
    Deep learning has a plethora of applications in computer vision, speech recognition, natural language processing and other applications of commercial interest. Computer vision, in turn, has many applications in distinct areas, ranging from entertainment applications to relevant and critical applications. Face recognition and manipulation (Snapchat), and object description in pictures (OneDrive) are examples of entertainment applications. Industrial inspection, medical diagnostics, object recognition in images captured by satellites (used in rescue and defense missions), autonomous cars and Advanced Driver-Assistance System (ADAS) are examples of relevant and critical applications. Some of the most important integrated circuit companies around the world, such as...

  13. Diodos schottky de SiC para uso como detectores de energia de partículas carregadas

    Kaufmann, Ivan Rodrigo
    Neste trabalho foram investigadas estruturas de diodos Schottky de carbeto de silício (SiC) com potencial uso em detectores de energia de partículas carregadas. Para tanto, foram fabricados diodos Schottky de SiC do tipo Metal-Isolador-Semicondutor (MIS). Uma estrutura MIS é considerada uma vez que o SiC sempre forma em sua superfície uma fina camada de oxicarbeto de silício (SiCxOy) nativo, de difícil remoção por ataques químicos. Foi desenvolvido um modelo modificado da teoria de Emissão Termiônica (TE), de modo a levar em conta o óxido nativo e/ou finas camadas dielétricas inseridas entre metal e semicondutor nas estruturas de diodos Schottky. Foram...

  14. Analyzing the Impact of Radiation-induced Failures in All Programmable System-on-Chip Devices

    Tambara, Lucas Antunes
    O recente avanço da indústria de semicondutores tem possibilitado a integração de componentes complexos e arquiteturas de sistemas dentro de um único chip de silício. Atualmente, FPGAs do estado da arte incluem, não apenas a matriz de lógica programável, mas também outros blocos de hardware, como processadores de propósito geral, blocos de processamento dedicado, interfaces para vários periféricos, estruturas de barramento internas ao chip, e blocos analógicos. Estes novos dispositivos são comumente chamados de Sistemasem-Chip Totalmente Programáveis (APSoCs). Uma das maiores preocupações acerca dos efeitos da radiação em APSoCs é o fato de que erros induzidos pela radiação podem ter...

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