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Orientadores: Leo Pini Magalhães e Paulo Cesar Bezerra Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica Resumo: Sistemas de Computadores dedicados a Computação de Imagem tem sido o alvo de diversos trabalhos de pesquisa e desenvolvimento em universidades e indústrias por todo o mundo. A maior parte dos trabalhos disponíveis na literatura visa a implementação de algoritmos específicos em circuitos dedicados em VLSI. Neste trabalho evitou-se o desenvolvimento de uma arquitetura muito rígida, presa a um único algoritmo. No lugar disto, procurou-se integrar numa bancada uma memória de quadro ligada a um sistema de interconexão de multiprocessadores, chamada de VAM (Via de Acessos Múltiplos). A VAM permite a interligação de processadores elementares (PE) de um arranjo de processamento que trata de forma paralela todas as tarefas de um sistema de computação de imagem. Cada PE pode implementar as suas tarefas por software, por firmware ou mesmo por hardware dedicado. Trata-se, portanto, de uma bancada para experimentos que permite o desenvolvimento de atividades de pesquisa em arquitetura de computadores, em circuitos VLSI dedicados, interconexão de multiprocessadores, software básico e de aplicação em computação de imagem. Para o desenvolvimento deste trabalho foram necessários estudos nas áreas de síntese de imagem, de circuitos de exibição e na área de arquiteturas aplicadas à computação de imagem. Estes estudos foram baseados num amplo levantamento bibliográfico. Com base nestes estudos, foi proposta uma especificação da bancada. Em cima desta especificação foram estudados exemplos de aplicação da bancada. Para este projeto foram utilizados recursos de engenharia concorrente disponíveis na Faculdade de Engenharia Elétrica da Universidade Estadual de Campinas Abstract: Computer systems dedicated to Image Processing, Computer Graphics and Computer Vision have been the subject of several research and development works at universities and industries alI over the world. Most of these works describes specific VLSI implementations of algorithms. This work purposely avoids the development of an architecture restricted to a single algorithm. Instead, we integrate a frame buffer connected to a multiprocessor interconnection structure referred as VAM (this acronym comes from the portuguese denomination: "Via de Acessos Múltiplos" - Multiple Access Bus). A VAM alIows the interconnection of processing elements (PE) that can execute in paralIel an image algorithm. Each PE can implement its tasks by software, by firmware, or by dedicated hardware. This architecture works as an experimental workbench that alIows research and development in computer architecture, multiprocessor interconnection, application specific VLSI IC and software. The features of the proposed VAM have been specified as a result from a large library search for references on image synthesis, display circuits and computer graphic specific architectures. AIso based on this search, we discuss two examples of applications of VAM to specific problems. This design was developed using facilities of Concurrent Engineering available in Faculdade de Engenharia Elétrica, Universidade Estadual de Campinas, Brazil Doutorado Automação Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: José Raimundo de Oliveira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Este trabalho analisa as possibilidades de arquiteturas de hardware buscando encontrar uma plataforma de desenvolvimento escalável e possível de se adaptar a diferentes estruturas mecânicas de veículos móveis. Esta plataforma deve ainda ter sensores suficientes para permitir comportamentos autônomos ao veículo. Para isto, de forma a entender melhor o conceito de autonomia, primeiramente foram analisadas as capacidades mentais humanas. Das capacidades estudadas foram escolhidas as capacidades de sensação, percepção, orientação e cognição como capacidades relacionadas ao hardware quando implantadas em veículos móveis artificialmente. Em seguida cada uma destas quatro capacidades mentais foi analisada a fundo buscando métodos e sistemas para solucionar estes problemas. Foram analisadas também as possibilidades de topologias em rede de forma a conectar os módulos individuais e propostos critérios de escolha dos módulos e topologias do sistema. Após todas estas análises exaustivas, onde somente as partes mais importantes foram incluídas neste trabalho, foi escolhida a topologia de barramento serial com arbitração em hardware para permitir modularidade, escalabilidade e confiabilidade. Como barramento elétrico foi escolhido o barramento CAN (Controller Area Network) que juntamente com diversos módulos especificados neste trabalho resultam na plataforma que foi chamada "Sistema Autônomo Completo". Com base neste sistema, foram propostos como resultados duas simplificações: uma baseada em veículos que operam no solo (bidimensional) e outra para veículos que operam em ambientes tridimensionais como o ar ou a água. Buscando um enfoque educacional foi proposta uma sequência de implantação do sistema autônomo completo e alguns estudos de casos estão apresentados. Com este trabalho foi possível estruturar e criar uma sequência de desenvolvimento de um veículo móvel robótico em fases que podem ser facilmente seguidas por escolas ou empresas Abstract: This work analyzes hardware architectures of embedded systems, searching for a development platform of mobile robots. This platform must be scalable and easily adaptable to several types of mechanical designs of mobile vehicles. And it must have enough sensors in order to reach autonomous performance. For better understanding concepts of autonomy, the human brain capacities were studied. From the studied capacities, sensation, perception, representation and orientation were chosen. These four capacities were chosen as related with hardware implementations if artificially designed for mobile vehicles. Network topologies for connecting modules of independent methods for the artificial brain capabilities mentioned were also analyzed. For choosing the best proposal, some criteria were defined for the modules and system topologies. After this analysis, where only the most important parts were included, a topology was chosen. The chosen topology is the serial bus with hardware arbitration. The chosen electrical bus was the CANbus, which together with the other modules specified in this work resulted in the platform called "Full Autonomous Vehicle". Based on this system platform, simplifications were proposed: one focused on vehicles with two-dimensional movements, and other focused on vehicles with three-dimensional movements. Searching for an educational point-of-view, an implementation sequence was proposed for the full autonomous vehicle and some cases were studied. With this work was possible to organize and create a development sequence of a robotic mobile vehicle divided by phases. These phases can be easily followed by schools and companies Mestrado Automação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Wu Shin-Ting Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Tendo como hipótese de que o controle preciso do movimento de um cursor constitui uma das técnicas elementares para as tarefas de manipulação direta 3D, esta tese propõe uma arquitetura de suporte a controles configuráveis dos movimentos de cursores em relação a modelos deformados em hardware gráfico. De forma integrada ao fluxo programável de visualização, a arquitetura calcula atributos de geometria diferencial discreta dos modelos processados, codificando tais atributos em pixels de buffers de renderização não visíveis. Mostramos, através de estudos de casos, que o uso desses atributos é suficiente para estabelecer uma correspondência entre o espaço discreto do modelo renderizado na tela e o espaço contínuo do modelo submetido ao fluxo de visualização. Isto permite que os cursores sejam posicionados de forma consistente com aquilo que o usuário está visualizando, proporcionando uma interação mais acurada. Testes de desempenho e robustez são conduzidos para validar a arquitetura. Uma biblioteca de funções que encapsula a arquitetura é apresentada, juntamente com exemplos de tarefas de manipulação direta 3D implementadas através dela Abstract: Based on the hypothesis that the precise control of the motion of a cursor constitutes one of the elementary techniques for 3D direct manipulation tools, this thesis proposes an architecture for supporting a configurable control of the motion of cursors with respect to models deformed on graphics hardware. Integrated with the actual programmable rendering pipeline, the architecture computes discrete differential geometric attributes of the processed models and encodes such attributes in pixels of off-screen render buffers. We show, through case studies, that these attributes are sufficient to establish a correspondence between the discrete space of the model rendered on the screen and the continuous space of the model submitted to the rendering pipeline. As a result, the cursors can be positioned consistently with what the user is actually viewing, thus providing a more accurate interaction. Efficiency and reliability tests are conducted to validate the architecture. A library of functions that encapsulates the architecture and examples of 3D direct manipulation tasks implemented with it are also presented. Doutorado Engenharia de Computação Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Raimundo de Oliveira Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Este trabalho propõe um sistema criptográfico para Criptografia baseada em Curvas Elípticas (ECC). ECC é usada alternativamente a outros sistemas criptográficos, como o algoritmo RSA (Rivest-Shamir-Adleman), por oferecer a menor chave e a maior segurança por bit. Ele realiza multiplicação de pontos (Q = kP) para curvas elípticas sobre corpos finitos binários. Trata-se de um criptosistema programável e configurável. Graças às propriedades do circuito programável (FPGA) é possível encontrar soluções otimizadas para diferentes curvas elípticas, corpos finitos e algoritmos. A característica principal deste criptosistema é o uso de um circuito combinacional para calcular duplicações e adições de pontos, por meio da aritmética sobre corpos finitos. Os resultados deste trabalho mostram que um programa de troca de chaves fica aproximadamente 20.483 vezes mais rápido com a ajuda do nosso sistema criptográfico. Para desenvolver este projeto, nós consideramos que o alto desempenho tem prioridade sobre a área ocupada pelos seus circuitos. Assim, nós recomendamos o uso deste circuito para os casos em que não sejam impostas restrições de área, mas seja exigido alto desempenho do sistema Abstract: This work proposes a cryptosystem for Elliptic Curve Cryptography (ECC). ECC has been used as an alternative to other public-key cryptosystems such as the RSA (Rivest-Shamir-Adleman algorithm) by offering the smallest key size and the highest strength per bit. The cryptosystem performs point multiplication (Q = kP) for elliptic curves over binary polynomial fields (GF(2m)). This is a programmable and scalable cryptosystem. It uses the abilities of reconfigurable hardware (FPGA) to make possible optimized circuitry solutions for different elliptic curves, finite fields and algorithms. The main feature of this cryptosystem is the use of a combinatorial circuit to calculate point doublings and point additions, through finite field arithmetic. The results of this work show that the execution of a key-exchange program is, approximately, 20,483 times faster with the help of our cryptosystem. To develop this project we considered that high-performance has priority over area occupied by its circuit. Thus, we recommend the use of this circuit in the cases for which no area constraints are imposed but high performance systems are required. Doutorado Engenharia de Computação Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Marco Aurelio Amaral Henriques Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Vários sistemas de grid e computação distribuída existentes só permitem a execução de aplicações com um fluxo de execução de tarefas básico, no qual é feita a distribuição das tarefas executadas em paralelo e depois a coleta de seus resultados. Outros sistemas permitem definir uma relação de dependências entre as tarefas, formando um grafo direcionado acíclico. Porém, mesmo com este modelo de fluxo de execução não é possível executar vários tipos de aplicações que poderiam ser paralelizadas, como, por exemplo, algoritmos genéticos e de cálculo numérico que utilizam algum tipo de processamento iterativo. Nesta dissertação é proposta uma linguagem de especificação para fluxo de execução de aplicações paralelas que permite um controle de fluxo de tarefas mais flexível, viabilizando desvios condicionais e laços com iterações controladas. A linguagem é baseada na notação XML (eXtensible Markup Language), o que lhe confere características importantes tais como flexibilidade e simplicidade. Para avaliar estas e outras características da linguagem proposta, foi feita uma implementação sobre o sistema de processamento paralelo JoiN. Além de viabilizar a criação e execução de novas aplicações paralelas cujos fluxos de tarefas contêm laços e/ou desvios condicionais, a linguagem se mostrou simples de usar e não causou sobrecarga perceptível ao sistema paralelo Abstract: Many distributed and parallel systems allow only a basic task flow, in which the parallel tasks are distributed and their results collected. In some systems the application execution flow gives support to a dependence relationship among tasks, represented by a directed acyclic graph. Even with this model it is not possible to execute in parallel some important applications as, for example, genetic algorithms. Therefore, there is a need for a new specification model with more sophisticated flow controls that allow some kind of iterative processing at the level of task management. The purpose of this work is to present a proposal for a specification language for parallel application execution workflow, which provides new types of control structures and allows the implementation of a broader range of applications. This language is based on XML (eXtensible Markup Language) notation, which provides characteristics like simplicity and flexibility to the proposed language. To evaluate these and other characteristics of the language, it was implemented on the JoiN parallel processing system. Besides allowing the creation and execution of new parallel applications containing task flows with loops and conditional branches, the proposedlanguage was easy to use and did not cause any significant overhead to the parallel system Mestrado Engenharia de Computação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Raimundo de Oliveira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Este trabalho aborda a aplicação de diversos esquemas que usam redes neurais para identificação de sistemas e controle de velocidade, objetivando tornar o controle do sistema mais robusto às variações paramétricas, aos distúrbios de medida, e principalmente compensar os efeitos não lineares do ganho dependente da faixa de operação inerentes aos sistemas de velocidade. Para os testes e simulações foi utilizado um automodelo com motor CC. Diferentes bibliotecas do Matlab/Simulink foram utilizadas nas estações de controle para auxiliar nas atividades de simulação. Os resultados mostram um bom desempenho das RNAs na identificação de elementos não lineares, e garantem uma significativa redução do erro do valor predito da velocidade de saída. Os resultados obtidos com o controlador neural por linearização feedback foram aceitáveis e suficientes para o nosso objetivo Abstract: This work studies the application of projects that use neural networks for identification systems and control of speed, to make the system control more robust to the parametric and measure variations, and mainly to compensate the non-linear effect of the gain related to the inherent range of operation to the speed systems. For simulation and test an automodel with a DC motor was used. Several libraries of the Matlab/Simulink were used in the control stations to assist the activities of simulation. The results show an excellent performance of the RNA¿s in the identification of non-linear elements, and promise a significant reduction of the error of the predicted value of the speed. The results gotten with the neural controller for linearization feedback were acceptable and enough for our objective Mestrado Engenharia de Computação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Eleri Cardozo, Eliane Gomes Guimarães Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Este trabalho apresenta uma arquitetura para a construção de laboratórios de acesso remoto (conhecidos como WebLabs). A arquitetura segue o paradigma de computação orientada a serviço (COS). Nesta abordagem cada recurso físico ou lógico do laboratório é modelado como um Serviço Web. Desta forma, os experimentos podem ser disponibilizados pela composição destes serviços. Um modelo conceitual para WebLabs, bem como a implementação deste modelo são apresentados. Experimentos em robótica móvel também foram desenvolvidos como exemplos de utilização deste laboratório Abstract: This work presents an architeture for building remote access laboratories (also known as WebLabs). The architecture follows the service oriented computing (SOC). In this approach each logical or physical resource of the laboratory is modeled as a Web Service. In this way, the experiments are built through the composition of such services. A conceptual model of WebLabs, as well as an implementation of this model are presented. Experiments in mobile robotic were also developed for this laboratory Mestrado Engenharia de Computação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Marconi Kolm Madrid Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Este trabalho teve como principal objetivo estudar a tecnologia baseada em dispositivos Field Programmable Analog Arrays (FPAAs) e identificar os benef'icios quanto ao seu uso em aplicações de identificação de fenômenos inerentes aos sistemas dinâmicos não-lineares, tais como bifurcações e caos. Esses dispositivos permitem que diferentes tipos de circuitos possam ser implementados sem a necessidade de alteração da topologia do circuito, ou seja, existe a possibilidade de que os sistemas possam ser reconfigurados em tempo de execução à medida que novas alterações sejam necessárias. Com base na Teoria do Caos e na Teoria de Sistemas de Controle, foi implementado o sistema conhecido como Circuito de Chua, que serviu para demonstrar os ganhos que se podem obter com o uso da abordagem proposta quando aplicada ao estudo de sistemas dinâmicos operando no caos em relação às técnicas consideradas mais convencionais. Resultados obtidos pela análise de séries temporais de sinais adquiridos, comprovam a grande eficiência dessa abordagem quanto ao tempo de desenvolvimento e ao tempo para a obtenção dos resultados em comparação com implementações de modelos dinâmicos bastante conhecidos na literatura em relação às implementações dos mesmos em computadores Abstract: This work had as main objective to study the technology based on Field Programmable Analog Arrays (FPAAs) devices and to identify the benefits to use these devices in applications of identification of inherent phenomena to the nonlinear dynamic systems as bifurcations and chaos. These devices allow that different types of circuits can be implemented without the necessity of alteration of the topology of the circuit, that is, the systems implemented in the FPAA can be reconfigured in execution when new alterations are necessary. On the basis of the Chaos Theory and in the Control Systems Theory, was implemented the system known as Chua¿s Circuit which served to demonstrate the profits that can be gotten with the use of the boarding proposal when applied to the study of dynamic systems operating in chaos in relation to the considered techniques conventional. Gotten results, for the analysis of time series of acquired signals, prove the great efficiency of this boarding in the time of development and the time for obtain the results when comparing implementations of dynamic models sufficiently known in literature in relation with the implementations of the same ones in digital computers Mestrado Automação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Jose Raimundo de Oliveira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um co-processador para algoritmos de criptografia assimétrica. Trata-se de um co-processador que pode servir de base para a implementação de algoritmos de criptografia assimétrica, não apenas de um dispositivo dedicado a um único algoritmo criptográfico. Para tanto, ele dispõe de uma biblioteca de módulos de circuitos que implem~ntamrotinas básicas úteis a vários desses algoritmos. A implementação é feita em um dispositivo do tipo FPGA. Para testar o funcionamento do co-processador foi escolhido o algoritmo de criptografia assimétrica, baseado no problema do logaritmo discreto sobre curvas elípticas. Os testes práticos do coprocessador apóiam-se no uso de curvas elípticas distintas e de diferentes pontos pertencentes a cada uma dessas mesmas curvas Abstract: This work has as main objective the development of a co-processor for asymmetric cryptography algorithms. It is a co-processor that can serve for the implementation of asymmetríc cryptography algorithms. It isn't a devíce dedicated to only a cryptographic algorithm. So, it uses a library of hardware modules that implement basic routines useful to several of these algorithms. The implementation is made in a FPGA device. In order to test the operation of this co-processor, we choose the asymmetric cryptography algorithm based on tbe elliptic curve discrete logarithm problem. The practical tests of the co-processor are based on the use of distinct elliptical curves and different points over tbese same curves Mestrado Engenharia de Computação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Luiz Cesar Martini Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: A acelerada difusão do software "livre", tanto no Brasil como no exterior, vem se mostrando cada vez mais evidente nos mais diversos âmbitos (governo, empresas, escolas, etc.). A principal motivação para a transição do software "proprietário" para o "livre" é a redução de custos, mas para efetivar essa migração é necessário que ferramentas compatíveis estejam disponíveis para a manutenção da usabilidade do sistema. Essa é ainda uma barreira para a migração do usuário deficiente visual brasileiro, pois até este momento, nenhuma das tecnologias assistivas desenvolvidas para sistemas operacionais "livres" encontram-se disponíveis no idioma português. Como solução para esse problema, esta dissertação apresenta uma alternativa que efetivará essa migração, habilitando usuários cegos para realização de tarefas como edição de texto, acesso à internet, gerenciamento de arquivos, entre outras. O trabalho baseia-se na implementação de um sintetizador de voz para o português do Brasil e na tradução de uma tecnologia assistiva desenvolvida para sistemas operacionais "livres". Como parte integrante estão documentados também o desenvolvimento de um modelo compacto de computador pessoal e os resultados de testes realizados com usuários voluntários Abstract: The accelerated diffusion of the "free" software, as much in Brazil as in the foreign, has beem shown more and more evident in the most diverse scopes (government, companies, schools, etc) The main motivation to the transition from "proprietary" software to the "free" one is the costs reduction, but to accomplish this migration compatible tools need to be available for the maintenance of the system usability. This is still a barrier for the migration of the brazilian visually impaired user, because up to this moment, none of the assistive technologies developed to "free" operating systems are available in portuguese language. As solution for this problem, this dissertation presents an alternative that will accomplish this migration, enabling blind users to carrying out tasks like text edition, internet access, file management, among others. The work is based on the implementation of a voice synthesizer for the portuguese from Brazil and on the translation of an assistive technology developed to "free" operating systems. As integrated part are also documented the development of a compact model of personal computer and the results of tests carried out with voluntary users Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Eleri Cardozo Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: A arquitetura TINA (Telecommunications lnformation Networking Architecture) provê conceitos, modelos e mecanismos para o projeto, implementação e gerência de serviços de telecomunicações. Este trabalho trata da construção de um componente central da arquitetura TINA, o DPE (Distributed Processing Environment). O DPE-TINA é uma infra-estrutura de suporte à distribuição dos componentes das aplicações de telecomunicações que segue a arquitetura TINA. Para sua implementação, utilizou-se a plataforma CORBA (Common Object Request Broker Architecture) e um banco de dados orientado a objetos. O DPE desenvolvido oferece duas funções básicas às aplicações aderentes à arquitetura TINA: serviço de ciclo de vida e de stream. O serviço de ciclo de vida permite a distribuição e a gerência de objetos em um sistema heterogêneo, enquanto o serviço de stream proporciona suporte à comunicação via fluxos de mídia contínua (áudio e vídeo). Nesta dissertação, é apresentada, também, uma aplicação de teste que faz uso das funções da infra-estrutura implementada Abstract: TINA (Telecommunications Information Networking Architecture) provides concepts, models and mechanisms for the design, implementation and management of telecommunication services. This work describes the development of a fundamental component of TINA Architecture, the DPE (Distributed Processing Environment). TINA DPE is an infrastructure necessary to distribute the telecommunication applications components. A CORBA (Common Object Request Broker Architecture) platform and an object oriented database are employed to build this infrastructure. The implemented DPE offers two basic facilities to the TINA applications: life-cycle and stream facilities. Life-cycle facilities allow distributed objects to be deployed and managed in a heterogeneous system, while stream facilities allow application objects to exchange continuous media flows (audio and video). Finally, a prototype application, which makes use ofthe implemented DPE facilities, is presented. Mestrado Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Antonio Augusto Fasolo Quevedo Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Objetivo: verificar o efeito da adição da Estimulação Elétrica Neuromuscular (NMES) ao treinamento do padrão de Facilitação Neuromuscular Proprioceptiva (FNP) em membro superior de pacientes hemiparéticos pós-AVC. Metodologia: foram selecionados 10 pacientes, divididos igualmente em dois grupos. Ambos receberam o treinamento com os padrões de FNP, entretanto o grupo 2 recebeu a adição da NMES. As avaliações dos membros superiores foram realizadas pré-tratamento (iniciais), pós-tratamento (finais) e após 7 a 8 semanas do término das sessões de tratamento (tardias). Para a avaliação utilizou-se a Escala de Fugl-Meyer, o índice de Barthel Modificado (IBM) e Escala de Ashworth. Resultados: Análises não-paramétricas revelaram aumentos estatisticamente significativos na pontuação motora total do MS em todos os estágios da avaliação de Fugl-Meyer para o grupo 1. O grupo 2 somente mostrou aumento estatisticamente significativo para o estágio I x F (p-valor=O,O30), sendo para os demais estágios o p-valor>O,O5. Na escala de Ashworth encontrou-se diferença significativa somente entre a comparação dedo I dedo F do grupo 1 (p-valor=O,O30). No grupo 1, encontraram-se diferenças significativas (pvalor=O,O30) na goniometria ativa e passiva da flexão de ombro e de cotovelo I x F e I x T, e também houve diferença significativa na flexão de punho passiva F x T e extensão de punho passiva I x T. Não houve diferença estatisticamente significativa no IBM para ambos os grupos. Conclusões: analisando-se isoladamente cada grupo, o protocolo utilizado para o grupo de FNP foi suficiente para aumentar a pontuação motora do MS na Escala de Fugl-Meyer, apresentando retenção do tratamento. Entretanto a adição da NMES não foi suficiente para garantir a retenção do tratamento e alterar o IBM e Escala de Ashworth Abstract: Objectives: The aim of this study was to evaluate the efficacy of Neuromuscular Electrical stimulation (NMES) added to Proprioceptive Neuromuscular Facilitation (PNF) patterns in upper limbs of hemiparetic patients after stroke. Methods: Ten hemiparetic subjects were divided into two groups, both receiving PNF patterns. Group 2 received, in addition, NMES. Upper limb was evaluated pre-treatment (initial - I), post-treatment (final - F) and after 7 or 8 weeks after the end of the sessions (Iate - L). Motor function was assessed with the upper extremity motor subscore of the Fugl-Meyer Assessment (FMA), the Modified Barthel lndex (MBI), and Ashworth Scale for muscular tonus. Results: Non-parametric analyses revealed statistically significant gains in Fugl-Meyer Scores between I x F, I x L and F x L (p=O,O30) in group 1. Group 2 only showed statistically significant gains for I x F, for the other combinations p>O,O5. Ashworth Score presented significant differences only for fingers I x F in group 1 (p=O,OO3). For group 1, there were significant differences (p=O,OO3) in active and passive goniometry for shoulder flexion I x F and I x L, elbow flexion I x F and Initial x L, and there were also significant differences in passive wrist flexion F x L and passive wrist extension I x L. There were not statistically significant differences in MBI for both groups. Conclusion: The methodology was able to increase the motor score of upper extremity by Fugl-Meyer Score and increasing amplitude of the passive and active movement. Meanwhile, the addition of FES was not enough to change with statistical significance the data of the Fugl-Meyer Assessment, MBI and Ashworth Scale Mestrado Engenharia Biomédica Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Marconi Kolm Madrid Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Este trabalho de mestrado teve o propósito de projetar e construir um sistema de hard-ware capaz de realizar o controle de máquinas robotizadas em tempo real. Foi dada uma abordagem usando técnicas de processamento paralelo e eletrônica reconfigurável com o uso de dispositivos lógicos programáveis. Mostrou-se em função dos resultados das implementações que o sistema proposto é eficiente para ser utilizado no controle de robôs baseado em modelos matemáticos complexos como cinemático direto/inverso, dinâmico e de visão artificial. Esse mesmo sistema prevê sua utilização para os quatro níveis hierárquicos envolvidos em plantas que se utilizam de controle automático: supervisão, tarefas, trajetória e servomecanismos. O sistema possui interfaces de comunicação USE e RS-232, conversores A/D e D/A, sistema de processamento de imagens (entradas e saídas de sinais de vídeo analógico), portas E/S, chaves e leds para propósito geral. A eficiência foi comprovada através de experimentações práticas utilizando sistemas robóticos reais como: sistema de um pêndulo acionado, robô redundante de 4GDL denominado Cobra, e solução em hardware de funções importantes no sentido da resolução dos modelos matemáticos em tempo real como funções transcendentais Abstract: This work had as purpose the project and build of a hardware system with abilities to accomplish the real time control of robotic machines. It was given an approach using tech-niques of parallel processing and programmable electronics configuration with programmable logic devices. According to the implementation results, it was shown that this proposed sys-tem is efficient to be used for controlling robots based on complex mathematical models, like direct/inverse kinematics, dynamics and artificial vision. This system foresees its use for the four hierarchical levels involved in industrial plants that use automatic control: supervision, tasks, trajectory /path and servomechanisms. The system has USE and RS-232 communica-tion interfaces, A/D and D/A converters, image processing capabilities (with input/output for analog video signals), I/O ports, and switches and leds for general purpose. Its efficiency is demonstrated through practical experimentations using real robotic systems as: a driven pendu-lum system, a redundant 4 DOF robot called "Cobra", and a hardware solution for important functions in the sense of real time mathematical models computing, like the transcendental functions Mestrado Automação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Raimundo de Oliveira Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Este trabalho apresenta alguns resultados dos estudos de Circuitos Evolutivos aplicados na área de projeto de síntese de circuitos e reconhecimento de voz. O Circuito Evolutivo é capaz de mudar suas conexões internas, usando técnicas de aprendizagem genética, adaptando sua própria funcionalidade a mudanças de condições externas. Esta técnica tornou-se possível, pelo aperfeiçoamento dos dispositivos eletrônicos como os Dispositivos Lógicos Programáveis. Nos dias atuais é possível ter em um único dispositivo a habilidade de mudar, on-line e em tempo real, parte de seu próprio circuito. Este trabalho tem como objetivo, desenvolver uma arquitetura reconfigurável para um sistema que é capaz de receber comandos de voz para executar tarefas especiais como por exemplo, ajuda a pessoas com alguma deficiência física em sua rotina diária. A idéia é coletar várias amostras de fala, processá-las através de algoritmos baseados na teoria Mel - Cepstrais, visando obter coeficientes numéricos para representar cada amostra. Estes coeficientes compõem o universo de busca que é usado pelo algoritmo genético. Os padrões considerados são limitados aos sete fonemas vogais da língua portuguesa (a, eh, e, i, oh, o, u ) Abstract: This work presents some results of the application¿s study of Evolvable Hardware (EHW) in the area of circuits design and voice recognition. Evolvable Hardware is able to change inner connections, using genetic learning techniques, adapting its own functionality to external condition changing. This technique became feasible by the improvement of electronics devices as the Programmable Logic Devices. Nowadays, it is possible to have, in a single device, the ability to change, on-line and in real-time, part of its own circuit. This work aim to develop a reconfigurable architecture of a system that is able to receive voice commands to execute special tasks as, for instance, to help handicapped persons in their daily home routines. The idea is to collect several voice samples, process them through algorithms based on Mel - Ceptrais theory to obtain their numerical coefficients for each sample. These coefficients compose a universe of search that is used by Genetic Algorithm. The voice patterns considered, are limited to the seven sustained portuguese vowel phonemes (a, eh, e, i, oh, o, u) Doutorado Automação Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Norian Marranghello Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: O projeto de sistemas digitais alcançou um elevado grau de complexidade, inviabilizando sua consecução sem o uso de ferramentas de CAD. O ponto de partida de tais ferramentas consiste numa visão conceitual do sistema pretendido (dada por um ou mais modelos conceituais), a qual é capturada para tratamento computacional por uma ou mais linguagens de especificação. Várias dessas linguagens foram desenvolvidas visando capturar tantas características de hardware e de software quanto possível, de acordo com diferentes metodologias de projeto. Rede de Petri é uma classe de modelos conceituais utilizada na modelagem de diversos tipos de sistemas computacionais paralelos. Algumas extensões de rede de Petri foram propostas visando à descrição, de forma tão acurada quanto possível, de características de sistemas digitais. Entretanto, somente duas destas extensões possuem um número maior de características necessárias à descrição integral de tais sistemas. O presente trabalho apresenta uma extensão de rede de Petri desenvolvida para superar as limitações das demais extensões na representação de sistemas digitais. O trabalho apresenta, também, uma metodologia de coprojeto hardware/software na qual a extensão proposta pode ser usada como linguagem de modelagem interna. Tal plataforma visa a descrição, simulação, análise, validação e síntese em alto nível de sistemas digitais embutidos Abstract: Digital system design has reached a high degree of complexity that prevents its realization without CAD tools. The starting point of such tools consists on a conceptual view of the intended system (given by one or more conceptual models), which is captured for computational handling by one or more specification languages. Several of such languages were developed aiming to capture as many hardware and software characteristics as possible, according to different design methodologies. Petri net is a class of conceptual models for parallel system modeling. Some Petri net extensions have been proposed aiming at describing digital systems characteristics as accurately as possible. However, only two of them have nearly all features needed to describe such systems in full. This work presents a Petri net extension developed to overcome the restrictions for digital system modeling through Petri net extensions. A hardware/software codesign methodology in which the proposed extension can be used as the internal modeling language is presented as well. Such a framework aims embedded digital system description, simulation, analysis, validation, and high-level synthesis Doutorado Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Guido Costa Souza de Araujo, Furio Damiani Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: O crescente uso de sistemas embutidos é uma evidência nos mercados de telecomunicações, multimídia e produtos eletro-eletrônicos em geral. Por serem sistemas utilizados em um mercado com grande volume de produção, as reduções de custo de projeto têm um impacto considerável no preço final do produto. Como resultado da necessidade de redução de custos, estes sistemas são muitas vezes implementados integrando um núcleo de um processador, um circuito de aplicação específica (ASIC - Application Specific Integrated Circuits) e uma memória de programa/dados em um único chip (SOC - System-On-a-Chip).Como os sistemas embutidos estão se tornando cada vez mais complexos, o tamanho dos seus programas vem crescendo de maneira considerável. O resultado é o aparecimento de sistemas nos quais a memória de programa ocupa uma grande área de silício, mais do que os outros módulos. Portanto, minimizar o tamanho do programa torna-se uma parte importante dentro dos esforços de projeto destes sistemas. Uma maneira de reduzir o tamanho do programa é projetar sistemas que possam executar código comprimido. Nós propomos uma técnica de compressão de código de programa chamada de fatoração de operandos. A idéia principal desta técnica é a separação das árvores de expressão do programa em seqüências de operadores representadas por um conjunto de instruções e de operandos representados pelo conjunto de registradores e imediatos das instruções... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: The increasing use of embedded systems is a clear trend in the telecommunication, multimedia and consumer electronics industry. Because these systems are designed for high-volume market, a cost reduction can have a large impact in the final price of the product. Driven by the need to reduce cost, these systems are implemented by putting together a core processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuits) and a program/data memory into a single chip. These systems are known as SOC - System-On-a-Chip. As embedded systems are becoming more complex, the size of embedded programs is growing considerably large. The results are systems in which program memories account for the largest share of total die area, more than the area of the others modules. Thus, minimizing program size has become an important part of the design effort of these systems. We propose a program code compression technique called operand factorization. The key idea of operand factorization is the separation of program expression trees into sequences of operators and operands (registers and immediates). Using operand factorization we show that tree and operand sequences have exponential frequency distributions. A set of experiments is performed to determine the best encoding technique that explores this feature. The experimental results, using the studied techniques, show an average compression ratio of 43% for SPEC CINT95 programs, running on a MIPS R2000 processor and 60% for a set embedded programs running on the TMS320C25... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations Doutorado Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Eleri Cardozo Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: A mobilidade é uma competência humana extremamente valiosa, e pode ser perdida por diversas razões, tais como traumas na coluna vertebral, acidentes vasculares cerebrais, dentre outras. Algumas tecnologias desenvolvidas para as áreas médicas, como eletroencefalografia e eletromiografia, podem ser empregadas no desenvolvimento de Interfaces Humano-Máquina (Human-Machine Interface, ou, HMI) com o objetivo de permitir que pessoas com capacidades motoras severamente comprometidas possam comunicar e operar os mais diversos equipamentos. Assim, esses usuários podem conduzir robôs móveis por meio de uma HMI adaptada para suas capacidades motoras e cognitivas. Entretanto, essas interfaces apresentam erros na identificação da ação pretendida pelo usuário, os quais comprometem sobremaneira a experiência desse usuário na interação com o mundo exterior. Para o caso dos robôs móveis assistivos, o conceito de controle compartilhado (shared control) foi concebido para compensar as taxas de erros das HMIs, e a responsabilidade pela navegação do robô é dividida entre o usuário e um sistema supervisor automático. As abordagens mais populares na literatura comutam poucos modos de comportamentos específicos para situações individualizadas, como passagens estreitas e desvio de obstáculos. Esta tese propõe uma nova técnica de controle compartilhado, denominada de navegação assistida por campos vetoriais, a qual não possui modos de operação chaveados, evitando quaisquer instabilidades e abrangendo as configurações do ambiente de maneira ilimitada, além de minimizar significativamente os erros gerados pelas HMIs e facilitar a navegação do usuário. Os campos vetoriais oferecem as navegações manual e autônoma, ampliando a interação do usuário com o ambiente. Nessa nova técnica, o sistema de controle embarcado irá executar a ação identificada pela HMI em função dos estados do robô e do ambiente, com o objetivo de maximizar a segurança e capacidade de controle do usuário. Os resultados mostrados neste trabalho evidenciam uma nova forma de tratar o problema, obtendo ganhos significativos com relação ao estado da arte, com baixa complexidade computacional, alta flexibilidade a ambientes e usuários e otimização efetiva de erros, contribuindo para a recuperação da mobilidade dos usuários Abstract: Human mobility is an extremely valued skill that can be lost due to various reasons, such as spinal cord injuries, strokes, amputations, among others. Technologies developed for the medical areas, such as electroencephalography and electromyography, can be employed in the development of Human-Machine Interfaces (HMI) with the objective of allowing people with severe mobility impairments to communicate and to operate a wide range of equipments. Therefore, these users are allowed to conduct assistive robots allow through a HMI designed according to the user's mobility and cognitive skills. However, these interfaces still present low performance in the correct identification of the intended action by the user, which severely compromise the experience of the user when interacting with external world. In the specific case of assistive mobile robots, a shared control concept was developed in order to compensate the high error rates produced by the HMIs, where the responsibility for the navigation of the mobile robot is shared among the user and an autonomous supervisor system. The mainly approaches shown in literature switch a few modes of specific behavior for individualized situations, such as narrow corridors and obstacle avoidance. This work presents a novel shared control technique, named assistive navigation by vector fields, which does not employ switching modes, avoiding any instabilities and covering the unlimited environment configurations, significantly minimizing the HMI errors, facilitating the user's navigation. The vector fields offer both manual and autonomous navigation, increasing the user's interaction with the environment. In this novel technique, the embedded control system incorporates the HMI command with the robot and environment states, aiming the maximization of user's security and control capabilities. Results shown a novel manner for treating the problem, obtaining substantial gains over the state of art works, with low computational complexity, high flexibility concerning environments and users and effective optimization of errors, contributing for the user's mobility retrieval Doutorado Automação Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Luiz César Martini Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Este trabalho apresenta a Calculadora Financeira FINANVOX como uma ferramenta alternativa de apoio para as pessoas deficientes visuais, no desempenho de atividades na área das ciências exatas, especificamente no campo da Matemática Financeira. A Calculadora Financeira FINANVOX surgiu em 2011, como uma nova aplicação para o sistema DOSVOX, o qual fornece apoio total ao deficiente visual. FINANVOX ajuda especificamente no desenvolvimento e execução de cálculos financeiros e estatísticos, através do uso do teclado do computador para a entrada de dados, realizando a comunicação com o usuário através de síntese de fala, facilitando a interação das pessoas deficientes visuais com a ferramenta Abstract: This paper presents a Financial Calculator FINANVOX as an alternative tool to sup-port visually impaired people in performing activities in the field of exact sciences, specifically in the field of Financial Mathematics. The Financial Calculator FINANVOX emerged in 2011 as a new application for the system DOSVOX, which provides full support for the visually impaired. FINANVOX assistance for development and execution of financial and statistical calculations, using the computer keyboard for entering data, making communicating with the user via speech synthesis, facilitating the interaction of visually impaired people with the tool Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Marconi Kolm Madrid Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: No presente trabalho é mostrado o estudo e a implementação das Redes Neurais Artificiais, RNA, e Algoritmos Genéticos, AG, para resolução da cinemática inversa de um manipulador robótico com 5 graus de liberdade. Todo manipulador robótico é construído com o objetivo de se realize uma determinada tarefa. Para alcançar esse objetivo é necessário o estudo e o emprego dos seus modelos cinemáticos. A descrição matemática do movimento espacial realizado por cada elo do robô é conhecida como Cinemática que é o estudo do movimento de um corpo ou um sistema de corpos rígidos em relação a um referencial cartesiano fixo ignorando as forças e os momentos que causam tal movimento. Existem dois problemas ao se estudar a cinemática de um robô: o problema da cinemática direta e o problema da cinemática inversa. A cinemática inversa é um ramo com grandes desafios devido as equações não serem lineares, dificultando a determinação de soluções de uma forma fechada. Portanto, diversos pesquisadores, ao longo dos anos, tentam resolver esse problema evitando o uso de inversões de equações. Nesse sentido, o uso das redes neurais artificiais e dos algoritmos genéticos se mostram alternativas atraentes. As soluções encontradas no presente trabalho foram aplicadas a um robô educacional com 5 graus de liberdade composto de seis servomotores controlado por um microcontrolador Arduino Uno. O software MATLAB foi utilizado como ferramenta para o desenvolvimento e a aplicação desses dois métodos Abstract: The present work shows the study and implementation of Artificial Neural Networks, ANN, and Genetic Algorithms, AG, to solve the inverse kinematics of a robotic manipulator with 5 degree of freedom. Every robotic manipulator is constructed with the goal of perform a specific task. To reach this goal, the robot needs to track a path, and for that it is necessary the study of its kinematics. The math description of the spatial movement performed by its links is known as kinematics that is the study of the movement of a rigid body or system of rigid bodies in relation to a fixed cartesian reference disregarding the forces and momentums that cause the movement. There are two problems when studying the kinematics: the forward kinematics problem and the inverse kinematics problem. The inverse kinematics is a field of study with challenges due the fact that the equations are not linear which become a problem to obtain closed form solutions. Therefore, many scientists try to solve this problem with methods that do not use equation inversions. In this sense, the use of artificial neural networks and genetic algorithms prove to be interesting alternatives for this purpose. The solutions found in this work were applied to an educational robot platform with 5 degree of freedom and six servomotors controlled by an Arduino Uno microcontroller. The MATLAB software was used as a tool to develop and application of these two methods Mestrado Automação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: José Raimundo de Oliveira, Rafael Santos Mendes Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: O planejamento de capacidade de sistemas é um método muito útil para predizer qual hardware será necessário para processar um sistema de TI (Tecnologia da Informação) com alto desempenho. A ferramenta proposta foi desenvolvida para facilitar este difícil e importante trabalho, automatizando a análise do software em diferentes ambientes. Através da simulação discreta orientada a eventos, baseada em um modelo de teoria de filas, ela modela a interação entre hardware e softwares, simplificando a análise de qualquer sistema batch de TI. Neste tipo de sistema, normalmente existem muitas transações que necessitam ser processadas pelo sistema sem interação humana e frequentemente são utilizados os benefícios do processamento paralelo para um melhor desempenho. Podemos aplicar estas idéias para representar a carga de trabalho no modelo de simulação simplesmente como processos que entram no sistema para serem processados. Os resultados mostraram que é possível utilizar um modelo para representar o sistema real com uma precisão de até 30% Abstract: System Capacity Planning is a very useful method to predict which hardware will be necessary to run a high performance IT system. The proposed tool was developed to ease this hard and important job, automating the analysis of the software in different environments. It uses the discrete-event simulation using a queue theory model to represent the hardware and software interaction. The model presented here represents a simplification of any batch IT systems. In this type of system, commonly we have a lot of transactions that need to be processed by the system without human interaction and frequently use the benefits of parallel processing for better performance. We can apply these ideas to represent the workload in the simulation model as simple tasks that enter the system to be processed. Results show that it is possible to use a model to represent the real system with 30% fidelity Mestrado Engenharia de Computação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: José Raimundo de Oliveira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Esta tese apresenta uma nova e efetiva abordagem neuro-genética denominada MAAM-GA constituída por um algoritmo genético e uma rede neural associativa morfológica para a solução de problemas de reconhecimento de padrões. Especificamente, uma rede neural associativa morfológica é combinada com um algoritmo genético que é utilizado na construção da rede neural com a finalidade de aumentar a eficiência e robustez no reconhecimento de padrões. Um estudo detalhado do desempenho da abordagem é apresentado, utilizando imagens em níveis de cinza como padrões. Resultados numéricos e visuais da recuperação dos padrões são apresentados e o desempenho alcançado é comparado com outros modelos neurais associativos morfológicos relevantes para padrões de valor real, mostrando a eficiência e a robustez da abordagem proposta na recordação de imagens em níveis de cinza. Esta abordagem faz parte do desenvolvimento dos sistemas inteligentes que impulsionam o avanço de outras áreas. Pensando em uma potencial aplicação, a proposta neuro-genética é utilizada para resolver o problema de reconhecimento de gestos da mão. O reconhecimento de gestos é um caminho natural de interação humano-computador, e considerando a diversidade e a diferença manifestada pelo ser humano, para muitas pessoas que possuem deficiência física e sensorial, os gestos da mão são o meio principal de comunicação. Várias tecnologias têm sido propostas para trazer benefícios às pessoas com limitações de comunicação. Os ambientes inteligentes surgiram com o principal propósito de melhorar a qualidade de vida do ser humano baseados em ferramentas computacionais, facilitando o desenvolvimento de processos e ações de nosso cotidiano. O reconhecimento de gestos da mão é uma função do ambiente inteligente. Assim, para pessoas portadoras de deficiências físicas que limitem a sua comunicação oral, o reconhecimento de gestos em um ambiente inteligente poderá lhes trazer múltiplos benefícios na comunicação, interação e acessibilidade, permitindo a sua integração com o ambiente. Embora preocupados com pessoas portadoras de deficiências físicas, o sistema de reconhecimento de gestos da mão como parte de um ambiente inteligente destina-se, sobretudo a beneficiar todo e qualquer cidadão que dele tenha acesso. Assim, nesta tese é apresentado um estudo de um sistema de reconhecimento de gestos da mão baseado em visão artificial capaz de reconhecer gestos estáticos específicos da mão. Este sistema foi dividido em três módulos, módulo de detecção e segmentação, módulo de extração de características e o módulo de identificação e reconhecimento propriamente dito que utiliza a abordagem neuro-genética proposta. Métodos utilizados no pré-processamento das imagens para segmentação e caracterização também são apresentados. Resultados alcançados com a abordagem proposta são muito incentivadores e sugerem que a proposta possa ser considerada como uma ferramenta eficiente e robusta para recuperação e identificação a ser usada em diversas aplicações relacionadas à interface natural humano-computador. O ótimo desempenho do sistema é um passo para continuar na busca de novas tecnologias para criar um ambiente inteligente que dê suporte às necessidades de pessoas com deficiência visual, auditiva ou motora lhes dando certo nível de autonomia, capacidade de controle do entorno e de comunicação Abstract: This thesis presents an innovative approach to solving problems of pattern recognition using a neural-genetic combination. Specifically, a morphological associative neural network is combined with a genetic algorithm that is used in the construction of the neural network for increasing the efficiency and robustness of pattern recall. A detailed study about the performance of the approach is presented, using grayscale images as patterns. Numerical and visual results are presented and the performance achieved is compared with other morphological associative neural models showing its effectiveness and robustness in the grayscale images recall. Thinking about a potential application, the proposed approach is used to solve the problem of hand gestures recognition. The hand gestures recognition is a natural way of human-computer interaction and considering the diversity and difference manifested by the human, for many people who have physical and sensory disabilities, the hand gestures is the primary means of communication. Several technologies have been proposed to bring benefits to people with limited communication. The intelligent environments emerged with the main purpose of improving the quality of human life based in computational tools facilitating the development of processes and actions of everyday life. The hand gestures recognition is a function of intelligent environments. So, for people with physical disabilities that limit their oral communication gesture recognition in an intelligent environment can take many benefits in communication, interaction and accessibility allowing its integration with the environment. Although concerned about people with disabilities, the hand gestures recognition system is mainly intended to benefit every people who has access to the environment. Thus, this thesis presents a study of a hand gestures recognition system. The system is able to recognize static hand gestures using the proposed Neural-Genetic Approach. Methods used in the image preprocessing and characterization are also presented. Results achieved with the proposed approach are very encouraging and suggest that the proposal can be considered as an efficient and robust tool for recovery and identification to be used in various applications related to natural human-computer interface. The optimal system performance is a big step to continue the search for new technologies to create an intelligent environment that supports the needs of people with visual, hearing or motor disability Mestrado Engenharia de Computação Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Christian Rodolfo Esteve Rothenberg, Leandro Martinez Dissertação (mestrado) – Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: A computação em nuvem tem se tornado mais frequente nas empresas e universidades, principalmente devido ao fato da nuvem computacional ser mais facilmente administrada uma vez que seu ambiente esteja devidamente configurado. Entretanto, há resistência na implantação de ambientes de computação de alto desempenho em nuvem e isso pode estar associado ao fato da nuvem precisar de um hypervisor para a administração das máquinas virtuais, resultando em uma perda de desempenho causado pela camada de virtualização. Por outro lado, as tecnologias de virtualização estão em constante avanço, tornando essa perda de desempenho menor com o passar dos anos. Sendo assim, este trabalho faz uma análise do desempenho de aplicações paralelas, utilizando benchmarks e aplicações paralelas através de um estudo de caso voltado principalmente à aplicações da área da físico-química, visando testar a infraestrutura voltada à computação de alto desempenho, avaliar as características dos hypervisors XenServer e KVM com o propósito de comparar o desempenho de cada ambiente e identificar o hypervisor com o melhor desempenho a ser utilizado na criação de um ambiente de computação de alto desempenho virtualizado Abstract: Cloud computing has become increasingly common in companies and universities. This happened because cloud computing has made management easier once your environment has been completely configured. However, there is resistance in deploying high-performance cloud computing environments and it is associated with the fact that the cloud needs a hypervisor to manage the virtual machines. It results in a performance loss caused by the virtualization layer. On the other hand, virtualization technologies are constantly advancing and make the performance loss smaller over the years. Therefore, this work makes an analysis of the performance of parallel applications, using benchmarks and parallel applications and a case study focused on applications in the area of physical chemistry, aiming to test the infrastructure aimed at high performance computing and evaluate the characteristics of the hypervisors XenServer and KVM to compare the performance of each environment and identify the hypervisor with the best performance to be used in the creation of a high performance virtualized computing environment Mestrado Engenharia de Computação Mestre em Engenharia Elétrica CAPES 001 FAPESP 2013/08293-7

Orientador: Eleri Cardozo Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Desde os anos 80, diversos trabalhos foram publicados com o objetivo de propor soluções alternativas para usuários de cadeira de rodas motorizadas com severa deficiência motora e que não possuam capacidade de operar um joystick mecânico. Dentre essas soluções estão interfaces assistivas que auxiliam no comando da cadeira de rodas através de diversos mecanismos como expressões faciais, interfaces cérebro-computador, e rastreamento de olho. Além disso, as cadeiras de rodas ganharam certa autonomia para realizar determinadas tarefas que vão de desviar de obstáculos, abrir portas e até planejar e executar rotas. Para que estas tarefas possam ser executadas, é necessário que as cadeiras de rodas tenham estruturas não convencionais, habilidade de sensoriamento do ambiente e estratégias de controle de locomoção. O objetivo principal é disponibilizar uma cadeira de rodas que ofereça conforto ao usuário e que possua um condução segura não importando o tipo de deficiência do usuário. Entretanto, durante a condução da cadeira de rodas, o desalinhamento das rodas castores podem oferecer certo perigo ao usuário, uma vez que, dependendo da maneira em que elas estejam orientadas, instabilidades podem ocorrer, culminando em acidentes. Da mesma forma, o desalinhamento das rodas castores é considerado um dos principais causadores de desvios de trajetória que ocorrem durante a movimentação da cadeira de rodas, juntamente com diferentes distribuições de pesos ou diferentes atritos entre as rodas e o chão. Nesta dissertação, é considerado apenas o desalinhamento das rodas castores como único causador de desvio de trajetória da cadeira de rodas e, dessa forma, são propostas soluções que possam reduzir ou até mesmo eliminar o efeito deste desalinhamento. Com a implementação das melhores soluções desenvolvidas neste trabalho, é possível fazer com que diversas interfaces assistivas que têm baixa taxa de comandos possam ser utilizadas, uma vez que o usuário não precisa, constantemente, corrigir o desvio da trajetória desejada. Ademais, é elaborado um novo projeto de cadeira de rodas "inteligente" para a implementação das técnicas desenvolvidas neste trabalho Abstract: Since the 1980s several works were published proposing alternative solutions for users of powered wheelchairs with severe mobility impairments and that are not able to operate a mechanical joystick. Such solutions commonly focus on assistive interfaces that help commanding the wheelchair through distinct mechanisms such as facial expressions, brain-computer interfaces, and eye tracking. Besides that, the wheelchairs have achieved a certain level of autonomy to accomplish determined tasks such as obstacle avoidance, doors opening and even path planning and execution. For these tasks to be performed, it is necessary the wheelchairs to have a non conventional designs, ability to sense the environment and locomotion control strategies. The ultimate objective is to offer a comfortable and safe conduction no matter the user's mobility impairments. However, while driving the wheelchair, the caster wheels' misalignment might offer risks to the user, because, depending on the way they are initially oriented, instabilities may occur causing accidents. Similarly, the caster wheels' misalignment can be considered, among others like different weight distribution or different friction between wheel and floor, one of the main causes of path deviation from the intended trajectory while the wheelchair is moving. In this dissertation, it is considered the caster wheels' misalignment as the unique generator of wheelchair path deviation and, therefore, it is proposed different solutions in order to reduce or even eliminate the effects of the misalignment. The implementation of the best solutions developed in this work allows assistive interfaces with low rate of commands to be widespread, once the user does not need to, constantly, correct path deviation. Additionally, a new smart wheelchair project is elaborated for the implementation of the techniques developed in this work Mestrado Engenharia de Computação Mestre em Engenharia Elétrica CAPES 88882.329382/2019-01

Orientadores: José Raimundo de Oliveira, Cynthia Cristina Martins Junqueira Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Este trabalho apresenta os resultados de uma pesquisa relacionada a aplicação das heurísticas Clonalg e Evolução Diferencial na busca por soluções em um domínio de projeto de antenas de microfita de patch quadrado ou retangular e que trabalhem em polarização circular. O estudo aborda a aplicação de diferentes funções de avaliação baseadas na técnica de escalarização que promove a combinação dos múltiplos objetivos em uma função escalar de objetivo único, também conhecida como soma ponderada. Um conjunto de superfícies de funções relacionadas as características de antenas, obtidas através de um processo de amostragem, também é apresentado neste trabalho, assim como conceitos fundamentais e informações relacionadas à construção da ferramenta de simulação, nomeada aqui como motor evolutivo Abstract: This work presents the results of research related to the application of the CLONALG and Differential Evolution algorithms in the search for solutions in a project domain of square irradiated microwave antennas, that work in circular polarization. The study addresses the application of different evaluation functions, based on the scalarization technique that promotes the combination of multiple objectives in a single objective scalar function, also known as a weighted sum. A set of function surfaces, related to the characteristics of antennas, obtained through a sampling process, is also presented in this work, as well as fundamental concepts and information related to the construction of the simulation tool, named here as an evolutionary engine Doutorado Engenharia Elétrica Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Gilmar Barreto, Paulo David Battaglin Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Os Sistemas de Informações (SI) e a Tecnologia de Informação (TI) tornaram-se essenciais no mundo atual onde a informação é o bem mais valioso. A dependência que temos desses sistemas e tecnologias é total e torna-se impensável uma existência sem eles. Com isso é essencial que tenhamos uma maneira de torná-los confiáveis, com alto desempenho e disponíveis a maior parte do tempo. Para habilitar isso existe uma área da ciência responsável por pesquisas nessa área e propor estudos, modelos, tecnologias e soluções que visem obter esses objetivos descritos. Os SI e a infraestrutura de TI que os suportam estão cada vez mais complexos, sendo implementados por meio de diversas arquiteturas e tecnologias, em várias localidades e empresas e sendo gerenciados por diversas ferramentas, organizações, grupos, processos e modelos de governança. Em face dessa alta complexidade torna-se imperativo implementar um gerenciamento efetivo (por meio de tecnologias, processos e pessoas) nesses ambientes para que as organizações que os suportem entreguem os serviços de acordo com o que foram contratados aumentando a confiabilidade, desempenho e disponibilidade dos SI. Esta tese tem como objetivo propor um framework que permita assegurar que esse gerenciamento efetivo seja implementado dentro de uma organização por meio de uma visão holística analisando quatro importantes fatores como conscientização, acuracidade, integralidade e gerenciabilidade e garantindo que os escopos e serviços contratados pelos clientes sejam entregues. A pesquisa efetuada nesta tese identificou a carência dos modelos e soluções atuais em implementar esse efetivo gerenciamento e a necessidade de pesquisas nessa área. Foi desenvolvido um protótipo e aplicado a um caso de uso que comprovou os principais problemas identificados e como solucioná-los. O framework definido nesta tese foi aplicado, também, em casos reais e os resultados comprovaram a necessidade de implementar um gerenciamento holístico alinhado aos serviços e escopo contratados. Os benefícios deste framework proposto, além de permitir um aumento da disponibilidade, confiabilidade e desempenho dos SI, também pode garantir ganhos de produtividade e financeiros para as organizações que gerenciam os SI e TI Abstract: Information Systems (SI) and Information Technology (IT) have become essential in to-day's world where information is the most valuable asset. The dependence we have on these systems and technologies is total and an existence without them becomes unthinkable. With that it is essential that we have a way to make them reliable, with high performance and available most of the time. To enable this, there is an area of science responsible for research in this area and to propose studies, models, technologies and solutions that aim to obtain these described objectives. The IS and the IT infrastructure that support them are increasingly complex, being implemented through various architectures and technologies, in various locations and companies and being managed by different tools, organizations, groups, processes and governance models. In view of this high complexity, it is imperative to implement effective management (through technologies, processes and people) in these environments so that the organizations that support them deliver the services according to what they have been contracted for, increasing reliability, performance and availability of SI. This thesis aims to propose a framework to ensure that this effective management is implemented within an organization through a holistic view, analyzing four important factors such as awareness, accuracy, completeness and manageability and ensuring that the scopes and services contracted by customers are delivered. The research carried out in this thesis identified the lack of current models and solutions in implementing this effective management and the need for research in this area. A prototype was developed and applied to a use case that proved the main problems identified and how to solve them. The framework defined in this thesis was also applied in real cases and the results proved the need to implement holistic management in line with the contracted services and scope. The benefits of this proposed framework, in addition to allowing for an increase in IS availability, reliability and performance, can also guarantee productivity and financial gains for the organizations that manage IS and IT Doutorado Automação Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Christian Rodolfo Esteve Rothenberg Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: A tendência em direção à Virtualização de Funções de Rede (NFV) exige novas ferramentas que permitem uma profunda avaliação de desempenho das Infraestruturas de Virtualização de Funções de Rede (NFVIs) durante as fases de pré-implantação e de execução. Uma preocupação comum entre os usuários, como desenvolvedores/integradores de Função Virtualizada de Rede (VNF) e provedores de NFVI/Função Virtualizada de Rede-como-um-Serviço (VNFaaS), é a correspondência eficaz de determinada VNF e sua NFVI-alvo, no que diz respeito à alocação de recursos, i.e., entre o Acordo de Nível de Serviço (SLA) exigido/negociado versus os recursos/infra estrutura disponíveis. Uma citação do físico irlandês William Thomson resume a proposição neste cenário: "Se você não puder medir algo, não pode melhorá-lo", nem escolher o melhor para alguns objetivos específicos mensuráveis. Este trabalho visa contribuir com o desenvolvimento do chamado Framework Gym, integrada numa arquitetura NFV mais ampla. O foco deste trabalho é o desenvolvimento de componentes adequados para avaliar o desempenho da máquina física e virtual em plataformas heterogêneos de software/hardware. O cenário do caso de uso, tendo em vista a prova de conceito, é um Subsistema Multimídia IP (IMS) virtualizado para redes móveis de telecom: uma cadeia de funções amplamente implantada que permite o serviço de chamadas de voz através do Protocolo de Internet (IP), entre outros serviços multimídia Abstract: The trend towards Network Functions Virtualization (NFV) calls for new frameworks allowing rich performance evaluation of the Network Functions Virtualization Infrastructures (NFVIs) during the pre deployment and run-time phases. A common concern among users, such as Virtualized Network Function (VNF) developers/integrators and NFVI/Virtualized Network Function-as-a-Service (VNFaaS) providers is the effective correspondence of given VNF and its target NFVI regarding resource allocations, i.e., required/negotiated Service Level Agreement (SLA) versus available resources/infrastructure. A quote by Irish physicist William Thomson summarizes the proposition in this scenario: "If you can not measure it, you can not improve it." ¿nor choose the best for some specific measurable objectives. This work aims at contributing to the development of a so-called Gym Framework integrated into a larger NFV architecture. The focus of this work is on developing components suitable to evaluate physical and virtual machine performance in heterogeneous software/hardware platforms. The use case scenario for the proof of concept evaluation is a mobile telecom network virtual IP Multimedia Subsystem (IMS), a widely deployed functions chain that enables voice call service over Internet Protocol (IP), among other multimedia services Mestrado Engenharia de Computação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Marconi Kolm Madrid Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Esta tese aborda o problema do salto vertical, do tipo semi-agachado, sobre superfícies inclinadas, considerado os efeitos inerciais da perna no movimento de impulsão. É proposto um método de geração de movimento de salto, baseado na curva de aceleração do centro de massa de um robô de três graus de liberdade, sem o balanço dos braços, a qual é representada por um polinômio de terceiro grau, cujo formato foi inspirado em dados biomecânicos. A influência da inclinação da superfície de apoio, no movimento de salto, foi analisada a partir das vari-áveis de posição, velocidade, aceleração e torque aplicadas em cada junta, além da decomposição das forças aplicadas no robô sobre uma superfície inclinada, onde foi proposto um método de aproximação do perfil de torque para diferentes ângulos de inclinação. Diferentemente da maioria das soluções propostas para a geração dos movimentos das juntas, o método adotado não insere restrições de ponto de momento nulo e momento angular nas equações de movimento, possibilitando maiores soluções para o planejamento das trajetórias das juntas, se comparado aos métodos que aplicam tais restrições. No entanto, elas são utilizadas para verificar a estabilidade na fase de impulsão e, estimar a posição e a orientação do pé no instante da aterrissagem. Neste trabalho foram realizadas diversas simulações de salto, assumindo diferentes distribuições de massa, posições de centro de massa e condições para os movimentos das juntas, a fim estabelecer o modelo de robô adequado para os experimentos, assim como a estratégia para o movimento de impulsão que melhor se ajusta a este modelo. Para a validação das propostas apresentadas nesta tese, foi projetado e construído um ambiente experimental, composto por um protótipo de robô de três graus de liberdade e quatro elos, uma plataforma de força vertical com inclinação ajustável, um sistema embarcado e uma interface gráfica desenvolvida em LabVIEW. Os resultados experimentais permitiram validar o método de geração de movimento de salto vertical, o método de aproximação do perfil de torque, a estratégia aplicada na movimentação das juntas durante a fase de impulsão, a estratégia aplicada na estimação e correção da orientação do pé durante a fase aérea, para compensar o efeito do mo-mento angular e, comprovar a elevada força de impacto no instante da aterrissagem Abstract: This thesis treats the problem of the squat vertical jump type, over inclined surfaces, considering the inertial effects of the leg in the impulsion movement. It is proposed a method for gen-erating a jumping movement based on the acceleration curve of the center of mass of a three degrees of freedom robot, without the arms swing, which is represented by a third degree polynomial, whose form was inspired in biomechanics data. The influence of the surface¿s inclination in the jumping movement, was analyzed from the position, speed, acceleration and torque applied in each joint, besides applied forces decomposition in the robot over an inclined surface where was proposed a method of torque profile approach, for different inclination angles. Different from the most of the proposed solutions for the joint movement generation, the adopted method does not insert restrictions of zero moment point and angular momentum in the movement equations, making possible bigger solutions for the joint trajectories, if compared to the methods that apply such restrictions. However, they are used to verify the stability in the impulsion's phase and estimate the position and orientation of the foot in the landing instant. In this thesis was accomplished several jumping simulations, assuming different mass distribution, center of mass positions and conditions for the joints movements, on purposed to establish the appropriated robot model experiments, as well as the strategy to the impulsion that better fits to this model. In order to verify and validate the proposal made in this thesis, it was designed and built an experimental environment composed by: the prototype of a robot with three degrees of freedom with four links; a vertical force platform with adjustable tilt; an embedded electronic system for control and data acquisition tasks; and a graphic interface developed in LabVIEW. The experimental results confirmed the behavior and performances of the proposed method for generating the vertical jumping movement, the method of the torque profile approximation, the strategy applied in the joint movement during the impulsion phase, the strategy applied in the prediction and correction of the foot orientation during the flight phase, to compensate the angular momentum effect, besides proving the high impact force at the landing moment Doutorado Automação Doutor em Engenharia Elétrica CAPES 99999.006184/2015-04

Orientadores: José Raimundo de Oliveira, Miryam Bonadiu Pelosi Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Existem diversos programas de Prancha de Comunicação e Teclado Virtual disponíveis no mercado e dentre as muitas funcionalidades que podem ser providas não há disponível um programa que abrigue todas elas. Em geral, cada programa se especializa em um determinado conjunto de funcionalidades e para o usuário com dificuldades comunicativas isso acaba sendo um problema, pois muitas vezes seu conjunto de necessidades intersecciona características presentes em mais de um programa. A lógica de funcionamento, configuração e utilização são distintas para cada programa e a tarefa de personalização para cada usuário é normalmente realizada por pessoas sem conhecimentos avançados em informática, acarretando em muitos casos na não utilização plena dos recursos disponíveis. Nesse contexto os usuários com dificuldades comunicativas e portanto já restritos nas possibilidades para utilização de recursos alternativos de comunicação acabam prejudicados, já que é difícil combinar ou configurar os recursos existentes de forma a utilizar todo seu potencial comunicativo remanescente. Ainda, esta subutilização acaba ocorrendo não necessariamente pela inexistência de recursos adequados as suas restrições, mas na maioria das vezes pela dificuldade na viabilização destes recursos ao usuário, seja pela necessidade de utilizar mais de um programa simultaneamente, seja pelas dificuldades encontradas por quem personaliza estes recursos a estas pessoas. A partir desta problemática surgiu a proposta de padronização da definição e descrição de pranchas de comunicação e teclados virtuais através de uma Linguagem Descritiva que seja independente de plataforma ou dispositivo. O objetivo deste trabalho foi validar a viabilidade de uma Linguagem Descritiva através da elaboração e consolidação de um processo para sua constituição, de forma a possibilitar futura evolução e aprimoramento Abstract: There are several Communication Boards and Virtual Keyboard available on market. Although they have several functionalities, the market doesn¿t available a single program to hold all of them. Generally, it¿s expected that each program is designed for a particular set of functionalities and for users who have difficulties on communication. This may become a problem, because the user¿s communication needs intersect the features presented in more than one program. Each program works with its working logic, its setting and its use, and a customization task for each user is generally performed by people without advanced computer knowledge, and this may lead to the user to not use all the resources available on the device. In this context, users with difficulties on communication, and, therefore, they are limited regarding the possibilities to use alternative resources of communication, are harmed, since it¿s hard to match or set the existing resources to all their communication potentials. Yet, this subuse happens not only due to the lack of suitable resources, but also for the need to use at least two programs simultaneously due to the difficulties faced for whom customize these resources for these people. From this problematic, it aroused the purpose of standardizing a definition and a description of communication boards and virtual keyboards by a Descriptive Language, whether they are independent from a platform or device. The goal of this work is to validate the availability of a Descriptive Language by preparation and consolidation of a process for its constitution in order to enable a future evolution and enhancement Mestrado Engenharia de Computação Mestre em Engenharia Elétrica CNPQ 135424/2008-09

Orientadores: Oswaldo Luiz Agostinho, João Marcos Travassos Romano Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: Diante do cenário atual, no qual a velocidade das mudanças e a disponibilidade de informações crescem de forma dinâmica e globalizada, o gerenciamento da informação passou a ser um componente estratégico para se obter vantagens e diferenciais competitivos. Desta forma, as organizações perceberam a necessidade de gerir os negócios de forma que possibilitasse ter eficiência e eficácia no uso da tecnologia, face às áreas do negócio que estão exigindo cada vez mais a diminuição dos tempos de resposta, agilidade e flexibilidade. Uma vez que a Tecnologia da Informação (TI) apresentou uma rápida evolução e passou a ser parte integrante do planejamento do negócio, o modelo de sua gestão passa a ser rediscutido. Por este motivo, as organizações passaram a buscar alternativas para seu gerenciamento e nesse contexto, a terceirização começou a ganhar espaço no setor de TI como uma ferramenta gerencial que pode trazer benefícios àqueles que demonstrem competências no exercício de sua prática. Este trabalho tem como objetivo analisar a gestão da terceirização dos serviços de Tecnologia da Informação a partir de modelos e boas práticas de gestão de TI e busca responder a seguinte questão de pesquisa: "Como avaliar a gestão da terceirização de serviços de Tecnologia da Informação?". A terceirização é uma prática que permite que as organizações mantenham-se focadas no negócio principal e em suas competências essenciais, além de ser parte integrante da estratégia de alinhamento de TI ao negócio. A metodologia adotada neste estudo abrange a revisão bibliográfica, a proposta de uma metodologia de avaliação, e exemplos de aplicação da metodologia a fim de avaliar os processos e a gestão da terceirização dos serviços de TI Abstract: In the present days, in which the speed of changes and availability of information increase dynamically and globally, information management has become an strategic component for obtaining advantages and competitive differentials. In this scenario, organizations realized that the Business should efficiently explore IT in order to reduce response times, increase organization's agility and flexibility. This new role for IT, being an important piece in business planning, requires that its management model be re-thought. Therefore, organizations have looked for alternatives in IT management, and in this context IT outsourcing has emerged as an interesting management tool. The goal of this work is to analyze IT outsourcing management based on best practices for IT management, trying to answer the following research question: "How to evaluate IT outsourcing management?". Outsourcing allows organizations to maintain its focus on their core business and on their core competences, being a part of the strategy for business and IT alignment. The methodology adopted in this work involves a bibliographic review, the proposal of an evaluation methodology, and examples of application with three different companies Mestrado Materiais e Processos de Fabricação Mestra em Engenharia Mecânica

Orientador: Carlos Alberto dos Reis Filho Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: O plantio e a colheita da cana-de-açúcar são atividades da agroindústria brasileira que ainda possuem uma série de desafios tecnológicos. Dentre esses desafios destaca se a busca de uma solução adequada para a redução das perdas associadas à separação da cana da palha durante a colheita. O trabalho que foi desenvolvido buscou solucionar este particular problema, avaliando a adequação de um sistema de placas condutoras paralelas ao monitoramento contínuo do fluxo da mistura entre elas. Considerando que a cana-de-açúcar possui alto teor de umidade, foram realizadas simulações com o software COMSOL para avaliar o impacto da adição de um material com constante dielétrica próxima à da água com diferentes orientações em um meio formado predominantemente por ar. Um circuito com excitação DC foi projetado e os resultados da medição comparados com os de um circuito AC. Os valores obtidos com cana e palha recém-colhidas mostraram que a palha seca não altera significativamente a capacitância medida, mas a palha verde e a cana influenciam de forma determinante. Apesar da interferência alta, que chegou ao patamar de 50 mV, a presença dos toletes de cana foi detectável dependendo da sua orientação e distribuição no interior do sistema de placas. A variação de capacitância encontrada para um único tolete com comprimento de 86 cm na direção longitudinal ao campo chegou a 61fF. Por outro lado, os testes e simulações também mostraram que a distribuição de material na direção do campo elétrico aplicado influencia de maneira mais importante que a diferença entre as constantes elétricas do meio e do material adicionado Abstract: Plantation and harvesting of sugar cane are agricultural activities in Brazil that still have a number of technological challenges. Among them the search for a suitable solution to reduce losses in the separation of cane and dry or fresh leaves during harvesting shows up. The developed work searched for a solution to this specific problem and evaluated a system of parallel conducting plates to continuous monitoring the flux between them of a mixture of sugar cane and vegetable impurities. Considering a high moisture content for sugar cane, simulations with COMSOL software were conducted to evaluate the impacts of a material with a dielectric constant near to that of water in different orientations and distributions in a medium formed mainly by air. A circuit with DC excitation was developed and the measuring results were compared to those of an AC circuit. The values with cane and fresh leaves showed that when dried leaves are present capacitance variations are negligible, but cane and green leaves are determinants. Despite of strong interferences, which reached voltage oscillations up to 50mV the presence of cane billets was detectable depending on its orientation and distribution within the sensor arrangement. Capacitance variations due to a single cane billet with 86cm in length on a longitudinal orientation to the field reached 61fF. On the other hand, tests and simulations showed that material distribution in the direction of the electric field influences in a stronger way than the difference between dielectric constants of the medium and the added material Mestrado Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica Mestra em Engenharia Elétrica

Orientadores: José Raimundo de Oliveira, Takaaki Ohishi Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Este trabalho apresenta um modelo de planejamento da produção de uma indústria pesqueira. A indústria pesqueira é um segmento importante na economia de vários países. Em particular, as empresas voltadas para a exportação enfrentam um ambiente mais complexo, seja pela competição com outras empresas, seja pelo enfrentamento contra as forças do mercado internacional que ditam os preços e as condições de negociação. O cenário tratado neste trabalho é de uma empresa que processa diferentes tipos de pescado e atende diferentes mercados em nível mundial. A oferta de pescados apresenta sazonalidade anual e, por isso, a empresa precisa planejar a aquisição e o processamento de cada tipo de pescado em função da sua disponibilidade, de seus custos, dos preços no mercado global e da capacidade de processamento. A metodologia proposta considera um horizonte de planejamento de no mínimo doze meses à frente para considerar a sazonalidade de oferta de pescado, e divide o planejamento em duas etapas. A primeira etapa é de planejamento anual com discretização mensal. Aqui é definido o montante mensal a ser adquirido de cada pescado e o montante a ser exportado para cada mercado. Na segunda etapa é realizado o planejamento do processamento diário de pescado, quando são definidas a distribuição de pescado nas linhas de processamento e a distribuição do pescado já embalado nos refrigradores. A abordagem adotada basea-se em modelos de Programação Linear e Programação Linear Mista Abstract: This work presents a production planning model in fish processing industry. In many countries the fishing industry represents an important economic sector, mainly for firms involved with exportation and complex environments of competition and negotiation. In these industries, an important decision is about the production planning, which must consider the market conditions and raw material offer. The scenario studied in this work is a company that processes different types of fish and sells to different markets worldwide. The fish supply has annual seasonality, and therefore the company needs to plan the acquisition and processing of each type of fish depending on their availability, costs, international prices and processing capacity. The proposed methodology considers a planning horizon of at least twelve months to consider the fish supply seasonality and divides the planning into two steps. The first step is annual planning with monthly discretization where is defined the amount to be monthly purchased and the amount of each fish to be exported to each market. In the second step is done the daily processing fish planning, where are defined the distribution of fish processing lines and the distribution of freezing fish already packed. The approach is based on models of Linear Programming techniques and Mixed Linear Programming Mestrado Engenharia de Computação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Luiz César Martini Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Este trabalho apresenta o aplicativo MATVOX como uma alternativa à falta de recursos voltados para pessoas com deficiência visual, tanto para o ensino como para o dia a dia nas áreas de ciências exatas. Basicamente, o MATVOX é uma calculadora programável que é funcional a partir do editor de texto do sistema gratuito DOSVOX, que é um sistema de apoio à pessoa com deficiência visual que tem como fundamento o uso da síntese de voz. O MATVOX surgiu em 2010 com o objetivo de proporcionar a seus usuários a implementação de algoritmos e cálculos matemáticos. Apesar do MATVOX já ter demonstrado ser uma poderosa ferramenta e estar em uso por muitos usuários, identificou-se a necessidade de aperfeiçoamento em quesitos funcionais (desenvolvendo novos recursos) e também em avaliações com usuários. Estas avaliações foram conduzidas através da aplicação das técnicas de Avaliação Heurística Participativa e Testes Beta no Centro Cultural Louis Braille de Campinas. Em síntese, os resultados desta pesquisa foram: uma nova versão do MATVOX, cujas novas funcionalidades incorporam principalmente cálculos de números complexos, matrizes e equações polinomiais; e constatações que foram obtidas durante as avaliações com usuários Abstract: This study presents the MATVOX application as an alternative to the lack of resources directed to people with visual impairments, useful for the learning and the daily actions turned to the exact sciences areas. Basically, MATVOX is a programmable calculator that works from the text editor which is part of the free system DOSVOX - a support system for people with visual impairments based on the use of speech synthesis. The MATVOX emerged in 2010 aiming to provide an implementation of algorithms and mathematical calculations to the users. The MATVOX has already proven to be a powerful tool and it is in use by many users, however, we identified the need of improvement in functional questions (developing new resources) and also in assessments with users. These assessments were led by applying the Participatory Heuristic Evaluation and Beta Testing techniques at the Centro Cultural Louis Braille de Campinas. In summary, the results of this research were: a new version of the MATVOX, with new features that mainly incorporate complex numbers calculations, matrices and polynomial equations; and findings that were obtained during the assessments with users Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: José Raimundo de Oliveira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: A tecnologia dos processadores tem crescido rapidamente nos últimos anos. Em contrapartida, o ensino de arquitetura de computadores tem dificuldade de acompanhar esta evolução. Os livros textos e as aulas ainda utilizam de recursos estáticos que precisam de longas explicações. Esta dinâmica torna-se incompatível, inclusive, com as experiências, como usuários, de muitos alunos. Este trabalho propõe o desenvolvimento de um ambiente computacional (framework) para apoio ao ensino de arquitetura de processamento, denominado MODPRO. A ideia é dispor de módulos que possam ser interligados formando diversas possíveis estruturas de processamento. Desta maneira, o professor pode desenvolver junto aos alunos e expor de forma visual (utilizando de animações) desde componentes básicos até estruturas de processamento mais avançadas. O MODPRO é composto por um simulador, denominado SIMPRO o qual exibe de forma animada, passo a passo, ou em tempo real, o fluxo de dados e de sinais dentro da estrutura de processamento estudada. O SIMPRO foi desenvolvido em linguagem Javascript e utiliza recursos de Cascading Style Sheets, podendo, ainda, ser acessado pela web. O MODPRO ainda é composto por um emulador, chamado EMUPRO que contém os mesmos módulos do SIMPRO. O seu diferencial está relacionado ao fato de ter sido totalmente desenvolvido em hardware, utilizando a ferramenta QUARTUS II da Altera. Com este recurso, os alunos podem, em laboratório, validar a estrutura desenvolvida em classe. Por serem modulares, tanto o simulador SIMPRO quanto o emulador EMUPRO permitem que novos recursos (módulos) possam ser adicionados, permitindo assim, o ensino e o estudo de diferentes estruturas de processamento Abstract: The processor technology has grown rapidly in recent years. In constrast, the teaching of computer architectures has difficulties to follow such evolution. The books and the classes still use static resources which need long explanations. This dynamic becomes incompatible with the experiences desirable for most students. This work proposes the development of a computational environment (framework) to support the teaching of processing architecture, which is called MODPRO. The idea is to have modules that can be connected together forming several possible processing structures. Therefore, the professor can develop different scenarios with the students and expose in a visual way (using animation features), from basic components to more advanced processing structures. The MODPRO consists of a simulator, called SIMPRO which displays (in an animated form), step by step or in real-time, the data flow and the signal processing within the structure being studied. The SIMPRO was developed in JavaScript language, uses Cascading Style Sheets and can be accessed via web. The MODPRO also consistes in an emulator called EMUPRO, which contains the same modules of SIMPRO. Its differential is related to the fact that it has been developed entirely in hardware, using the development environment QUARTUS II from Altera. Basically, with the features of MODPRO, the students can validate, in laboratory, the frameworks and the processing structures developed during the classes. Because they are modular, both the simulator SIMPRO and the emulator EMUPRO allow the addition of new features (modules), besides allowing the teaching and the study of different processing structures Mestrado Engenharia de Computação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Marconi Kolm Madrid Dissertação (mestrado) - Unversidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: O objetivo deste trabalho foi desenvolver, construir e controlar um robô bípede dotado de oito Graus de Liberdade (GDL), sendo três GDL para cada perna e dois para o tronco. As características desta estrutura permitiram realizar uma marcha dinâmica no plano sagital, cuja trajetória das pernas foi definida por um modelo matemático baseado na geometria da estrutura. Além disso, foi utilizado um acelerômetro para informar a inclinação da pelve durante a movimentação da estrutura através de uma interface serial de comunicação (RS-232) entre o microcontrolador e o programa de monitoramento desenvolvido em LabVIEW. Os resultados deste trabalho demonstram ser possível realizar uma marcha dinamicamente estável utilizando a estrutura proposta. Aplicando-se o conceito de ZMP (em português: Ponto de Momento Zero, em inglês: Zero Moment Point) como parâmetro de estabilidade, também constatou-se que o microcontrolador LPC2138 de arquitetura ARM7, com frequência de clock igual a 60MHz, foi eficaz no controle da posição angular dos oito servomotores, além de fornecer a inclinação da pelve quando solicitada Abstract: The subject of this work was to develop, build and control a biped robot equipped with eight degrees of freedom (DOF), three DOF for each leg and two for the trunk. The features of this structure allowed to accomplish a dynamic walk in the sagittal plane, whose the legs trajectory was defined by a mathematical model based on the structure geometry. An accelerometer was used as tilt sensor, which allow you to check the tilt of the pelvis during structure movement through a serial interface (RS-232) between the microcontroller and the monitoring program developed in LabVIEW. The results of this work demonstrated that it is possible to achieve a dynamically stable gait using the proposed structure. Applying the concept of ZMP (Zero Moment Point) as criterion of stability, it was checked that the LPC2138 microcontroller, with ARM architecture running at 60MHz, was effective in controlling the angular position of the eight actuators and sending information about the pelvis tilt when requested Mestrado Automação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Luís Geraldo Pedroso Meloni Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Atualmente, aplicações multimídias exigem grande esforço computacional para manipular dados com elevadas taxas de precisão. Visando otimizar a capacidade de processamento sem elevar demasiadamente o custo do desenvolvimento em sistemas embarcados, este trabalho descreve a proposta de uma arquitetura computacional hibrida, para processamento digital de sinais, baseado-se no uso cooperativo entre DSP (Digital Signal Processor) e FPGA (Field Programmable Gate Array). Neste estudo e realizada uma abordagem sobre o uso de um coprocessador para a acelerar rotinas que demandam grande esforço computacional em um DSP. Também e proposto um modelo matemático capaz de mensurar a eficiência do particionamento de códigos processados de forma descentralizada. Para validação da proposta, foi construído um cenários de testes para a estimação de vetores movimento, um dos principais agentes envolvidos no processo de codificação de vídeo em alta definição. A partir do cenário elaborado foi possível constatar a eficiência da arquitetura proposta. Sendo que, considerando um código de referencia otimizado e baseado na descrição feita em [30], obteve-se mais de 97% de eficiência computacional. Assim, este estudo permite concluir que o uso cooperativo entre DSP e FPGA se mostra muito vantajoso devido a possibilidade de unir em um único sistema as vantagens fornecidas por ambos dispositivos, caracterizando um ambiente de total sinergia e de elevada capacidade de computacional Abstract: Nowadays, multimedia applications require high computational effort to manipulate data with high precision. In order to optimize the processing power without significantly increasing the cost of development in embedded systems, this work describes the proposal for a hybrid computing architecture applied to digital signal processing, based on the cooperative work between DSP (Digital Signal Processor) and FPGA (Field Programmable Gate Array). An approach about the use of coprocessor able to accelerate a process which requires great computational effort of a DSP is provided by this study. It is also describes a mathematical model able to measure the efficiency of a partitioning code processed in a distributed system. To validate our proposal we developed a tested for calculate the motion estimation vector, which is one of key elements involved on high definition video coding. From the elaborated tested, we could found a high efficiency provided by the architecture proposed. Therefore, considering a optimized reference code based on [30], was possible achieve a computing efficiency around 97%. This study show that cooperative work between DSP and FPGA that provides a very advantageous scenario applied to embedded systems, due to joining the features of both devices, building then, a synergy environment of high computing performance Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Raimundo de Oliveira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e Computação Resumo: O uso de técnicas evolutivas empregando algoritmos genéticos na obtenção de projetos de circuitos eletrônicos analógicos e digitais já é fato e vem sendo estudado a alguns anos. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi o de implementar em hardware reconfigurável a proposta de um controlador para pendulo não-linear amortecido, obtido através de técnicas de Hardware Evolutivo. Para desenvolver um modelo físico baseado no modelo teórico (simulado) foram utilizadas tecnologias tais como a dos Field Programable Gate Arrays (FPGAs) e também a linguagem de descrição de hardware VHSIC Hardware Description Language (VHDL), dentre outros recursos. Abstract: The use of genetic algorithms using evolutionary techniques in obtaining projects of analogue and digital electronic circuits is already fact and have been studied for some years. In this context, the objective of this work was the implementation in reconfigurable hardware of a driver for non-linear damped pendulum, obtained through Evolvable Hardware approach. Technologies such as the Field Programable Gate Arrays (FPGA's) and VHDL were used to develop a physical model based on the theoretical model(simulated), among other resources. Mestrado Engenharia de Computação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Raimundo de Oliveira Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Na última década os algoritmos evolutivos vem sendo aplicados na síntese e projeto de circuitos eletrônicos criando uma nova área de pesquisa denominada Hardware Evolutivo. Esta tese propõe o uso de Hardware Evolutivo como uma ferramenta para geração automática de circuitos aplicados ao controle de um pêndulo amortecido não linear. Inicialmente um amplo estudo sobre a utilização de computação evolutiva aplicada à síntese de circuitos eletrônicos foi realizado, de modo a identificar os principais benefícios, motivações, aplicações e desafios da área de Hardware Evolutivo. A seguir foi realizado um estudo de caso com o objetivo de realizar uma comparação experimental dos principais pontos que afetam o desempenho de um sistema de Hardware Evolutivo na evolução de circuitos digitais básicos. Após a realização destas etapas foi desenvolvido um Hardware Evolutivo para controle de um pêndulo não linear. O objetivo desta implementação foi apresentar comparações de desempenho entre diferentes abordagens para projetos de controladores. O uso do Hardware Evolutivo para obtenção do controlador tem como objetivo modelar o comportamento não linear do sistema e sintetizá-lo em um circuito digital combinacional criando assim uma alternativa de projeto automático para sistemas de controle. A análise e simulação do pêndulo não linear demonstra que a aplicação desta nova técnica de projeto de hardware apresenta resultados promissores Abstract: In the last decade evolutionary algorithms application in electronic circuits synthesis have been intensively investigated, starting a new research area called Evolvable Hardware. This thesis considers the use of Evolvable Hardware as a tool for automatic design of circuits applied to the control of a nonlinear damped pendulum. Initially a study on the use of applied evolutionary algorithms to the synthesis of electronic circuits was carried out, in order to identify the main benefits, motivations, applications and challenges of the field of Evolvable Hardware. A case study was carried out with the objective to provide an experimental comparison of the main points that affect the performance of a system in the evolution of basic digital circuits. Finally a Evolvable Hardware controller unit for control a nonlinear damped pendulum was evolved. The objective of this implementation was to present performance comparisons between two different controllers designs. The analysis and simulation of nonlinear pendulum demonstrate that the application of this new technique of design provides excellent results Doutorado Engenharia de Computação Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Marconi Kolm Madrid Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Esta tese trata o problema da resolução do modelo cinemático inverso para manipuladores industriais redundantes ou não. O problema foi abordado por um método de busca heurística no qual a solução da cinemática inversa é construída passo a passo calculando-se a contribuição do movimento de apenas uma junta a cada iteração. Dessa forma, o problema n-dimensional é transformado em problemas unidimensionais mais simples, cuja solução analítica tanto para juntas rotacionais quanto para juntas prismáticas é apresentada em termos da representação de Denavit-Hartenberg. O método proposto não possui singularidades internas. Além disso, o método foi expandido para incorporar informações de sensores externos visando fazer com que o processo seja mais robusto a incertezas nas modelagens envolvidas. Foram realizadas diversas simulações e comparações com técnicas tradicionais que evidenciaram as vantagens da abordagem proposta. O trabalho também englobou o projeto e a construção de um ambiente experimental e a implementação das técnicas desenvolvidas na parte teórica. Desenvolveu-se um sistema com um robô planar redundante de 3 DOF, assim como seus sistemas de controle, acionamento e interfaceamento usando técnicas de sistemas hardware-inthe-loop e lógica programável. As técnicas desenvolvidas foram aplicadas no ambiente experimental demonstrando características como: facilidade de lidar com redundâncias, capacidade de resolução em tempo real, robustez a incertezas de parâmetros etc Abstract: This thesis deals with the problem of solving the inverse kinematics model of redundant and nonredundant industrial manipulators. The work was developed in a theoretical and a practical part. The problem was approached by an heuristic search method in which the solution of the inverse kinematics is built step by step calculating the movement contribution of just a single joint for each iteration. In that way, the n-dimensional problem is transformed in simpler one-dimensional problems, whose analytic solution for both rotational joints and prismatic joints is presented in terms of the Denavit and Hartenberg representation. The proposed method does not possess internal singularities. Furthermore, the method was expanded to incorporate information of external sensor in order to make the process more robust to uncertainties in the involved modelings. Several results of simulations and comparisons with traditional techniques, which evidence the advantages of the proposed approach, are presented. The work also included the construction of an experimental environment and the implementation of the techniques developed in the theoretical part. The details of a system with a 3-DOF redundant robot as well as its control system, drivers and interfaces using hardware-in-theloop techniques and programmable logic are presented. The developed techniques were applied in the experimental environment are demonstrating their efficiency and evidencing characteristics like: easiness of dealing with redundancies, real time capacity, robustness for parameters uncertainties etc Doutorado Automação

Orientador: Jose Antenor Pomilio Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Este trabalho propõe uma estratégia de gestão de energia, para aplicações em veículos elétricos, baseado em um sistema supervisório nebuloso que combina três diferentes fontes de suprimento, em termos de densidade de energia e de densidade de potência, a saber: célula a combustível, bateria e supercapacitor. O sistema supervisório coordena o fluxo de potência entre os dispositivos de suprimento de energia e provê elevada qualidade de energia necessária para um bom desempenho do sistema de propulsão do veículo elétrico. A estratégia proposta de gestão de energia do conversor eletrônico com múltiplas entradas possibilita o controle individual da transferência de potência das fontes de suprimento, em suas melhores regiões da atuação. Um conveniente arranjo entre as fontes e alocação dos recursos disponíveis permite reduzir o dimensionamento da célula a combustível. Adicionalmente, a vida útil destas fontes e a imunidade do sistema de suprimento a variações bruscas de demanda de potência são melhoradas. Um protótipo de 3 kW é simulado e avaliado experimentalmente, incluindo um banco de baterias de chumbo-ácido e supercapacitor, para comprovar a eficácia da estratégia de controle proposta Abstract: This work introduces an Energy Management strategy, for electrical vehicle applications, based on a fuzzy logic supervisory system that is able to combine three different power supply sources, i. e., fuel cell, battery and supercapacitor. The supervisory system coordinates the power flow between the power sources so that the system is able to provide high power quality, which is needed to achieve the desirable dynamic performance of the propulsion system. The proposed energy management strategy of a multiple input power electronic converter takes advantage of the individual characteristics of each power sou rce and makes than operate atthe best operation region. Through adequate power sources arrangements and use of the available resources, the fuel cell size is reduced. In addition, the power sources¿ life time and the system ride-through at sudden load disturbances are increased. Simulation and experimental results of a 3 kW prototype, with real supercapacitor and lead-acid batteries bank, prove that the fuzzy logic is a suitable energy management control strategy Doutorado Automação Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Max Henrique Machado Costa Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Nesta dissertação apresentamos o desenvolvimento de uma plataforma multimídia baseada no modelo cliente-servidor voltada para aplicações de streaming de áudio e vídeo. Essa plataforma deverá evoluir para um sistema de videoconferência em um projeto futuro. A plataforma permite a comunicação de áudio, vídeo e texto a partir de um ponto (o servidor) para vários outros pontos (os clientes). Uma das inovações do projeto está no desenvolvimento em Python, que é uma linguagem interpretada, orientada a objetos e dinamicamente tipada Abstract: This dissertation presents the development of a client-server platform designed initially for audio and video streaming applications. This platform will evolve into a videoconference system as part of a future project. The platform allows audio, video and text communication from a point (the server) to several others points (the clients). One of the project innovations is the implementation Python Language, which is an interpreted, objectoriented and dynamically typed language Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Raimundo de Oliveira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e Computação Resumo: Devido ao crescente interesse em automação de rodovias e ao desenvolvimento e a viabilidade econômica de tecnologias de comunicação sem fio, surgiram nos últimos anos projetos para a comunicação entre veículos que possibilitam que dados de sensores locais, indicando situação de risco, sejam transmitidos para outros veículos de sua vizinhança para sinalizar a situação, ou mesmo para uma possível atuação no fluxo do tráfico local. É apresentada aqui uma infra-estrutura de comunicação sem fio que faz uso da especificação IEEE 802.15.4 para a comunicação entre veículos e que tem aplicações também em controle de sistemas, devido à sua característica versátil Abstract: Due to the increasing interest on roads automation and to the development and the economic viability of wireless communication technologies, it has appeared in the last years projects to implement inter-vehicle communication links which makes possible that local sensors data, indicating risk situation, to be transmitted to others vehicles on its neighborhoods to signalize the situation or even to a possible actuation on the local traffic flow. It is presented here a wireless communication infrastructure that makes use of IEEE 802.15.4 specification for inter-vehicle communication and also for control systems applications due to its versatile characteristics Mestrado Engenharia de Computação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Marconi Kolm Madrid Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: A solução de modelos dinâmicos de robôs em tempo real é um dos principais desafios da robótica. Este trabalho propõe um multiprocessador de quatro núcleos fortemente acoplados, o SMM-4 (Sistema Multiprocessado Monolítico), consistindo de uma arquitetura de processamento paralelo monolítica sintetizada em FPGA para aplicações em controle de sistemas robóticos. Uma análise quantitativa e qualitativa é realizada em contraste a sistemas uniprocessadores, evidenciando os ganhos obtidos através desta abordagem em FPGA. O SMM-4 foi desenvolvido no Laboratório de Sistemas Modulares Robóticos (LSMR/Unicamp) como uma das alternativas para o cálculo das equações dos modelos de robôs em tempo real Abstract: The solution of robots¿ dynamic models in real-time is one of major challenges of the robotics. This work presents a strongly coupled quad-core multiprocessor ¿ the MMS-4 (Monolithic Multiprocessor System) ¿ consisting of a monolithical parallel processing architecture synthesized on FPGA for applications on robotic control systems. A quantitative and qualitative analysis is performed in contrast with uniprocessor systems for the purpose of evince the benefits obtained choosing this approach in FPGA. The MMS-4 was developed at Robotic Modular Systems Laboratory (LSMR/Unicamp) as an alternative to calculate the equations systems of robots¿ models on real-time Mestrado Automação Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Dalton Soares Arantes, Fabbryccio A. Cardoso Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: O objetivo deste trabalho é apresentar as diversas etapas de implementação de um codificador LDPC para um sistema de televisão digital, desenvolvido através do emprego de algumas tecnologias inovadoras de prototipagem rápida em FPGA. O codificador implementado foi baseado em um código LDPC eIRA, que consiste em uma classe estendida de códigos de repetição e acumulação irregulares, com palavra-código de 9792 bits e taxa de 3/4. Visando agregar outras tecnologias emergentes ao projeto de TV Digital, o sistema proposto foi desenvolvido para operar sobre o Protocolo de Internet - IP. Os esforços para a realização deste trabalho fizeram parte de um esforço mais amplo de um consórcio de universidades brasileiras, visando à concepção, ao projeto, à simulação e à implementação em hardware de um Sistema de Modulação Inovadora para o SBTVD. A grande sinergia obtida neste projeto e o uso intensivo de ferramentas de prototipagem rápida em FPGA possibilitaram a obtenção de uma prova de conceito implementada e testada em um prazo de apenas 12 meses Abstract: This work presents the several phases in the implementation of an LDPC encoder for a digital television system, developed using innovative technologies for rapid prototyping on Field Programmable Gate Array devices - FPGAs. The implemented encoder was based on an eIRA - extended Irregular Repeat Accumulate - LDPC code with codeword-Iength equal to 9792 bits and rate 3/4. The proposed system was developed to work with video streaming over the Internet Protocol- IP. This work is part of a more ambitious project that resulted in the development of an advanced Modulation System for the Brazilian Digital TV System - BTVD Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Raimundo de Oliveira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Mestrado

Orientador: Ricardo Dahab Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Os smart cards são dispositivos com tamanho e formato semelhantes ao de um cartão de crédito comum, com o diferencial de serem equipados com um chip com poder de processamento e uma quantidade de memória muito superior a dos cartões de tarja magnética, cerca de 8K bytes. Estas características permitem o armazenamento de informações sigilosas, além de possibilitar o cálculo de sofisticadas funções criptográficas. Esses fatores fazem dos smart cards dispositivos móveis ideais para identificação de usuários e, portanto, extremamente úteis em aplicações voltadas a prestação de serviços como cartões de saúde, de crédito e outros. Uma das várias plataformas de smart cards que tem obtido destaque é o Java Card, uma versão reduzida da arquitetura Java para sua adequação à ambientes restritos. No entanto, a especificação dos recursos criptográficos disponibilizados no Java Card definiu o uso do algoritmo de chave pública RSA, que atualmente necessita de chaves com tamanho grande demais para dispositivos com pouca memória. Além disso, a aritmética modular necessária para o RSA requer o uso de um co-processador, o que introduz um custo adicional nos cartões. Uma alternativa ao RSA é a utilização de sistemas criptográficos baseados em curvas elípticas, que têm se mostrado os mais adequados para dispositivos com recursos limitados, como é o caso dos smart cards. Assim, o objetivo deste estudo foi verificar a viabilidade da implementação de algoritmos criptográficos baseados em curvas elípticas no Java Card utilizando a linguagem Java disponível no cartão. Um dos resultados do nosso trabalho foi a construção de uma biblioteca portável para a aritmética de curvas elípticas. No entanto, o desempenho dessa aritmética mostrou que ainda há muito o que melhorar antes que tais sistemas sejam úteis na arquitetura Java Cardo Mestrado Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Marco Aurelio Amaral Henriques Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Os computadores conectados pela Internet oferecem em conjunto um grande poder de cômputo, o qual deve continuar crescendo nos próximos anos. Eles podem ser vistos como um Computador Maciçamente Paralelo Virtual com memória distribuída que pode ser usado na resolução de problemas de grande porte. Existem várias propostas que visam tirar proveito da Internet como um computador virtual, utilizando Java como linguagem independente de plataforma. Entretanto, a maior parte destes projetos não trata, ou trata de forma superficial, a necessidade de se ter um sistema de arquivos que garanta a viabilidade e eficiência do processamento paralelo. Este trabalho propõe um sistema de arquivos distribuído baseado em grupos de servidores e voltado a plataformas para o processamento maciçamente paralelo na Internet. São propostos mecanismos para atender os requisitos fundamentais de sistemas deste tipo, eliminando as principais deficiências dos sistemas de arquivos convencionais. São apresentados e discutidos os resultados obtidos nos testes de uma implementação de referência do sistema de arquivos sobre JOIN, uma plataforma de processamento maciçamente paralelo virtual baseada na Internet. Esta implementação se mostrou confiável, robusta e aumentou a versatilidade da plataforma JOIN Abstract: The total computing power offered by all computers connected to Internet is huge and increasing. Since the birth of the World Wide Web, new proposals have been made on how to take advantage of the enormous computing power represented by these computers. The proposals are based on the availability of WWW browsers to access resources distributed in the network and on the proliferation of Java as a platform independent language. The computers are grouped in a kind of massively parallel virtual computer, aimed at solving large problems. File systems are a necessary - and often forgotten - feature of these virtual machines. File systems for worldwide virtual machines should be efficient, highly available and fault tolerant. The virtual machines proposed so far either have no File System or provide very simple and inefficient solutions. This work proposes a distributed file system based on Groups of Servers, which was implemented and tested on top of JOIN, a platform for massively parallel processing on Internet. The test results showed that the file system is reliable, robust and makes the parallel platform more versatile Mestrado Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Jose Raimundo de Oliveira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Mestrado