The design and utilization of a delay-locked loop based clock generator

Tässä diplomityössä on esitetty korkean taajuuden kellogeneraattori joka perustuu viivelukitun silmukan topologiaan. Työ on osa Euroopan avaruusjärjestölle tehtyä tutkimusprojektia, jonka tarkoituksena oli suunnitella ja toteuttaa korkean kellotaajuuden analogia-digitaali (AD) -muunninmikropiiri. Toteutetun AD-muuntimen topologia on aikalomitettu rinnakkaisliukuhihna -tyyppinen, jossa muunnoksesta vastaavat 24 rinnakkaista liukuhihnayksikköä. Muuntimen nopeusvaatimukseksi asetettiin 2 GS/s näytteistysnopeus ja muunnoksen todelliseksi resoluutioksi 8 efektiivistä bittiä. Diplomityö käsittelee AD-muuntimen kellogeneraattorin suunnittelu- ja toteutusvaiheita sekä prosessoitujen mikropiirien mittauksia. Viivelukittuun silmukkaan perustuva kellogeneraattori tuottaa 24 tasavälein viivästettyä 78 MHz:n kellosignaalia AD-muuntimen rinnakkaisliukuhihnoille. Suunnittelussa on kiinnitetty erityistä huomiota kellosignaalien ajoitusjitterin sekä viivevirheiden minimointiin. Työn alkuosa käsittelee pääosin kellogeneraattorin suunnitteluun sekä toteutukseen liittyviä seikkoja. Lisäksi työssä on esitetty lyhyt katsaus AD-muunninten topologioista ja näihin vaikuttavista näytteistysilmiöistä. Työn loppuosassa tarkastellaan kellogeneraattoripiirin viimeisimmän version mittauksia sekä viiveenkalibrointia. Piirin lopulliset mittaustulokset määrittävät kellosignaaleiden ajoitusjitteriksi alle 1 ps ja maksimi viivevirheeksi noin 43 ps, joka on kalibroitavissa pois 0,5 ps tarkkuudella 8-bittisellä kalibrointilohkolla. Koska kellosignaalin virheitä ei aluksi kyetty määrittämään suoraan AD-muuntimen ulostulospektristä, jouduttiin signaalit mittaamaan testilevyiltä. Mittausjärjestelmän mitattavaan signaaliin lisäämän kohinan sekä muiden virheiden vuoksi voidaankin päätellä, että todelliset 24 kellosignaalia jotka kytkeytyvät AD-muuntimen rinnakkaisliukuhihnoille, ovat mitattuja testisignaaleja parempilaatuiset. Mikropiiri on toteutettu Austria Microsystemsin (AMS) 0,35 μm:n SiGe BiCMOS-prosessiteknologialla, mutta kellogeneraattorilohkossa on käytetty ainoastaan CMOS-teknologiaa.This master's thesis presents a high-speed clock generator based on a delay-locked loop (DLL) topology. The thesis is a part of the European space agency's (ESA) research project where an analog-to-digital (AD) -converter was designed and implemented. The topology of the implemented AD-converter is a time-interleaved based where the conversion is handled by its 24 interleaved pipeline stages. The resolution of the converter was designed to be 8 effective bits and the sampling speed 2 GS/s. The thesis presents the designing and implementation of the clock generator that is designed for the target AD-converter. The delay-locked loop based clock generator generates 24 equally spaced phases that are each running at the speed of 78 MHz. The main focus of the design process has been on minimizing the amount of timing jitter and skew from the generated clock signals. The first part of this thesis mainly discusses the designing and implementation of the clock generator. Also the AD-converter topology and some of its sampling phenomenon are described briefly. The final part presents the measurement and skew calibration results of the clock generator's final version. The final measurements of the DLL-clock generator defines that the maximum timing jitter and skew for the output phases are 1 ps and 43 ps respectively. The skew can be calibrated using the 8-bit skew calibrator with 0.5 ps accuracy. Because either the timing jitter or the skew could not be measured at first directly from the output spectrum of the AD-converter, a test measurement board had to be used. This adds extra noise and error components into the measured signals. Due to this it can be expected that the real phases that are generated for the 24 interleaved fingers of the AD-converter are better than the measured ones. The microchip has been implemented with Austria Microsystems (AMS) 0.35 μm SiGe BiCMOS process technology, but only CMOS-transistors were used in the clock generator block

O Impacte das Pedreiras Inactivas na Fauna, Flora e Vegetação da Zona dos Mármores: Problema ou Benefício?

Nos concelhos de Vila Viçosa, Borba e Estremoz a indústria extrativa e transformadora do mármore desempenha um importante papel no desenvolvimento económico nesta região conhecida por Zona dos Mármores (ZM). É impossível visitar qualquer dessas localidades sem se reparar na presença das inúmeras pedreiras a céu aberto que marcam a paisagem. Na ZM os indícios de extração do mármore remontam à época romana, mas foi no início do século XX que se implementou e cresceu definitivamente. Como tal, não será difícil imaginar a forte proliferação de pedreiras que ocorreu desde então. Refletindo sobre os prós e contras que uma indústria desta dimensão traz para a região é expectável que, a certa altura, surjam as importantes e atuais questões relacionadas com o ambiente. É um facto que muitas das pedreiras abertas ao longo do tempo se encontram inativas há décadas, não se observando quaisquer tentativas de reabilitação ambiental das áreas ocupadas. Tendo em conta essa realidade, torna-se compreensível questionar acerca dos impactes sobre os habitats naturais e semi-naturais e respetiva biodiversidade existentes nessas áreas. No entanto, até há pouco tempo a informação acerca das comunidades faunísticas e florísticas presentes nesses locais era praticamente inexistente. O presente artigo dá a conhecer algumas das considerações e conclusões de um estudo recente que teve como objetivo avaliar a evolução da recuperação ecológica em várias pedreiras inativas distribuídas pelos concelhos de Estremoz, Borba e Vila Viçosa. Tal estudo centrou a atenção nas aves (avifauna), na flora e na vegetação, selecionadas como indicadores de resiliência em pedreiras inativas. Revela que as pedreiras inativas e a natureza envolvente formam uma paisagem em mosaico que beneficia e promove a diversidade da avifauna assim como o desenvolvimento de novos biótopos (distintas áreas dentro de um mesmo habitat), contribuindo ainda para uma maior variedade de comunidades vegetais, que podem ir desde a vegetação característica de habitats rochosos até às comunidades dependentes de habitats aquáticos ou higrófilos providenciados por várias dessas pedreiras. De acordo com o autor do estudo, a elevada diversidade paisagística poderá ser potenciada pelo desenvolvimento de projetos que apliquem medidas de reabilitação, gestão e monitorização adequadas

Operating systems for Internet of Things low-end devices: analysis and benchmarking

In the era of the Internet of Things (IoT), billions of wirelessly connected embedded devices rapidly became part of our daily lives. As a key tool for each Internet-enabled object, embedded operating systems (OSes) provide a set of services and abstractions which eases the development and speedups the deployment of IoT solutions at scale. This article starts by discussing the requirements of an IoT-enabled OS, taking into consideration the major concerns when developing solutions at the network edge, followed by a deep comparative analysis and benchmarking on Contiki-NG, RIOT, and Zephyr. Such OSes were considered as the best representative of their class considering the main key-points that best define an OS for resource-constrained IoT devices: low-power consumption, real-time capabilities, security awareness, interoperability, and connectivity. While evaluating each OS under different network conditions, the gathered results revealed distinct behaviors for each OS feature, mainly due to differences in kernel and network stack implementations.This work has been supported by national funds through FCT - Fundação para a Ciência e a Tecnologia within the Project Scope: UID/CEC/00319/2019

Modeling chronic pain experiences from online reports using the Reddit Reports of Chronic Pain dataset

Objective: Reveal and quantify qualities of reported experiences of chronic pain on social media, from multiple pathological backgrounds, by means of the novel Reddit Reports of Chronic Pain (RRCP) dataset, using Natural Language Processing techniques. Materials and Methods: Define and validate the RRCP dataset for a set of subreddits related to chronic pain. Identify the main concerns discussed in each subreddit. Model each subreddit according to their main concerns. Compare subreddit models. Results: The RRCP dataset comprises 86,537 Reddit submissions from 12 subreddits related to chronic pain (each related to one pathological background). Each RRCP subreddit has various main concerns. Some of these concerns are shared between multiple subreddits (e.g., the subreddit Sciatica semantically entails the subreddit backpain in their various concerns, but not the other way around), whilst some concerns are exclusive to specific subreddits (e.g., Interstitialcystitis and CrohnsDisease). Discussion: These results suggest that the reported experience of chronic pain, from multiple pathologies (i.e., subreddits), has concerns relevant to all, and concerns exclusive to certain pathologies. Our analysis details each of these concerns and their similarity relations. Conclusion: Although limited by intrinsic qualities of the Reddit platform, to the best of our knowledge, this is the first research work attempting to model the linguistic expression of various chronic pain-inducing pathologies and comparing these models to identify and quantify the similarities and differences between the corresponding emergent chronic pain experiences.Comment: 24 pages, 26 figures, 8 table

Providing trusted execution environments using FPGA

Trusted Execution Environments (TEEs) drastically reduce the trusted computing base (TCB) of the systems by providing a secure execution environment for security-critical applications that are isolated from the operating system or the hypervisor. TEEs are often assumed to be highly secure; however, over the last few years, TEEs have been proven weak, as either TEEs built upon security-oriented hardware extensions (e.g., Arm TrustZone and Intel SGX) or resorting to dedicated secure elements were exploited multiple times. In this paper, we propose a novel TEE design, named Trusted Execution Environments On-Demand (TEEOD), which leverages the re configurable logic of FPGA-SoCs to dynamically provide secure execution environments for security-critical applications. Unlike other TEE designs, ours can provide high-bandwidth connections and physical on-chip isolation while providing configurable hard ware and software TCBs. We implemented a proof-of-concept (PoC) implementation targeting an Ultra96-V2 platform. The conducted evaluation demonstrated TEEOD can host up to 6 simultaneous enclaves with a resource usage per enclave of 7.0%, 3.8%, and 15.3% of the total LUTs, FFs, and BRAMS, respectively

Rootless containers with udocker

Trabajo presentado al ISC High Performance, celebrado en Frankfurt (Alemania) del 16 al 20 de junio de 2019.This work was developed with the support of the H2020 projects: INDIGO-DataCloud (RIA 653549), DEEP-Hybrid-DataCloud, (RIA 777435), EOSC-hub (RIA 777536). This work was developed with the support of the Portuguese Foundation for Science and Technology under the project: Infraestrutura Nacional de Computação Distribuída 01/SAICT/2016 - nº 0221

Fostering Multi-Scientific Usage in the Iberian Production Infrastructure

In this article we present the strategies foreseen to foster the usage of the Iberian production infrastructure by regional scientific communities. The main focus is on describing the user support mechanisms implemented through a cooperative effort from the Portuguese and Spanish user support teams, and on the services and tools offered to the regional user communities for their use and customization, to foster VO production user activity within the Iberian region

A educação física do colégio salesiano nossa senhora da vitória: os anos de 1943 a 1969 marcando a educação do corpo da elite capixaba

Esta pesquisa – que se encontra em andamento – tem por objetivo identificar como se deu a educação do corpo no Colégio Salesiano Nossa Senhora da Vitória entre os anos de 1943 a 1969, investigando como a educação física participou deste processo. Esta investigação se justifica na medida em que pretende refletir sobre os processos de enraizamento histórico da Educação Física na cidade de Vitória/ES sob a ótica de uma educação eclesiástica num período marcado por reformas educacionais no contexto brasileiro (Ghiraldelli Jr, 2006). Outro aspecto importante que deve ser considerado é que as investigações sobre a educação física escolar nas instituições privadas são pouco evidenciadas, menos ainda neste espaço geográfico. Nesse sentido, desvendar a gênese de uma educação física que atendesse a classe dominante pautada nos apelos do projeto educacional voltado à elite brasileira, é de suma importância quanto ao entendimento do processo histórico de escolarização da educação física no Espírito Santo.Facultad de Humanidades y Ciencias de la Educació

A educação física do colégio salesiano nossa senhora da vitória: os anos de 1943 a 1969 marcando a educação do corpo da elite capixaba

Esta pesquisa – que se encontra em andamento – tem por objetivo identificar como se deu a educação do corpo no Colégio Salesiano Nossa Senhora da Vitória entre os anos de 1943 a 1969, investigando como a educação física participou deste processo. Esta investigação se justifica na medida em que pretende refletir sobre os processos de enraizamento histórico da Educação Física na cidade de Vitória/ES sob a ótica de uma educação eclesiástica num período marcado por reformas educacionais no contexto brasileiro (Ghiraldelli Jr, 2006). Outro aspecto importante que deve ser considerado é que as investigações sobre a educação física escolar nas instituições privadas são pouco evidenciadas, menos ainda neste espaço geográfico. Nesse sentido, desvendar a gênese de uma educação física que atendesse a classe dominante pautada nos apelos do projeto educacional voltado à elite brasileira, é de suma importância quanto ao entendimento do processo histórico de escolarização da educação física no Espírito Santo.Facultad de Humanidades y Ciencias de la Educació