Efficient methods for solving multi-rate partial differential equations in radio frequency applications

In telecommunication electronics, radio frequency applications are usually characterized by widely separated time scales. This multi-rate behavior arises in many kinds of circuits and increases considerably the computation costs of numerical simulations. In this paper we are mainly interested in electronic circuits driven by envelope modulated signals and we will show that the application of numerical methods based on a multi-rate partial differential equation analysis will lead to an efficient strategy for simulating this type of problems

Numerical Simulation of Electronic Systems Based on Circuit- Block Partitioning Strategies

Numerical simulation of complex and heterogeneous electronic systems can be a very challenging issue. Circuits composed of a combination of analog, mixed-signal and digital blocks or even radio frequency (RF) blocks, integrated in the same substrate, are very difficult to simulate as a whole at the circuit level. The main reason is because they contain a lot of state variables presenting very distinct properties and evolving in very widely separated time scales. Examples of practical interest are systems-on-a-chip (SoCs), very common in mobile electronics applications, as well as in many other embedded electronic systems. This chapter is intended to briefly review some advanced circuit-level numerical simulation techniques based on circuit-block partitioning schemes, which were especially designed to address the simulation challenges brought by this kind of circuits into the computer-aided-design (CAD) field

Envelope transient simulation of nonlinear electronic circuits using multi-rate Runge-Kutta algorithms

Time-step integration is a popular technique commonly used for the envelope transient simulation of an electronic circuit. However, many kinds of circuits are characterized by widely separated time scales, which lead to significant computational costs when numerically solving its differential systems. Even so, this situation can be exploited in an efficient way using multi-rate methods, which integrate system components with different step sizes. In this paper two multi-rate Runge-Kutta schemes are studied and tested in terms of computational speed and numerical stability. The results for linear stability analysis here obtained are much more coherent with the characteristics of the methods than the ones previously presented in [6]

Analysis of multirate behavior in electronic systems

Doutoramento em Engenharia ElectrotécnicaEsta tese insere-se na área da simulação de circuitos de RF e microondas, e visa o estudo de ferramentas computacionais inovadoras que consigam simular, de forma eficiente, circuitos não lineares e muito heterogéneos, contendo uma estrutura combinada de blocos analógicos de RF e de banda base e blocos digitais, a operar em múltiplas escalas de tempo. Os métodos numéricos propostos nesta tese baseiam-se em estratégias multi-dimensionais, as quais usam múltiplas variáveis temporais definidas em domínios de tempo deformados e não deformados, para lidar, de forma eficaz, com as disparidades existentes entre as diversas escalas de tempo. De modo a poder tirar proveito dos diferentes ritmos de evolução temporal existentes entre correntes e tensões com variação muito rápida (variáveis de estado activas) e correntes e tensões com variação lenta (variáveis de estado latentes), são utilizadas algumas técnicas numéricas avançadas para operar dentro dos espaços multi-dimensionais, como, por exemplo, os algoritmos multi-ritmo de Runge-Kutta, ou o método das linhas. São também apresentadas algumas estratégias de partição dos circuitos, as quais permitem dividir um circuito em sub-circuitos de uma forma completamente automática, em função dos ritmos de evolução das suas variáveis de estado. Para problemas acentuadamente não lineares, são propostos vários métodos inovadores de simulação a operar estritamente no domínio do tempo. Para problemas com não linearidades moderadas é proposto um novo método híbrido frequência-tempo, baseado numa combinação entre a integração passo a passo unidimensional e o método seguidor de envolvente com balanço harmónico. O desempenho dos métodos é testado na simulação de alguns exemplos ilustrativos, com resultados bastante promissores. Uma análise comparativa entre os métodos agora propostos e os métodos actualmente existentes para simulação RF, revela ganhos consideráveis em termos de rapidez de computação.This thesis belongs to the field of RF and microwave circuit simulation, and is intended to discuss some innovative computer-aided design tools especially conceived for the efficient numerical simulation of highly heterogeneous nonlinear wireless communication circuits, combining RF and baseband analog and digital circuitry, operating in multiple time scales. The numerical methods proposed in this thesis are based on multivariate strategies, which use multiple time variables defined in warped and unwarped time domains, for efficiently dealing with the time-scale disparities. In order to benefit from the different rates of variation of slowly varying (latent) and fast-varying (active) currents and voltages (circuits’ state variables), several advanced numerical techniques, such as modern multirate Runge-Kutta algorithms, or the mathematical method of lines, are proposed to operate within the multivariate frameworks. Diverse partitioning strategies are also introduced, which allow the simulator to automatically split the circuits into sub-circuits according to the different time rates of change of their state variables. Novel purely time-domain techniques are addressed for the numerical simulation of circuits presenting strong nonlinearities, while a mixed frequency-time engine, based on a combination of univariate time-step integration with multitime envelope transient harmonic balance, is discussed for circuits operating under moderately nonlinear regimes. Tests performed in illustrative circuit examples with the newly proposed methods revealed very promising results. Indeed, compared to previously available RF tools, significant gains in simulation speed are reported

EXPERIÊNCIAS DE (TRANS)FORMAÇÃO COM PROFESSORES/AS E GESTORES/AS DA EDUCAÇÃO BÁSICA

O artigo apresenta experiências realizadas no âmbito de um projeto de pesquisa com professores/as e gestores/as da Educação Básica, vinculado a um curso de Mestrado Profissional em Gestão Educacional. Tem como objetivo elucidar a importância das ações de gestão para que a escola se realize como um lugar de (trans)formação docente. Para tanto, foram analisados diversos registros de documentação das experiências, além de uma entrevista realizada com o diretor da escola. As considerações preliminares apresentadas com base no estudo realizado indicam a validação das Rodas de Dialogo como um instrumento metodológico de (trans)formação, por meio do qual se fortalecem tanto os/as educadores/as que atuam na escola quanto os/as que atuam na universidade. Conclui-se que as Rodas de Diálogo contribuem para credibilizar as ações de articulação universidade escola.

Solução para Mapeamento e Consulta das Competências dos Pesquisadores: uma arquitetura para extração, integração e consultas de informações acadêmicas

It is of interest to universities to make scientific productions developed accessible to those interested, a simple premise with significant challenges involved. Solutions attempting to organize academic works in a way that facilitates users' searches are limited to points understood as relevant to researchers. Thus, the article at hand describes the architecture of a competency mapping platform developed in six stages, aligned with the Product Development Process (PDP), adopting an experimental approach. The system utilizes the Apache Hop tool to extract and coordinate data from critical sources such as Lattes and Sucupira platforms, enabling the construction of a database refined through Python scripts. As a result, this project generated a solution architecture and its materialization in a portal, bringing a set of useful features for researchers, academic institutions, and other stakeholders interested in information retrieval in this field.É de interesse das universidades públicas tornar as produções cientificas desenvolvidas acessíveis, neste contexto o artigo descreve uma solução de uma plataforma de mapeamento de competências que integra fontes de dados, como a plataforma Lattes, Sucupira e JCR, permitindo a busca de pesquisadores ou produções científicas. Para a especificação, desenvolvimento e testes da solução foram aplicados o método de pesquisa experimental com um percurso metodológico de seis etapas alinhadas ao processo de desenvolvimento de produto (PDP). Esta pesquisa traz uma análise comparativa da solução proposta com ferramentas correlatas de mercado tais como: Escavador, Chrome Qualis, Guia Especialista, Somos UFMG, Stela Experta e Plataforma Integra. Como resultado este projeto gerou uma arquitetura da solução e a sua materialização em um portal, trazendo uma série de funcionalidades úteis para pesquisadores, instituições acadêmicas e outros interessados na busca de informações nesse campo

Evaluation of genetic resources of yellow passion fruit

O objetivo deste trabalho foi caracterizar e avaliar recursos genéticos de maracujazeiro-amarelo (Passiflora edulis) quanto às principais características de importância econômica. Foram realizadas avaliações agronômicas e estimados parâmetros genéticos em 38 acessos do Banco Ativo de Germoplasma de Maracujazeiro da Embrapa Mandioca e Fruticultura, tendo-se utilizado cinco testemunhas provenientes de seleções ou melhoradas geneticamente. Foram avaliadas duas características produtivas, três características de qualidade química e sete atributos físicos dos frutos. Utilizou-se o delineamento de blocos aumentados, com quatro repetições e parcela de dez plantas. O elevado coeficiente de variação genética, o índice de variação maior que a unidade e os altos valores de herdabilidade indicam a existência de grande variabilidade genética ainda não explorada, bem como de condições favoráveis ao melhoramento genético. Para a maioria das características avaliadas, os acessos foram superiores às testemunhas. Os acessos BGM185 e BGM051 são mais promissores para o mercado de frutas frescas, pela qualidade dos frutos, enquanto os acessos BGM181, BGM034, BGM123 e BGM079 são indicados para a indústria de sucos, por apresentar alta produtividade e rendimento de polpa.The objective of this work was to characterize and evaluate genetic resources of yellow passion fruit (Passiflora edulis) for its main economic traits. Agronomic evaluations were made and genetic parameters were estimated in 38 germplasm accessions from the passion fruit germplasm bank of Embrapa Mandioca e Fruticultura, using five controls from selections or genetically improved material. Two productive characteristics, three chemical qualities, and seven physical attributes of fruit were evaluated. An augmented block design with four replicates and ten plants per plot was used. The high coefficient of genetic variation, the index of variation greater than one, and the high heritability values indicate the existence of high genetic variability not yet explored, as well as favorable conditions to implement a breeding program. For most of the traits evaluated, accessions were superior to the controls. Accessions BGM185 and BGM051 are more promising for the fresh fruit market, due to fruit quality, while accessions BGM181, BGM034, BGM123, and BGM079 are recommended for the fruit juice industry, due to high productivity and pulp yield

Formação de população base para seleção recorrente em maracujazeiro‑amarelo com uso de índices de seleção

O objetivo deste trabalho foi avaliar índices de seleção para a identificação de parentais, para uso na seleção recorrente de maracujazeiro‑amarelo. Foram avaliados 43 acessos quanto a 18 características agronômicas, entre as quais a produtividade, a massa de frutos, o teor de sólidos solúveis, o rendimento de polpa e a resistência a doenças foram consideradas as principais. A seleção direta, o índice de seleção distância genótipo‑ideótipo, Smith & Hazel e soma de postos de Mulamba & Mock foram as estratégias de seleção avaliadas. As médias da maioria das características principais e seus valores de herdabilidade e amplitude indicaram a possibilidade de se obterem ganhos genéticos pela seleção. Altos ganhos genéticos foram obtidos com a seleção direta, porém com perdas indesejáveis em outras características importantes. Foi possível obter ganhos preditos de forma equilibrada, para as 18 características, com uso da soma de postos e do desvio‑padrão genético como peso econômico. Os ganhos genéticos variaram de 2,47 a 10,33%, quanto ao rendimento de polpa e à produtividade, respectivamente, e houve redução da severidade da maioria das doenças avaliadas. A aplicação dos índices de seleção, para a escolha de parentais de ampla base genética, é uma alternativa viável mesmo com a presença de correlações indesejáveis.The objective of this work was to evaluate selection indexes to identify parents to be used in the recurrent selection of yellow passion fruit. Forty‑three germplasm accessions were evaluated for 18 agronomic traits, from which productivity, fruit mass, total soluble solids, pulp yield and resistance to diseases were considered as the primary ones. Direct selection, genotype‑ideotype distance index, Smith & Hazel index and the sum of ranks of Mulamba & Mock were the selection strategies evaluated. The means for most of the main traits, and their heritability and amplitude values indicated the possibility to obtain genetic gains by selection. High genetic gains were achieved by direct selection, but with undesirable losses in other important traits. Using the genetic standard deviation as economic weight, the sum of ranks selection index made possible balanced predicted gains for the 18 traits. The genetic gains ranged from 2.47 to 10.33%, for productivity and pulp yield, respectively, and there was a severity reduction in most of the evaluated diseases. The utilization of selection indexes for choosing parentals with wide genetic basis to be used in recurrent selection programs of yellow passion fruit is a viable alternative, even when undesirable correlations are present

O PAPEL DA CULTURA ORGANIZACIONAL PARA O DESENVOLVIMENTO DA SUSTENTABILIDADE: O CASO DE UM CAMPUS UNIVERSITÁRIO BRASILEIRO

This study aimed to analyze sustainability at the UFMS/CPAQ Campus in Aquidauana/MS, as these Higher Education Institutions (HEIs) may also be responsible for environmental damage in the communities in which they operate. Thus, the objective was to verify how the organizational culture influences the implementation of sustainable policies. The study method was the qualitative research technique, carried out through a case study, with data collected from documentary analysis, direct participant observation and semi-structured interview, and analyzed from an interpretive posture, using the technique data triangulation. The study concluded that for the development of a culture oriented to sustainability it is necessary that the campus management raises the discussion on the theme and, in this way, can take ownership of the institutional actions in the establishment of its own objectives. In this sense, this study presented an action plan that provides an option to guide this process.O presente trabalho teve como intuito analisar a sustentabilidade no Campus da UFMS/CPAQ unidade de Aquidauana/MS, visto que essas Instituições de Ensino Superior (IES) também podem ser responsáveis por danos ambientais nas comunidades em que estão inseridas. Assim, o objetivo foi verificar como a cultura organizacional influencia a implantação de políticas sustentáveis. Teve como método de estudo a técnica de pesquisa qualitativa, realizada por meio de um estudo de caso, com dados coletados a partir de análise documental, observação direta participante e entrevista semiestruturada, e analisados a partir de uma postura interpretativa, utilizando-se da técnica de triangulação de dados. O estudo concluiu que para o desenvolvimento de uma cultura orientada à sustentabilidade é necessário que a gestão do campus levante a discussão sobre o tema e, desta forma, possa apropriar-se das ações institucionais no estabelecimento de seus próprios objetivos. Neste sentido este estudo apresentou um plano de ações que proporciona uma opção para o norteamento deste processo

Múltiplas infecções relacionadas à assistência em saúde em paciente com doença de Crohn: Relato de caso

Background and Objective: Healthcare-associated infections (HAIs) are the main cause of death in hospitalized individuals worldwide, related with preexisting disease and invasive procedures. The present study aimed to identify the microorganisms in a immunosuppressed patient and their antimicrobial resistance profile. Case report: A 33-year-old man with Crohn's disease was admitted in a hospital for an enterostomy and cholecystectomy, with postoperative fever and gastrointestinal bleeding. Infections of the urinary tract, into the bloodstream and associated with vascular catheter were evaluated by collect of urine, blood and secretions from catheter tips, individually plated on specific media for direct identification and antibiogram in VITEK® 2. Two different vascular catheters samples and a hemoculture revealed Staphylococcus aureus strains β-lactamases producers, with macrolide-lincosamide-streptogramin B (MLS B) and methicillin resistance phenotypes (MRSA), and one indication of VISA (Vancomycin-intermediate S. aureus). Pseudomonas aeruginosa and P. luteola were detected in catheter tips with different resistance profile, whereas Trichosporon asahii and Klebsiella pneumonia (ciprofloxacin/levofloxacin resistant) were isolated from urine. Amikacin, meropenem polymyxin B, piperacillin/tazobactam, ciprofloxacin, cefepime and amphotericin B were administered to this patient. Conclusions: The patient survived even after multiple infections with pathogens usually envolved in HAIs and mortality in brazilian hospitals.Objetivos: Infecções relacionadas à assistência em saúde (IRAS) são a principal causa de morte em indivíduos hospitalizados no mundo, associada a doenças preexistentes e procedimentos invasivos. O presente estudo objetivou determinar IRAS em indivíduo imunossuprimido com doença de Crohn e o perfil de resistência antimicrobiana dos micro-organismos isolados. Descrição do caso: Um homem de 33 anos de idade com doença de Crohn foi admitido em um hospital para enterostomia e colecistectomia, com febre e sangramento gastrointestinal. Infecções no trato urinário, na corrente sanguínea e associadas com cateter vascular foram avaliadas, coletando-se urina, sangue e secreções de cateteres, individualmente plaqueadas em meios específicos para identificação direta e antibiograma em VITEK® 2. Duas diferentes amostras de cateter vascular central (CVC) e hemocultura revelaram cepas de Staphylococcus aureus, com fenótipos de resistência a macrolídeos, lincosamídeos e estreptogramina B (MLS B) e meticilina (MRSA), e uma indicação de VISA (Vancomycin-intermediate S. aureus). Pseudomonas aeruginosa produtora de β-lactamase e P. luteola foram detectadas em pontas de cateteres (CVC) com diferentes padrões de resistência, enquanto Trichosporon asahii e Klebsiella pneumoniae (resistentes a ciprofloxacino/levofloxacino) foram isoladas de urina. Amicacina, meropenem, polimixina B, piperacilina/ tazobactam, ciprofloxacino, cefepime e anfotericina B foram administradas neste paciente. Conclusões: O paciente sobreviveu mesmo após infecções múltiplas com patógenos usualmente envolvidos em IRAS e mortalidade em hospitais brasileiros