Towards more Dependable Verification of Mixed-Signal Systems

The verification of complex mixed-signal systems is a challenge, especially considering the impact of parameter variations. Besides the established approaches like Monte-Carlo or Corner-Case simulation, a novel semi-symbolic approach emerged in recent years. In this approach, parameter variations and tolerances are maintained as symbolic ranges during numerical simulation runs by using affine arithmetic. Maintaining parameter variations and tolerances in a symbolic way significantly increases verification coverage. In the following we give a brief introduction and an overview of research on semi-symbolic simulation of both circuits and systems and discuss possible application for system level verification and optimization

A universal mirror wave-mode threshold condition for non-thermal space plasma environments

Magnetic fluctuations are recognized in a large variety of space plasmas by increasingly high resolution, in situ observations as mirror wave mode structures. A typical requirement for the excitation of mirror modes is a dominant perpendicular pressure in a high-beta plasma environment. Contrary, we demonstrate from a realistic kinetic analysis how details of the velocity space distributions are of considerable significance for the instability threshold. Introducing the most common characteristics of observed ion and electron distributions by a mixed suprathermal-loss-cone, we derive a universal mirror instability criterion from an energy principle for collisionless plasmas. As a result, the transition from two temperature Maxwellians to realistic non-thermal features provides a strong source for the generation of mirror wave mode activity, reducing drastically the instability threshold. In particular, a number of space-related examples illuminate how the specific structure of the velocity space distribution dominates as a regulating excitation mechanism over the effects related to changes in the plasma parameters

In Vitro Culture of the Insect Endosymbiont Spiroplasma poulsonii Highlights Bacterial Genes Involved in Host- Symbiont Interaction

Endosymbiotic bacteria associated with eukaryotic hosts are omnipresent in nature, particularly in insects. Studying the bacterial side of host-symbiont interactions is, however, often limited by the unculturability and genetic intractability of the symbionts. <i>Spiroplasma poulsonii</i> is a maternally transmitted bacterial endosymbiont that is naturally associated with several <i>Drosophila</i> species. <i>S. poulsonii</i> strongly affects its host's physiology, for example by causing male killing or by protecting it against various parasites. Despite intense work on this model since the 1950s, attempts to cultivate endosymbiotic <i>Spiroplasma in vitro</i> have failed so far. Here, we developed a method to sustain the <i>in vitro</i> culture of <i>S. poulsonii</i> by optimizing a commercially accessible medium. We also provide a complete genome assembly, including the first sequence of a natural plasmid of an endosymbiotic <i>Spiroplasma</i> species. Last, by comparing the transcriptome of the <i>in vitro</i> culture to the transcriptome of bacteria extracted from the host, we identified genes putatively involved in host-symbiont interactions. This work provides new opportunities to study the physiology of endosymbiotic <i>Spiroplasma</i> and paves the way to dissect insect-endosymbiont interactions with two genetically tractable partners. <b>IMPORTANCE</b> The discovery of insect bacterial endosymbionts (maternally transmitted bacteria) has revolutionized the study of insects, suggesting novel strategies for their control. Most endosymbionts are strongly dependent on their host to survive, making them uncultivable in artificial systems and genetically intractable. <i>Spiroplasma poulsonii</i> is an endosymbiont of <i>Drosophila</i> that affects host metabolism, reproduction, and defense against parasites. By providing the first reliable culture medium that allows a long-lasting <i>in vitro</i> culture of <i>Spiroplasma</i> and by elucidating its complete genome, this work lays the foundation for the development of genetic engineering tools to dissect endosymbiosis with two partners amenable to molecular study. Furthermore, the optimization method that we describe can be used on other yet uncultivable symbionts, opening new technical opportunities in the field of host-microbes interactions

Rice bran arabinoxylan compound and quality of life of cancer patients (RBAC-QoL): Study protocol for a randomized pilot feasibility trial

© 2020 Introduction: Rice bran arabinoxylan compound (RBAC) is a nutraceutical for enhancing a depleted immune system during and after cancer treatment. This pilot feasibility trial aims to evaluate the effects of RBAC on cancer patients\u27 quality of life during active treatment, compared to placebo, using a validated questionnaire. Other outcome measures include changes in inflammatory and nutritional status, cytokine profile, and gut microbiota. Methods/Design: The study will recruit 50 participants from a regional cancer center in Australia. Patients aged 18–70, diagnosed with solid organ cancers stage II and above, and currently undergoing active systemic therapies, are eligible. Random allocation of participants into two groups is stratified based on metastatic status and treatment type. The dosage is either 3 g/day of RBAC or placebo in identical packaging. The participants, study coordinator, and treating oncologists are blinded to the interventions. Data collections are at baseline and at four follow-up sessions, which are six weeks apart (24 weeks). Statistical analysis will involve a protected p-value with multiple dependent values and analyzed by ANOVA with repeated measures on the occasion of testing and with both a full Bonferroni or Sidak corrections applied to protect against Type I errors. Any observed significance warrants further analysis with pairwise comparisons. Analysis of covariance will also be performed to assess any influence of the demographic data, cancer diagnosis, as well as changes in physical activity, dietary habits, and complementary medicine usage. Comparisons of gut microbiota will be based on the analysis of the fecal microbiome using 16S ribosomal ribonucleic acid amplicon sequencing. The proposed research timeline is from October 2018 to May 2022. Trial registration: ANZCTR. Reg No: ACTRN12619000562178p

Herman Schupfer, 1973-07-26, Interview #2

Tramway operation. Train wrecks and floods in canyon. Subsistence farming. Town socializing. Cannery work. 7-26-73 1.5 hr 33p R

Design refinement of communication systems applying range based simulations

Zsfassung in dt. SpracheElektronische Systeme und Schaltungen werden typischerweise so entworfen, dass sie ein spezifiziertes, ideales Verhalten erfüllen und mit nominalen Systemgrößen implementiert werden. Realisierungen von Systemen haben aber immer Abweichungen ihrer Systemparameter von der idealen Implementierung zur Folge. Prozess Variationen verschieben Bauteileigenschaften, Toleranzen erzeugen Abweichungen in der Realisierung und generelle Unsicherheiten verursachen Abweichungen des Systemverhaltens. Verbesserungen der Systemqualität sollen zu einem robusteren Verhalten führen und in dieser Arbeit speziell für Kommunikationssysteme gezeigt werden. Eine Schwankung von Systemparametern tritt insbesonders bei analogen und mixed-signal Systemen auf. Das Verhalten von analogen Systemen ist nicht nur durch seine nominellen Designparameter spezifiziert, es ist auch durch Parameterabweichungen die durch Implementierungsentscheidungen und Prozessvariationen verursacht werden beeinflusst. Traditionelle Multi-Run Simulationen können mit den gestiegenen Leistungsanforderungen in ihrer Simulationseffizienz nicht schritthalten. Klassische numerische Simulationen verlieren die Korrelation zu den beeinflussenden Faktoren.Die numerischen Resultate liefern einfach skalare Größen welche keine Informationen über Ursachen beinhalten. Techniken zur Verbesserung der Systemeigenschaften sind schwierig anzuwenden, da zuerst Korrelationen und Empfindlichkeiten bestimmt werden müssen um ein deterministische Optimierung zu erreichen. Eine Systemanalyse wird daher als erster und wichtigster Schritt erachtet um einen Designprozess welcher auf eine Verbesserung der Systemeigenschaften basiert, zu ermöglichen.Semi-Symbolische Simulationen sind eine neuartige Simulationstechnik welche das Potential haben diese Einschränkungen zu überwinden. Der kombinierte numerische und symbolische Modellierungs- und Simulationsansatz ermöglicht es die Simulationsgrößen gleichzeitig für einen ganzen Bereich von variierenden Systemparametern zu berechnen und damit den Multi-Run Aufwand auf einen einzigen Simulationslauf zu reduzieren. Die symbolische Darstellung des Simulationsergebnisses beinhaltet weiterhin Korrelationen zu den Systemparametern und ermöglicht eine inverse Verhaltensanalyse. Die Ziele dieser Arbeit sind es eine Simulations- und Analyseumgebung zu schaffen, welche eine integrierte Parameterauswirkungsabschätzung von Systemen mit Parameterabweichungen ermöglicht. Abweichungen von Systemgrößen und Parametern werden durch eine Bereichsbeschreibung modelliert und im folgenden Simulationsschritt berücksichtigt. Identifizierte Verfeinerungskandidaten sollen schrittweise modifiziert werden und dadurch die Systemqualität beziehungsweise die Robustheit und Zuverlässigkeit des Systems verbessert werden. Die symbolische Eigenschaft der Abweichungsdarstellung unterstützt die Identifikation von Verbesserungskandidaten. Die bereichsbasierte Systemantwort soll in seine beitragenden Unterbereiche zerlegt werden, um ein Maß für den Beitrag jedes Abweichungseffektes zum gesamten Systemverhalten zu bekommen. Eine durch eine Simulation (Semi-Symbolisch) geleitete Auswahl von Verbesserungskandidaten erlaubt eine effiziente Verbesserung der Systemqualität. Alle Methodiken werden schließlich in einem "`MARC refinement design flow"' kombiniert welcher Semi-Symbolische Simulationen, die Analyse und eine deterministische Identifikation von Verbesserungskandidaten in einer Umgebung erlaubt.Electronic systems and circuits are typically designed to fulfill a specified ideal behavior and are considered to be implemented by their nominal quantities. Realizations of system designs however always deviate in their system parameters from the ideal implementation.Process variations deviate component properties, part tolerances introduce variations to the system realization and general uncertainties add deviations to the system behavior. System quality improvements should result in a robust system behavior and primarily targets communication systems within this work. The variation of system parameters especially occurs in analog and mixed-signal systems and raises the question on how to efficiently analyze and improve their behavior. The behavior of analogue systems is not only specified by the nominal design parameters but is also influenced by parameter variations caused by implementation decisions and process variations. Traditional multi-run simulations do not keep pace in their simulation efficiency with the rising demand for computation power. Classical numeric simulations loose the correlation to causing factors. The numerical result simply provides a scalar quantity which does not hold any information on the causing contributor. System refinement techniques are difficult to apply as initially correlations or sensitivities have to be determined to achieve a deterministic optimization goal. A system analysis is considered to be the first and crucial step in a refinement design process. Semi-symbolic simulations are a novel simulation technique that provide the potential to avoid and overcome these restrictions. The combined numerical and symbolic modeling and simulation approach allows to compute the simulation quantities simultaneously for a complete range of varying system parameters. This reduces the multi-run effort of traditional numeric simulations to a single simulation run with the cost of an increased computation complexity. The symbolic representatives of the resulting simulation quantities keep the correlations to the system parameters and allow a backward behavior analysis. The objectives within this thesis are to create a simulation and analysis environment which allows a parameter impact estimation of deviated system models. Deviations of system quantities and parameters are modeled by range descriptions and considered in a following simulation step. Identified refinement candidates should be updated/modified iteratively to increase the system quality and to improve the robustness and reliability of the designed systems. The symbolic nature of deviation representations is considered to support the identification of refinement parameters. The range based system response should be decomposed into the contributing sub ranges giving, a measure on the impact of every sub ranges associated deviation effect on the overall behavior. A simulation (semi-symbolic) guided refinement candidate identification allows an efficient system quality improvement. All methodologies are finally combined in the "`MARC refinement design flow"' which supports the semi-symbolic simulation, analysis and deterministic identification of refinement candidates in one environment.10

Otto Schupfer, 1976-04-14, Interview #1

Early telephone service and tramways. Anti-German sentiment in war time. Foster's hospital and Adam's wheat. Experience versus education. Juliaetta cannery. Porter enterprises. 4-14-76 1.8 hr

Design refinement of communication systems applying range based simulations

Elektronische Systeme und Schaltungen werden typischerweise so entworfen, dass sie ein spezifiziertes, ideales Verhalten erfüllen und mit nominalen Systemgrößen implementiert werden. Realisierungen von Systemen haben aber immer Abweichungen ihrer Systemparameter von der idealen Implementierung zur Folge. Prozess Variationen verschieben Bauteileigenschaften, Toleranzen erzeugen Abweichungen in der Realisierung und generelle Unsicherheiten verursachen Abweichungen des Systemverhaltens. Verbesserungen der Systemqualität sollen zu einem robusteren Verhalten führen und in dieser Arbeit speziell für Kommunikationssysteme gezeigt werden. Eine Schwankung von Systemparametern tritt insbesonders bei analogen und mixed-signal Systemen auf. Das Verhalten von analogen Systemen ist nicht nur durch seine nominellen Designparameter spezifiziert, es ist auch durch Parameterabweichungen die durch Implementierungsentscheidungen und Prozessvariationen verursacht werden beeinflusst. Traditionelle Multi-Run Simulationen können mit den gestiegenen Leistungsanforderungen in ihrer Simulationseffizienz nicht schritthalten. Klassische numerische Simulationen verlieren die Korrelation zu den beeinflussenden Faktoren. Die numerischen Resultate liefern einfach skalare Größen welche keine Informationen über Ursachen beinhalten. Techniken zur Verbesserung der Systemeigenschaften sind schwierig anzuwenden, da zuerst Korrelationen und Empfindlichkeiten bestimmt werden müssen um ein deterministische Optimierung zu erreichen. Eine Systemanalyse wird daher als erster und wichtigster Schritt erachtet um einen Designprozess welcher auf eine Verbesserung der Systemeigenschaften basiert, zu ermöglichen. Semi-Symbolische Simulationen sind eine neuartige Simulationstechnik welche das Potential haben diese Einschränkungen zu überwinden. Der kombinierte numerische und symbolische Modellierungs- und Simulationsansatz ermöglicht es die Simulationsgrößen gleichzeitig für einen ganzen Bereich von variierenden Systemparametern zu berechnen und damit den Multi-Run Aufwand auf einen einzigen Simulationslauf zu reduzieren. Die symbolische Darstellung des Simulationsergebnisses beinhaltet weiterhin Korrelationen zu den Systemparametern und ermöglicht eine inverse Verhaltensanalyse. Die Ziele dieser Arbeit sind es eine Simulations- und Analyseumgebung zu schaffen, welche eine integrierte Parameterauswirkungsabschätzung von Systemen mit Parameterabweichungen ermöglicht. Abweichungen von Systemgrößen und Parametern werden durch eine Bereichsbeschreibung modelliert und im folgenden Simulationsschritt berücksichtigt. Identifizierte Verfeinerungskandidaten sollen schrittweise modifiziert werden und dadurch die Systemqualität beziehungsweise die Robustheit und Zuverlässigkeit des Systems verbessert werden. Die symbolische Eigenschaft der Abweichungsdarstellung unterstützt die Identifikation von Verbesserungskandidaten. Die bereichsbasierte Systemantwort soll in seine beitragenden Unterbereiche zerlegt werden, um ein Maß für den Beitrag jedes Abweichungseffektes zum gesamten Systemverhalten zu bekommen. Eine durch eine Simulation (Semi-Symbolisch) geleitete Auswahl von Verbesserungskandidaten erlaubt eine effiziente Verbesserung der Systemqualität. Alle Methodiken werden schließlich in einem "`MARC refinement design flow"' kombiniert welcher Semi-Symbolische Simulationen, die Analyse und eine deterministische Identifikation von Verbesserungskandidaten in einer Umgebung erlaubt.Electronic systems and circuits are typically designed to fulfill a specified ideal behavior and are considered to be implemented by their nominal quantities. Realizations of system designs however always deviate in their system parameters from the ideal implementation. Process variations deviate component properties, part tolerances introduce variations to the system realization and general uncertainties add deviations to the system behavior. System quality improvements should result in a robust system behavior and primarily targets communication systems within this work. The variation of system parameters especially occurs in analog and mixed-signal systems and raises the question on how to efficiently analyze and improve their behavior. The behavior of analogue systems is not only specified by the nominal design parameters but is also influenced by parameter variations caused by implementation decisions and process variations. Traditional multi-run simulations do not keep pace in their simulation efficiency with the rising demand for computation power. Classical numeric simulations loose the correlation to causing factors. The numerical result simply provides a scalar quantity which does not hold any information on the causing contributor. System refinement techniques are difficult to apply as initially correlations or sensitivities have to be determined to achieve a deterministic optimization goal. A system analysis is considered to be the first and crucial step in a refinement design process. Semi-symbolic simulations are a novel simulation technique that provide the potential to avoid and overcome these restrictions. The combined numerical and symbolic modeling and simulation approach allows to compute the simulation quantities simultaneously for a complete range of varying system parameters. This reduces the multi-run effort of traditional numeric simulations to a single simulation run with the cost of an increased computation complexity. The symbolic representatives of the resulting simulation quantities keep the correlations to the system parameters and allow a backward behavior analysis. The objectives within this thesis are to create a simulation and analysis environment which allows a parameter impact estimation of deviated system models. Deviations of system quantities and parameters are modeled by range descriptions and considered in a following simulation step. Identified refinement candidates should be updated/modified iteratively to increase the system quality and to improve the robustness and reliability of the designed systems. The symbolic nature of deviation representations is considered to support the identification of refinement parameters. The range based system response should be decomposed into the contributing sub ranges giving, a measure on the impact of every sub ranges associated deviation effect on the overall behavior. A simulation (semi-symbolic) guided refinement candidate identification allows an efficient system quality improvement. All methodologies are finally combined in the "`MARC refinement design flow"' which supports the semi-symbolic simulation, analysis and deterministic identification of refinement candidates in one environment.by Florian SchupferZsfassung in dt. SpracheWien, Techn. Univ., Diss., 2013OeBB(VLID)162118