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PFCs

Dentro del Laboratorio de Sistemas Integrados se buscan alumnos de 4º y 5º curso para realizar el Proyecto Fin de Carrera. A los alumnos seleccionados se les ofrece:
  • Integración en un grupo de investigación puntera en sistemas empotrados ( Embedded Systems ).
  • Proyectos atractivos, bien definidos y acotados temporalmente.
  • Posibilidad de beca.
Buscamos alumnos motivados, preferentemente de la especialidad de electrónica o con buenos conocimientos de programación.

Los alumnos interesados deberán entregar una solicitud en la secretaría del departamento (B-042) a la atención de la persona que se indica junto a la descripción de los proyectos ofertados (en caso de estar interesado en varios proyectos hacerlo constar, junto al orden de preferencia, en la solicitud). Para más información sobre el tema se puede enviar un correo electrónico al tutor asignado al proyecto.

Se ofrecen los siguientes Proyectos de Fin de Carrera (Junio 2006 ):

!ACTUALIZADO! COMPILADOR PARA REDUCCIÓN DE TEMPERATURA Y POTENCIA EN PROCESADORES DE ALTAS PRESTACIONES

  • Tutor: José L. Ayala
  • Conocimientos recomendados: Interés en el diseño de compiladores, programación en C/C++.

!ACTUALIZADO! DISEÑO FULL-CUSTOM DE ELEMENTOS LÓGICOS DE FPGAs

  • Tutor: Marisa López Vallejo
  • Conocimientos recomendados: Especialidad electrónica, herramienta Cadence para diseño full-custom, conocimientos de Microelectrónica

!ACTUALIZADO! IMPLEMENTACIÓN DE OPERADORES COMPLEJOS EN ARQUITECTURAS RECONFIGURABLES,

  • Tutor: Marisa López Vallejo
  • Conocimientos recomendados: Especialidad electrónica, conocimientos de VHDL Y FPGAS.

!ACTUALIZADO! IMPLEMENTACIÓN DE ALGORITMOS DE PROCESADO DE SEÑAL EN ARQUITECTURAS RECONFIGURABLES,

  • Tutor: Marisa López Vallejo
  • Conocimientos recomendados: Especialidad electrónica, conocimientos de VHDL, FPGAS. Procesado de señal.

!ACTUALIZADO! MODELADO TÉRMICO DE SISTEMAS VLIW

  • Tutor: José Luis Ayala
  • Conocimientos recomendados: Especialidad electrónica, C/C++, arquitectura de computadores, conocimientos de física

!ACTUALIZADO! DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE SENSORES TÉRMICOS INTEGRADOS

  • Tutor: José Luis Ayala
  • Conocimientos recomendados: Especialidad electrónica, diseño electrónico full o semi-custom, VHDL o Cadence

!ACTUALIZADO! DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE SENSORES DE CONSUMO DE BAJO COSTE Y ALTA FUNCIONALIDAD MEDIANTE PICs Y FPGAs

  • Tutor: José Luis Ayala
  • Conocimientos recomendados: Especialidad electrónica, VHDL o C/C++

PROTOTIPADO DE SISTEMAS EMPOTRADOS EN PLATAFORMAS CON FPGAS VIRTEX-II

GENERACIÓN DE BANCOS DE PRUEBAS PARA SISTEMAS MULTIPROCESADORES EN UN CHIP (MPSoCs)

  • Tutor: José Luis Ayala
  • Conocimientos recomendados: Especialidad electrónica, VHDL, Matlab o C/C++

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN MÓDULO HARDWARE CONTROLADOR DE TENSIÓN Y FRECUENCIA PARA MPSoCs

  • Tutor: José Luis Ayala
  • Conocimientos recomendados: Especialidad electrónica, VHDL, o C/C++


Se mantiene alguno de los siguientes Proyectos de Fin de Carrera (25 de Marzo 2003). Aquellos alumnos interesados deben ponerse en contacto con el tutor directamente.

MODELADO A NIVEL RTL DE UN CORE DE PROCESADOR PARAMETRIZABLE


  • Diseño FULL-CUSTOM de elementos lógicos de FPGAs

    Las FPGAs constituyen hoy en día un elemento fundamental para la implementación de sistemas digitales. Entre sus muchas ventajas se encuentran su bajo coste, programabilidad y corto tiempo de diseño. En su contra tienen una gran ocupación de área y, sobre todo, un consumo de potencia elevadísimo.

    En este proyecto se propone la realización mediante tecnología full-custom de los elementos básicos utilizados en las principales familias de FPGAs existentes actualmente en el mercado. Dichos elementos se deben diseñar, simular e implementar, en una primera fase del proyecto, para posteriormente caracterizarlos desde el punto de vista del consumo. Finalmente, se buscarán soluciones y alternativas para aquellos elementos identificados como más conflictivos desde el punto de vista del consumo.


  • IMPLEMENTACIÓN DE OPERADORES COMPLEJOS EN ARQUITECTURAS RECONFIGURABLES

    Como es bien sabido, existen operaciones cuya complejidad cuando se implementan en hardware es sumamente elevada. Por ello se han desarrollado algoritmos particulares que permiten conseguir diferentes compromisos entre la velocidad de cálculo de estas operaciones y la precisión que se obtiene en las mismas-

    Además, si la implementación hardware se realiza sobre una arquitectura con características tan particulares como es una FPGA, aparecen una serie de restricciones particulares de esta tecnología que se deben tener en cuenta a l realizar la implementación.

    En este proyecto se propone la implementación de una serie de operadores complejos sobre FPGAs. Los operadores pueden ser multiplicadores, divisores, etc. y se abordarán tanto para punto fijo como para punto flotante. Se realizará su especificación mediante el lenguaje VHDL y se implementarán sobre FPGAs de Xilinx de última generación

    Para la realización de este PFC es muy recomendable haber realizado o estar matriculado del Laboratorio LCSE.


  • ALGORITMOS DE PROCESADO DE SEÑAL EN ARQUITECTURAS RECONFIGURABLES

    La mayoría de los sistemas de telecomunicaciones de hoy en día necesitan unas prestaciones que sólo se pueden conseguir con hardware a medida. En este proyecto se propone la implementación de algunos algoritmos de procesado de señal en plataformas reconfigurables (FPGAs).

    En concreto, se abordará el diseño de algoritmos de detección de blancos en sistemas radar LPI.

    Para este proyecto resulta de interés conocer VHDL o el diseño en FPGAs, además de conocimientos básicos de procesado de señal.


  • MODELADO TÉRMICO DE SISTEMAS VLIW

    El creciente auge de las aplicaciones multimedia sobre dispositivos portátiles, así como el interés en las comunicaciones inalámbricas , ha motivado el diseño de nuevos sistemas electrónicos basados en procesadores de altas prestaciones. El resultado en este ámbito de aplicación ha sido la inversión de esfuerzos de investigación en procesadores Very Long Instruction Word (VLIW).

    Las características arquitecturales de estos sistemas, así como el sobredimensionamiento de algunos de sus dispositivos (como son los dispositivos de memoria) ha ocasionado que surja un nuevo fenómeno de interés: la elevación térmica de la superficie del material con el que se fabrica el sistema procesador. Esta elevación térmica es la causante de un gran número de fallos y daños físicos al variar las características físicas del material.

    El objetivo del presente proyecto es el refinamiento de un modelo analítico que proporcione información fiable del comportamiento térmico del sistema VLIW. Su inclusión en un simulador de estar arquitecturas permitirá el análisis de los fenómenos de alto nivel que juegan un papel fundamental en la elevación térmica del dispositivo.

    Mejor si... tienes conocimientos de C/C++, arquitectura de computadores, física y eres una persona innovadora con interés en el tema.


  • DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE SENSORES TÉRMICOS INTEGRADOS

    El crecimiento del consumo dinámico y estático de potencia en los sistemas electrónicos complejos de la actualidad, así como su incremento de prestaciones y reducción del área activa, ha producido una elevación drástica de la temperatura superficial del material.

    Dado que las elevaciones de la temperatura superficial (tanto puntuales como mantenidas) en los dispositivos electrónicos son una fuente de errores de funcionamiento y daño estructural, es necesario contar con dispositivos sensores que monitoricen esta temperatura y proporcionen los mecanismos necesarios para atajar las elevaciones térmicas.

    El objetivo de este proyecto es el diseño de sensores integrados en el propio chip a monitorizar, de forma que la adquisición de información térmica se realice de forma precisa, rápida y transparente al sistema. De esta forma, se procederá al diseño e implementación de diversos mecanismos sensores en tecnología full-custom o semi-custom.

    Mejor si... tienes conocimientos de diseño electrónico full-custom (Cadence-Spice) o semi-custom (VHDL), eres una persona innovadora y te interesa el diseño hardware y la electrónica en general.


  • DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE SENSORES DE CONSUMO DE BAJO COSTE Y ALTA FUNCIONALIDAD MEDIANTE PICs Y FPGAs

    Hoy en día, las restricciones de consumo en los sistemas electrónicos aparecen en todas las áreas de aplicación de estos dispositivos: desde los terminales multimedia portátiles, los sistemas de sobremesa, dispositivos a bordo de satélites de comunicaciones y los futuros elementos de los entornos domóticos.

    En todo momento, se hace fundamental monitorizar el consumo asociado a una determinada aplicación y, en función de diversos parámetros y variables, controlar el estado de ciertos dispositivos.

    El objetivo del Proyecto es el diseño e implementación de un sistema capaz de atender a diversas variables indicadoras del posible consumo del dispositivo electrónico y, en función de ellas, regular el funcionamiento. Las restricciones fundamentales del diseño serán la versatilidad (posibilidad de aplicación en múltiples entornos) y la economía (de ahí la implementación sobre un microcontrolador programable y lógica adicional sencilla o sobre una plataforma de prototipado FPGA).

    Mejor si... te gusta el "cacharreo", tienes conocimientos de programación en ensamblador o VHDL, eres una persona innovadora y te interesa el diseño hardware.


  • COMPILADOR PARA REDUCCIÓN DE TEMPERATURA Y POTENCIA EN PROCESADORES DE ALTAS PRESTACIONES

    Los procesadores de altas prestaciones se encuentran en gran infinidad de entornos y ámbitos de aplicación, desde las modernas arquitecturas de sobremesa con cores duales, hasta las arquitecturas de superordenadores como BluGene. En todos ellos, el consumo de potencia, y actualmente la disipación térmica, se han convertido en un problema acuciante debido a la posibilidad de daño físico que puede ocurrir cuando los gradientes térmicos en la superficie del chip son llamativos.

    Pese a que en los últimos años se han propuesto numerosas técnicas de manejo dinámico de la temperatura, el trabajo en optimizaciones estáticas (por parte del compilador) es aún reducido. Sin embargo, estas optimizaciones térmicas por parte del compilador son extremadamente valiosas gracias a su compatibilidad con las técnicas dinámicas y endependencia con la arquitectura del procesador.

    El objetivo del Proyecto es el análisis y diseño de técnicas de reducción y optimización térmica por parte del compilador. Para ello, se contará con una plataforma de generación de compiladores y arquitecturas procesadoras de altas prestaciones que evitan el diseño "from scratch" de un compilador. El fin de este proyecto es la obtención de un compilador capaz de minimizar los efectos negativos de la temperatura en la superficie del chip.

    Mejor si... te gusta la arquitectura de procesadores, el diseño de compiladores y la relación entre el hardware/software de las arquitecturas de altas prestaciones.


  • PROTOTIPADO DE SISTEMAS EMPOTRADOS EN PLATAFORMAS CON FPGAS VIRTEX-II

    Con este proyecto se quiere experimentar con las posibilidades que ofrece el entorno Embebbed Development Kit (EDK) de Xilinx y su aplicación a una plataforma de prototipado de AVNET Virtex-II Development Kit. Para este proyecto se generaran diversos diseños que utilicen los recursos disponibles en la plataforma de prototipado.

    Los diseños generados se caracterizarán por incluir un softcore microprocesador (Microblaze) junto con diversos cores para el control de perifericos, sobre todo de entrada/salida (UART, Ethernet, PCI, ...), todos ellos proporcionados por el entorno de desarrollo, que deberán adaptarse a las características especificas de la plataforma de prototipado.

    Este proyecto requerirá de la utilización del lenguaje de descripción hardware VHDL, pero también de conocimientos básicos de C para la programación del sistema generado.


  • GENERACIÓN DE BANCOS DE PRUEBAS PARA SISTEMAS MULTIPROCESADORES EN UN CHIP (MPSoCs)

    Los Sistemas Multiprocesadores en un Chip (MPSoCs) son la más reciente alternativa de diseño de sistemas electrónicos basados en microprocesador. En éstos, se integran diversos microprocesadores (homogéneos o heterogéneos) que comparten recursos comunes y se comunican a través de un bus.

    Dicha área de la electrónica, de muy reciente aparición e intensa investigación en nuestros días, encuentra su más importante aplicación en todos los sistemas multimedia de altas prestaciones.

    El objetivo del Proyecto es la elaboración de diversos bancos de pruebas que exploten la funcionalidad y potencia de las MPSoCs. En concreto, se implementarán sobre una plataforma de simulación algoritmos de procesado multimedia y comunicaciones. El análisis de la simulación de dichos algoritmos permitirá el dimensionamiento óptimo del sistema (número de procesadores, recursos comunes, etc.).

    Mejor si... tienes conocimientos sólidos de C y/o C++, te apetece trabajar con sistemas de procesadores programables, te interesa la implementación de algoritmos multimedia y tienes algún conocimiento de microarquitecturas.


  • DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN MÓDULO HARDWARE CONTROLADOR DE TENSIÓN Y FRECUENCIA PARA MPSoCs

    Los Sistemas Multiprocesadores en un Chip (MPSoCs) son la más reciente alternativa de diseño de sistemas electrónicos basados en microprocesador. En éstos, se integran diversos microprocesadores (homogéneos o heterogéneos) que comparten recursos comunes y se comunican a través de un bus.

    Uno de los objetivos clave en el diseño de MPSoCs es la minimización del consumo energético asociado a estos sistemas, dado que su campo de aplicación más prometedora son los dispositivos multimedia portátiles, frecuentemente alimentados por baterías.

    El objetivo del Proyecto es el diseño e implementación de un módulo hardware que permita el control selectivo de la alimentación y la frecuencia de funcionamiento de cada uno de los procesadores integrados en el sistema. Para ello, analizará dinámicamente diversas variables durante la ejecución de las aplicaciones y, basándose en heurísticos y modelos analíticos, tomará las decisiones necesarias.

    Mejor si... te apetece realizar tu PFC en el diseño hardware mediante VHDL, te interesan los sistemas "inteligentes" y/o adaptativos como los controladores difusos y tienes algún conocimiento de microarquitectura.


  • MODELADO A NIVEL RTL DE UN CORE DE PROCESADOR PARAMETRIZABLE

    En este proyecto se va a realizar un modelo de simulación de un core procesador parametrizable. La idea es implementar un conjunto de elemntos básicos de un microprocesador: pipeline de cinco etapas, ALUs, fichero de registros, memoria, etc. Todos estos elementos han de ser parametrizables y han de permitir la simulación de una serie de cores procesadores comerciales de forma aproximada.

    Para la descripción se utilizará el lenguaje de descripción hardware VHDL, y se simulará mediante las herramientas de Synopsys. El objetivo final es implementar un core procesador en una plataforma basada en FPGAs.

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