Investigación del Área de Diseño de Sistemas Digitales
Líneas de Investigación
Sistemas Electrónicos para Medicina Nuclear
Coordinador: Vicente Herrero Bosch
Los equipos de medicina nuclear emplean sensores de radiación muy específicos que precisan de sistemas electrónicos de acondicionamiento y adquisición de información de muy altas prestaciones. La elevada densidad de salidas de dichos sensores, así como la velocidad de proceso necesaria para captar las señales que proporcionan obligan a adoptar soluciones de alta tecnología no disponibles a nivel comercial:
- La electrónica analógica necesaria para la conexión a bajo nivel del sensor así como para un procesado inicial que permita reducir la complejidad del sistema precisa de su integración en un ASIC (Circuito Integrado de Aplicación Específica).
- El ratio elevado de información proporcionado por los sensores necesita de un sistema de adquisición de alta velocidad donde se conviertan las señales al dominio digital y se realice un procesado específico para obtener las características necesarias de las mismas. El uso de FPGAs (dispositivos lógicos programables) permite la modificación de los algoritmos mediante actualizaciones de firmware.
- Los métodos de reconstrucción de las imágenes tridimensionales a partir de la información proporcionada por el sistema de adquisición tienen un elevado coste computacional por lo que se emplean sistemas basados en GPU (Unidades de Procesamiento Gráfico) para acelerar estas tareas.
Sistemas de Adquisición y Procesado de Datos de Alta Velocidad
Coordinador: Raúl Esteve Bosch
La electrónica necesaria para algunas aplicaciones requiere el diseño de sistemas digitales ad-hoc que no podrían implementarse con sistemas comerciales existentes, por sus características, tanto de velocidad de procesado, consumo de potencia, y número de entradas y salidas.
Dentro del Área de Diseño de Sistemas Electrónicos, una capacidad importante es el diseño e implementación de sistemas y arquitecturas reconfigurables para la adquisición y procesado de datos en aplicaciones de alta velocidad, mediante el empleo de buses de alta velocidad, como PCI Express, y dispositivos avanzados de lógica programable, como FPGAs, mediante el uso de lenguajes de alto nivel.
Modelado y Simulación Paralela de Sistemas Bioinspirados
Coordinador: Joaquín Cerdá Boluda
Se trata de una línea eminentemente multidisciplinar en la que tienen cabida nuevos y revolucionarios modelos de computación, la mayoría de los cuales tienen su inspiración en sistemas biológicos, tales como los Algoritmos Genéticos, las Redes Neuronales o los Autómatas Celulares. También entran dentro de esta línea alternativas de computación emergentes y prometedoras como la Computación Cuántica. Especial importancia reviste la implementación y simulación de estos modelos de computación alternativos sobre arquitecturas paralelas, especialmente FPGAs y procesadores gráficos (GPUs), así como el desarrollo de compiladores y entornos de desarrollo para facilitar el trabajo con los nuevos paradigmas.
Diseño de Dispositivos RF MEMS y Simulación de Procesos de Microfabricación
Coordinador: Jorge Daniel Martínez Pérez
Esta línea está centrada en dos áreas fundamentales:
- El desarrollo de nuevas técnicas de microfabricación y la aparición de los RF MEMS a finales de los 90 han generado nuevas expectativas y aplicaciones prometedoras para dispositivos de comunicaciones inalámbricas con muy bajas pérdidas de inserción, consumo de potencia despreciable, bajo coste, de dimensiones micrométricas y virtualmente sin peso. Los RF MEMS son dispositivos de tamaños laterales entre 1-1000 micras, que combinan elementos electrónicos y mecánicos, generalmente partes móviles que son accionadas mediante mecanismos de actuación electrostáticos, térmicos, piezoeléctricos o magnéticos). Estos componentes pueden emplearse como elementos pasivos (i.e. switches y varactores) con prestaciones muy superiores a las que ofrecen dispositivos semiconductores o relés electromecánicos. También pueden ser empleados para el diseño de componentes de RF y microondas con capacidades de reconfiguración (i.e. filtros sintonizables, antenas, redes de adaptación de impedancias, defasadores, etc.). Esta línea de investigación está centrada en la implementación de dispositivos RF MEMS desde la etapa de concepción hasta su fabricación.
- Varios de los procesos de fabricación de microsistemas son complejos y sus resultados finales son difíciles de predecir. Es por ello que parte de nuestros esfuerzos están dedicados al modelado, caracterización y simulación eficiente a través de nuevas estructuras hardware como procesadores gráficos (GPUs) de procesos de fabricación, en especial el atacado anisótropo y el atacado por iones reactivos. En la actualidad hemos desarrollado en colaboración software de CAD para procesos de atacado anisótropo, distribuido por IntelliSense Corporation.
Redes de Interconexión de Altas Prestaciones
Coordinador: Salvador Coll Arnau
En esta línea se estudian y utilizan redes de interconexión de alta velocidad, basadas en estándares como Infiniband, Myrinet, QsNet, Hypertransport y las arquitecturas VLSI para conmutación entre nodos en sistemas multiprocesadores, multicomputadores o clusters de computadores.
Además se estudian aspectos como el desarrollo de algoritmos de encaminamiento, nuevos mecanismos de comunicación colectiva y técnicas de reducción del consumo de potencia en redes de interconexión.