lsi - labortório de sistemas integráveis

1

Elaborado por A.C.Seabra 01/06/2011

Laboratório de Sistemas IntegráveisProfessores:

- Antonio Carlos Seabra- Armando Antonio Maria Laganá- Emílio del Moral Hernandez- Marcelo Knorich Zuffo- Márcio Lobo Netto- João Antonio Martino- Ronaldo Domingues Mansano- Roseli de Deus Lopes- Sebastião Gomes dos Santos Filho- Sérgio Takeo Kofuji- Wilhelmus Adrianus Maria Van Noije

Elaborado por A.C.Seabra 01/06/2011Elaborado por A.C.Seabra 01/06/2011


Perfil da Pesquisa de Ponta no BrasilUSP é primeira colocada em vários rankings

Webometrics of theWorld, Top Universities 2010Brasil em 10º lugar! USP em 51º lugar no mundo!Por quê?

- Não considera apenasnúmero de artigos publicados;

Considera outros aspectos de impacto coletivo tais como:

- número de universidades no ranking relativo ao PIB nacional

- número de universidades no ranking relativo ao tamanho dapopulação

Apresentação 2011 para os Alunos do PSI A.C.Seabra 1

2



O que é o LSI do PSI?

Laboratório de Sistemas Integráveis Professores: 11 Funcionários USP e de Projetos: 33 Pesquisadores/Pós doutores: 79 Estudantes de doutorado: 31 Estudantes de Mestrado: 92 Estudantes de Iniciação Científica: 54

6 Professores são Pesquisadores CNPq (o PSI tem 18 Pesquisadores CNPq em 35 professores!)

São aproximadamente 500 pesquisadores em Eng.Elétrica/Microeletrônica no Brasil!



Modelo LSI de Pesquisa e Desenvolvimento

LSI(Eng. Sist. Eletrônicos

Escola PolitécnicaUSP)

Col.Medicina

Col. FísicaCol.

Química

Spin-offs

Projetos c/Indústria

Col.Engenharia

Braço Tecnológico


3



Empresas de Tecnologia que nasceram do LSI/PSI

MEMS ‐Microsistemas Integrados Híbridos de Pressão, Indústria e Comércio Ltda. (sensores de pressão)

HCA ‐ Sistemas Inteligentes de Sensoriamento Integrados Ind. e Com. & Pesquisa (sensores de pressão)

Holovision (lentes difrativashttp://www.hvision.com.br/)



Braço Tecnológico

Orientado por Contratos

Projeto de CIs VLSI

Linha de PCIs de alto desempenho

Projetos em geral com a Indústria

▪ Micro e Nanossensores

▪ Sistemas Eletrônicos

▪ Desenvolvimento de Software Aplicado


4



Laboratórios LSI‐PSI‐EPUSP

LSI-PSI-EPUSP – Sala Limpa



Sala de Desenvolvimento de Circuitos Híbridos



5



Sala de Desenvolvimento de Dispositivos Ópticos




Sala de Caracterização Elétrica


100 101 102 103 104 105 106 107 108 1090

5

10

15

20

25

30

35

40

f (Hz)

AV (

dB

)

HF OTA - DT I Conventional L

LD/L=0.33

LLD

/L=0.5

SPICE

0

60

120

180

240

300

360

Ph

ase (o)


6



Sala de Microscopia & Nanolitografia Eletrônicas




Caverna Digital



7



Linha de Montagem SMT




Atividades do LSI/PSI/EPUSP

Pesquisa Aplicada

Pesquisa Básica


8



membrana

câmara

suporte

20mm

4mm

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

1 10 100 1000 10000

Concentração de H2 (ppm)

R

/R (%

)

135 C

125 C

o

o

79,4

79,6

79,8

80,0

80,2

80,4

80,6

80,8

4600 4800 5000 5200 5400 5600 5800 6000 6200 6400

Tempo (s)

Res

istê

nci

a (

)

ts =280std =1500s

PSI/EPUSP

Pesquisa Aplicada Sensores de HidrogênioProf. Sebastião



Microssistemas Analíticos

Contaminantes em Água (Metais Pesados, Fosfatos, etc.)

Pb ++

Pesquisa Aplicada Microssistemas EmbarcadosProf. Seabra

Sensor de Temperatura

Comunicação

USB

C

Controle dosLEDs

Conector paradetector

Fluidos


9



Pesquisa Aplicada Análise Estrutural e Circuital de ChipsProf. Seabra

Chip

Corte A-A´



Pesquisa Aplicada Pequenos Satélites para Transmissão de DadosProf. Seabra e Pesq. Nilton Morimoto

Tipos CUBESAT TUBESAT

Experimentos Imagens terrestres Coleta de dados hídricos Teste de Circuitos Integrados Validação em órbita: circuitos Integrados, sub‐sistemas, controle de atitude, transceptores, etc.

Equipe Estudantes de graduação Estudantes de pós‐graduação

Atividades Planejamento e gerenciamento da missão Experimentos Projeto de hardware e software Construção e testes Operação de estação de terra e dos experimentos

Projeto de pequenos satélites no PSI


10



Pesquisa Aplicada MicrolentesProf. Ronaldo Mansano


Elaborado por A.C.Seabra 01/06/2011Elaborado por A.C.Seabra 01/06/2011Aplicações:

• Células de carga (balanças)

• Sensores de pressão

• Acelerômetros por deformação

• Testes de tração, compressão e torção

Pesquisa Aplicada Desenvolvimento de Strain GaugesProf. Ronaldo Mansano e Nilton Morimoto


11



Pesquisa Aplicada Receptor de TV‐DigitalProf. Marcelo Zuffo

BGABGA 0,45 mm / 0,80 mm pitch0,45 mm / 0,80 mm pitch

BGABGA1144 Balls1144 Balls



Pesquisa Aplicada Certificação DigitalProf. Marcelo Zuffo

Services:

On‐line certificate verification regarding its certification policy and certificate usage

Digital signature standards

CMS or XML digital signatures

Regulations, mechanisms, procedures and tests to long‐term digital signatures verification and validation process

Timestamping

digital signature formats Attribute Certificates Establishment of interoperability requirements

for PKI equipments, devices and systems


12



Pesquisa Aplicada Design House de CIsProf. Wilhelmus



Pesquisa Aplicada Desenvolvimento de Sw. para CelularesProf. Wilhelmus e Pesq. Nilton Morimoto

Softwares para: Desenvolvimento Adaptações regionais Bug Fix América Latina


13



Atividades do LSI/PSI/EPUSP

Pesquisa Aplicada

Pesquisa Básica



Grupo Cognitio: Núcleo de Ciência Cognitiva da USP e de Pesquisa do PSI Prof. Márcio Lobo Netto

Ciência Cognitiva Compreensão da mente natural Proposições para mentes artificiais

Vida Artificial Compreensão da vida natural Proposições para vida artificial

Para ambas, em linhas gerais Conceitos e fundamentos Áreas correlatas (interdisciplinaridade) Modelos computacionais Desenvolvimento de simuladores


14



27

Grup0 ICONE - Inteligência Computacional, Modelagem e Neurocomputação Eletrônica

http://www.lsi.usp.br/ICONE/http://www.lsi.usp.br/ICONE/Prof. Emílio del Moral Hernandez



28

Atividades de Pesquisa no ICONE

Data Mining e Web Mining Clustering de Dados Multidimensionais Reconhecimento de Padrões e Inteligência Artificial Classificação e Processamento de Imagens Support Vector Machines ANN aplicada a Sistemas de Medidas e Metrologia Chaotic Neural Nets + Spiking NNets + Electronic

Implementation of model neurons


15



Grupo de Meios Eletrônicos Interativos www.lsi.usp.br/interativos

Prof. Marcelo Knorich ZuffoProfa. Roseli de Deus Lopes

Pesquisar e desenvolver sistemas eletrônicosinterativos complexos e integrados

Linhas de pesquisa e atividades Realidade Virtual e Aumentada

Saúde, educação, trabalho e entretenimento digital

TV Digital

Computação visual de alto desempenho

Segurança da informação

Feira Brasileira de Ciências e Engenharia



Simulador do Passadiço do Porta aviõesSão Paulo


16



Pesquisa do Laptop Educacional

Jan/05 Jun/05 Aug/05 Sep/05 Jul/06

Negroponte announcement

in Davos

Negroponte announcement

in Davos

Nov/06

OLPC is presented to the Brazilian

President

OLPC is presented to the Brazilian

President

Technical Evaluation,

Research,

motherboard tests

workshops, visits,

panels, etc.

March/07 May/07Jan/07



• Organização e Realização:

USP (por meio da Escola Politécnica)

• Diversos patrocínios e apoios: • INTEL, PETROBRÁS, MCT, SCT-SP, ...

• Seleção dos finalistas a partir de submissão de relatórios de projetos (+ feiras afiliadas)

FEBRACE – Feira Brasileira de Ciências e Engenharia - Criatividade e Inovação


17



Grupo SOI/CMOSProf. João Antonio Martino

S

DG

S

DG

S

DG

1 2 3Óxido Enterrado

S

DG

S

DG

4 5Óxido Enterrado

“Multiple Gates”

1: Porta única 2: Porta dupla 3: Porta tripla 4: Porta quádrupla5:gate (3+)

SOI MOSFETs de Múltiplas PortasSOI MOSFETs de Múltiplas Portas



Fonte

Dreno

Porta

ID

Óxido Enterrado

Estudo, Fabricação, Caracterização Elétrica e Simulação de Transistores de Múltiplas Portas (3D)

Prof. Dr. João Antonio MartinoProf. Dr. Antonio Carlos SeabraProf. Dr. Sebastião Gomes dos Santos Filho


18



Memórias

RAM ROM

SRAM DRAM

volátil Não-volátil

ROM EPROM ...

WL

BL

1T1C

WL

BL

1T

WL

BL

1T

Célula de memória com 1 só Transistor

Desenvolvimento de Novos Dispositivos Eletrônicos



Exemplo de Aplicação do GC SOI nMOSFET :

Amplificador Operacional UCL/Bélgica

Publicação : S. P. Gimenez, M. A. Pavanello, J. A. Martino; SOI Symposium/ECS, Quebec, 2005

100 101 102 103 104 105 106 107 108 1090

5

10

15

20

25

30

35

40

f (Hz)

AV (

dB

)

HF OTA - DT I Conventional L

LD/L=0.33

LLD

/L=0.5

SPICE

0

60

120

180

240

300

360

Phase (

o)

•Principal Bloco Construtivo de Circuitos Analógicos


19



Grupo de Nanotecnologia Aplicada Prof. Ronaldo Domingues Mansano

HDPCVD Deposition System



Micro Células a CombustívelObjetivo: Desenvolver um processo de fabricação de uma célula a

combustível de escala milimétrica utilizando técnicas de micro fabricação.

Lâmina de Si dupla face polida

Oxidação de 1um em ambiente de O2 a 1150 °C

Litografia em ambas as faces

Corrosão anisotrópica de Si com TMAH a 12% e 80 °C seguido por deposição de Ti por sputtering

Montagem da Célula utilizando catalisadores dispersos em carbono e Nafion liquido

Fotos MEV da estrutura finalizada

Célula montada em encapsulamento de teste

0,0 5,0µ 10,0µ 15,0µ 20,0µ 25,0µ 30,0µ 35,0µ 40,0µ0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

0,14

0,16

Te

nsã

o (V

)

Corrente (A)

Curva atual de polarização da célula alimentada com etanol a 20% em volume


20



Grupo de Fabricação de NanoestruturasProf. Antonio Carlos Seabra

Processos de definição dos traçados Nanolitografia Corrosão por Plasma

Estudo de nanossensores Baseados em Grafeno Aplicação na determinação de parâmetros de qualidade da água

Núcleo de Pesquisa USP em Nanossistemas e Nanotecnologia – NAP‐NN ‐(Poli‐Física‐Química)

www.lsi.usp.br/~acseabra



Nanoestruturas por litografia de escrita direta por feixe de elétrons

FinFETs

Microsquids


21



Transporte Eletrônico

Estudo de transporte eletrônico

10 m



Estudo de Nanodispositivos

Dispositivos com Grafeno

Folha de Grafeno previamente depositada Eletrodos de ouro depositados a seguir Contato final por feixe de elétrons

2 m


22



Grupo de Engenharia de SuperfíciesProf. Sebastião Gomes dos Santos Filho

Utilizar os conhecimentos de engenharia nanoeletrônica e química no desenvolvimentos de novas superfícies (p. ex. sensor de hidrogênio)

membrana

câmara

suporte

20mm

4mm

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

1 10 100 1000 10000

Concentração de H2 (ppm)

R

/R (%

)135 C

125 C

oo

79,4

79,6

79,8

80,0

80,2

80,4

80,6

80,8

4600 4800 5000 5200 5400 5600 5800 6000 6200 6400

Tempo (s)

Res

istê

nci

a (

)

ts=280s

td=1500s

PSI/EPUSP



Grupo de Computação Pervasiva e de Alto Desempenho (PAD) Prof. Sérgio Takeo Kofuji

Computação Vestível Sensores e atuadores vestíveis Interfaces EEG, EMG, ECG vestíveis para monitoração de saúde e IHM Smart Textiles

Sistemas de Imageamento de Alto Desempenho Sistemas de Radar Ultra‐WideBand Sistemas de Visão através de Parede e de Penetração de Solo

Sistemas Embarcados e Ciberfísicos (SE&C) Métodos Formais em SE&C Redes de Sensores e Atuadores Inteligentes Redes Industriais

Computação de Alto Desempenho Processamento de Alto Desempenho com GPGPUs Simulação Eletromagnética Escalável

Arquitetura de Computadores Avançados Simulação Emulação em FPGA

Segurança da Informação Segurança em redes industriais Simulação de Sistemas de Defesa Cibernética

Redes de Computadores Internet do Futuro

www.pad.lsi.usp.br


23



Grupo de Eletrônica Embarcada AutomotivaProf. Armando Antonio Maria Laganá

Estudo e desenvolvimento de novos sistemas eletrônicos embarcados para a área automobilística:

Sistemas de Injeção Eletrônica Sistemas de Freio Eletrônico Sistemas de Comunicação



Grupo de Projeto de Circuitos IntegradosProf. Wilhelms Adrianus Maria Van Noije

Projeto de Circuitos Integrados Avançados

Coordenação de uma Design House▪ Sensor de falhas em rede elétrica▪ ID Tags▪ ....

Estudo de novos circuitos integrados para comunicações


lsi - labortório de sistemas integráveis

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