Download Sistemas de Información y Comunicaciones

Sistemas de Información y Comunicaciones
Instituto Universitario de Microelectrónica Aplicada
IUMA
•
•
•
Esta presentación del IUMA muestra su historial y capacidades en el ámbito del sector Aeronáutico y Espacio. Las recomendaciones se refieren a las conclusiones del “Estudio de viabilidad para el desarrollo de actividades en el sector aeroespacial en Canarias” realizado por la Sociedad de Promoción Económica de Gran Canaria SPEGC
realizado por la Sociedad de Promoción Económica de Gran Canaria, SPEGC, Cabildo de Gran Canaria, Octubre 2009.
Las siguientes marcas facilitan la identificación de la tipología de capacidades según se definen en el mencionado estudio:
A
G
N
P
S
Aplicaciones basadas en datos de satélites de observación
D
Desarrollo y mantenimiento de sistemas de procesamiento de datos GNSS
ll
t i i t d it
d
i t d d t GNSS
Programa de nanotecnología y sensores embarcados, náutica espacial Procesamiento de señales y datos ocesa e to de se a es y datos
Desarrollo de Hw/Sw para procesado y control en sistemas embarcados IUMA‐División DSI
•
•
•
DSI: División de Diseño de Sistemas Integrados del Instituto Universitario de Microelectrónica Aplicada de la ULPGC
Recursos: 6 Doctores; 4 Becarios, Infraestructura
Antecedentes del grupo
–
–
–
–
•
++ 50 artículos en revistas internacionales
50 artículos en revistas internacionales
+ 160 artículos en conferencias internacionales
14 proyectos en convocatorias publicas nacionales e internacionales
+ 8 proyectos industriales con empresas internacionales
Experiencia aplicable en las siguientes recomendaciones:
–S Recomendación 1: Desarrollo de micro/mini satélites en la ULPGC
–P Recomendación 3: Desarrollo y estudio de HW/SW de procesamiento de datos y Recomendación 3: Desarrollo y estudio de HW/SW de procesamiento de datos y
control embarcado en satélites
–A Recomendación 5: Desarrollo de algoritmos y arquitecturas para aplicaciones en Observación de la tierra
•
Líneas de investigación acordes a las recomendaciones
– Sistemas de mejora de imágenes y codificación/decodificación vídeo
– Sistemas de computación y comunicación reconfigurables p
y
g
S P
– Algoritmos y circuitos de conmutación de paquetes, aplicaciones en S P
comunicaciones y en redes en chip (NoC)
S P A
Infraestructura
4
Recomendación 1: Desarrollo de micro/mini satélites
Recomendación 1: Desarrollo de micro/mini satélites
•
Experiencia en OBC (On‐board‐computer) para procesado de datos y control de pequeños satélites
ld
ñ
éli
 Actualmente realizando proyectos conjuntamente con la ESA con el procesador LEON
procesador LEON
 Experiencia previa en la integración de procesadores CORDIC
 Experiencia en varios proyectos Experiencia en varios proyectos
con el bus AMBA
CubeSat
IUMA CORDIC
Recomendación 1: Desarrollo de micro/mini satélites
Circuitos Integrados de Alta Frecuencia para
Aplicaciones Espaciales (GPS + GLONASS)
DSI/IUMA Mixer
DSI/IUMA F divider
Recomendación 3: Desarrollo y estudio de HW/SW de procesamiento de datos y control embarcado en satélites
de datos y control embarcado en satélites
•
Hardware
•
Experiencia en desarrollo de sistemas con técnicas custom, semicustom y FPGAs
custom, semicustom y FPGAs
Proyectos con empresas internacionales con ISO9001
1.6 Gbps Low‐Cost 32x32 Crosspoint Switch
p
p
VSC851
Control
Logic
Switch
Matrix
Power Supplies: ‐2V
& 3 3V
Power Supplies: 2V & 3.3V
Total Area: 8.44x7.14 mm2
320 Gbps Intelligent Switch Fabric
GigaStream©
Data Rate> 1.6Gbps
p
Power Consumption: 7.5 W
Recomendación 3: Desarrollo y estudio de HW/SW de procesamiento de datos y control embarcado en satélites
de datos y control embarcado en satélites
•
Software
•
•
•
Computación Computación
Reconfigurable
•
•
•
Experiencia en el desarrollo de software para sistemas empotrados
Desarrollo de software dinámico en lenguaje TcL
Experiencia de desarrollo de algoritmos para codificación y decodificación de datos
Experiencia en el desarrollo de hardware adaptable a las p
aplicaciones
Permite flexibilizar la fabricación y el uso de satélites
Disponibilidad de herramientas de desarrollo basadas en FPGAs Virtex5
Colaboración con grupos nacionales
Colaboración con grupos nacionales e internacionales:
• CEI‐UPM
• Imperial College
I
i l C ll
Core
S1
R1
S2
R2
Adaptable Communications
heterogeneous NoC/BUS/P2M/
S5
R3
S4
R4
Recomendación 5: Desarrollo de algoritmos y arquitecturas para li i
b
ió d l i
aplicaciones en Observación de la tierra
•
•
•
Experiencia en mejora de imágenes a LR frames
través de algoritmos de superresolución
é d l i
d
l ió
La superresolución permite aumentar la resolución de las imágenes combinando g
varias de ellas de baja resolución
Se han realizado arquitecturas basadas en DSPs FPGAs y en sistemas paralelos
en DSPs, FPGAs y en sistemas paralelos tipo xCell
Super-resolved
Super
resolved NTS
Interpolated
9
SuperResoReso
lution
HR frame
Recomendación 5: Desarrollo de algoritmos y arquitecturas para aplicaciones en Observación de la tierra
li i
b
ió d l i
• Super‐resolution results
Nearest Neighbor
Interpolation
Super-Resolved
Super
Resolved
(a)
(b)
Bilinear
Interpolation
(c)
IUMA‐División MEMS
Equipo multidisciplinar, ingenieros de telecomunicación e ingenieros industriales.
•
7 doctores + 3 ingenieros en formación de postgrado.
•
Antecedentes: 25 revistas, 110 congresos, 7 proyectos i+d competitivos nl + intl, 2 p. i d
industriales
i l
•
Áreas: Microelectrónica, Materiales y estructuras, Sistemas de control, Programación.
Experiencia y adecuación a las recomendaciones:
G Desarrollo y mantenimiento de sistemas de procesamiento de datos GNSS.
S Desarrollo de micro/mini satélites en la ULPGC.
N Creación del programa SpaceNautics.
P Desarrollo y estudio de Hw/Sw de procesamiento de datos y control embarcado en satélites.
Líneas de investigación: S N
Diseño de sistemas Micro‐Electro‐Mecánicos, MEMS. (*)
Desarrollo de sistemas empotrados para aplicaciones industriales.
G P
Sistemas de conmutación de datos para comunicaciones de banda ancha de altas prestaciones. lt
t i
G S
Optimización de prestaciones y diseño específico de microcircuitos para P S
aplicaciones industriales específicas.
Verificación funcional y formal de especificaciones sistemas y productos
Verificación funcional y formal de especificaciones, sistemas y productos P
industriales.
(*) Importantes aplicaciones aeroespaciales para sistemas de navegación IRS.
S
N
N
N
Infraestructura
Recursos Materiales:
Recursos
Materiales:
Instrumentación avanzada para testear microcircuitos de altas prestaciones.
• Equipo de test de circuitos integrados, mod. F660 (Agilent Tech.) • Sistema de precisión para pruebas de temperatura de circuitos integrados, mod T2425 (Agilent Tech )
mod. T2425 (Agilent Tech.)
• Estación emuladora para sistemas digitales industriales, mod. VStation 15 MPro (Mentor Graphics)
• Osciloscopio digital TDR de 20 GHz, mod. HP54754 (Agilent Tech.)
• Generador de patrones e impulsos de 3 GHz, mod. HP8133 (Agilent Tech.)
G
d d
i
l
d 3 GH
d HP8133 (A il
T h)
• Analizadores lógicos HP16700A, analizador de redes, mod. HP8720ES, analizadores de espectro hasta 20 GHz, mod. HP492PGM, analizador de comunicaciones IEEE1394, mod. HP‐E8491B (Agilent Tech.)
Software disponible:
Herramientas para el diseño simulación fabricación y verificación de dispositivos
Herramientas para el diseño, simulación, fabricación y verificación de dispositivos.
• Dispositivos MEMS (CoventorWare 2008) • Circuitos integrados analógicos, digitales, y RFIC (Cadence, Synopsys).
• Librerías y kits de diseño EUROPRACTICE y capacidad de fabricación de ASICs a bajo coste en programas MPW
bajo coste en programas MPW.
• Entornos de desarrollo para sistemas empotrados basados en FPGA y microprocesadores (Xilinx, Altera) Experiencia y recomendaciones
Software
Proyecto Europeo INGENET: P
S
N
“Networked industrial design and control applications using Genetic Algorithms and Evolution Strategies”. Programación evolutiva.
EUROGEN (extensión): Proyecto con representantes de la industria a nivel europea para el desarrollo de aplicaciones basadas en Algoritmos Genéticos en los sectores automovilístico y aeroespacial.
Proyecto con representantes de la industria a nivel europea para el desarrollo de aplicaciones basadas en Algoritmos Genéticos en los sectores automovilístico y aeroespacial.
Hardware
Proyectos de sistemas empotrados:
Proyectos de sistemas empotrados:
G P
S
N
BIOTELCOM: Receptor de señales biomédicas para urgencias empleando tecnologías de comunicaciones vía satélite y terrestre (VSAT, UMTS, GPRS) y de localización (GPS, GLONASS) Telefónica Móviles CONTACTEL S A SUC 112 IDECNET
GLONASS). Telefónica Móviles, CONTACTEL S.A., SUC ‐112, IDECNET .
ISCIMTIT : Integrated System for Container Identification, Monitoring and Tracking in Intermodal Transport Seguimiento y localización de contenedores de mercancías para Intermodal Transport.
Seguimiento y localización de contenedores de mercancías para
transporte marítimo utilizando servicios GNSS. Boluda Corporation, TECNUM , IDECNET, SzUT , SCMU, entre otros.
Experiencia y recomendaciones
Hardware
S N
Análisis y desarrollo de dispositivos MEMS: Microinterruptor electrostático para aplicaciones aeroespaciales.
Conmutador térmico micro‐electro‐mecánico con IMEC
Conmutador térmico micro‐electro‐mecánico, con IMEC. Micromotores y micromáquinas de inducción electrostática. Giróscopos y acelerómetros para navegación IRS.
Línea futura: Giróscopos y acelerómetros para aplicaciones aeroespaciales
P S N
Diseño y verificación de circuitos para altas prestaciones: Circuitos conmutadores de datos para Gigabit Ethernet, VITESSE Semiconductor Corp.
Sistemas electrónicos para recuperación de energía por RF Fraunhoffer IIS.
Sistemas electrónicos para recuperación de energía por RF, Fraunhoffer
IIS
Optimizaciones para bajo consumo, alto rendimiento energético y alta velocidad:  Diseños específicos: excitadores para alta carga y aritmética ultra‐rápida.
 Herramientas de análisis y exploración del espacio de soluciones.
M t d l í
Metodologías para la verificación funcional y formal de sistemas.
l
ifi ió f i
l f
ld i t
Aplicación a microcircuitos radiation‐hardened, bajo crosstalk.
Estudios
G
Puente espacial de Banda Ancha (PEBA): Determinación de las condiciones técnicas y de mercado para la instalación de un Nodo de Telecomunicaciones de Banda Ancha por Satélite en l
la provincia de Las Palmas. ITC.
i i d L P l
ITC
HELIOS: Estudio y medición de la huella solar en Canarias. ITC.
EOLO: Verificación de la predicción del viento para el recurso eólico de Canarias. ITC.
IUMA‐División TME
TME, División de Tecnología Microelectrónica
Area: Circuitos integrados de Radiofrecuencia RFIC
Recursos: 5 doctores, 6 investigadores en formación
Recursos: 5 doctores 6 investigadores en formación, Infraestructura
Antecedentes: 30 revistas, 120 congresos, 10 proyectos competitivos nl+ intl, 4
proyectos industriales con empresas
Líneas de investigación
Diseño de Circuitos Integrados de Radiofrecuencia (RFICs) (3‐10GHz): de bajo y
g
y j
consumo y tecnologías MOS de muy bajo coste
Modelado y diseño de dispositivos (activos y pasivos) para RFICs
Caracterización y medida de RFICs (hasta 20 GHz)
S Experiencia y Adecuación Recomendaciones
Desarrollo y estudio de Sistemas Hw/Sw de procesamiento de datos y control embarcado en satélites IUMA‐División TME
TME, División de Tecnología Microelectrónica
TME
División de Tecnología Microelectrónica
Área: Circuitos integrados de Radiofrecuencia RFIC
Recursos: 5 doctores, 6 investigadores en formación, Infraestructura
Antecedentes: 30 revistas 120 congresos proyectos competitivos y con empresas
Antecedentes: 30 revistas, 120 congresos, proyectos competitivos y con empresas
Líneas de investigación
Diseño de Circuitos Integrados de Radiofrecuencia (RFICs) (3‐10GHz):
Diseño de Circuitos Integrados de Radiofrecuencia (RFICs) (3
10GHz): de bajo de bajo
consumo y tecnologías MOS de muy bajo coste
Modelado y diseño de dispositivos (activos y pasivos) para RFICs
Caracterización y medida de RFICs (hasta 20 GHz)
y
(
)
Experiencia y Adecuación Recomendaciones
S
Desarrollo y estudio de Sistemas Hw/Sw de procesamiento de datos y control embarcado en satélites
Estación de puntas y medidas RFIC p
y
sobre Oblea
S Título: 2A105 – SR2 (Short Range Radio) y Wireless Technologies for small area Networks with Embedded Security & Safety (WITNESS)
‐ Entidad financiadora: EUREKA‐CATRENE de la UE ‐ MITyC (Subprograma Avanza I+D) Período: 2005: FIT‐330100‐2005‐268 ~ 40.000 €
Período: 2006‐2007: FIT‐330100‐2006‐43 ~ 183.000 €
Período: 2006‐2007: FIT‐330100‐2006‐43 183 000 €
Período: 2008‐2009: TSI‐020400‐2008‐71 ~ 263.000 €
Período: 2010‐2011: Pendiente de solicitud
‐ Objetivo: Diseño de un receptor totalmente integrado para Ultra Wide Band (UWB) o WiMedia
(480 Mbps a corta distancia, 3.1 a 10.6 GHz). ‐ Diseño de la parte de RF en tecnología CMOS y BiCMOS de bajo coste
‐ LNAs de banda anda: Distribuidos y con adaptación de banda ancha1 patente
‐ Mixers: Potenciométricos, Célula de Gilbert, Doblados…
Mixers: Potenciométricos Célula de Gilbert Doblados
‐ Sintetizador con VCO totalmente integrado
‐ Modelado de bobinas hasta 20 GHz mediante simulaciones electromágneticas 2.5 D (Momentum)
PAD
Cd
Cd
Cd
PAD
Cd
C
C
Ld/2
Load
Ld
Ld
Ld
L
Ld/2
Output
NM1
NM2
NM3
NM4
PAD
PAD
C
C
Lg/2
Input
Vdrain
L
Vgate
Lg
Lg
Lg
Lg/2
Load
S Título: Receptor de televisión digital DVB‐H para aplicaciones wireless de bajo consumo
‐ Entidad financiadora: MEC (TEC2005‐08091‐C03‐02)
‐ Período: 2005‐2008 ~ 65.000 € ‐ Colaboración CEIT, AICIA
‐ Objetivo: Diseño de un receptor totalmente integrado para DVB‐SH
‐ Diseño de la parte de RF en tecnología CMOS 90nm para la banda‐UHF (470‐864
‐ Conversión directa con cancelación de offset en banda base.
Conversión directa con cancelación de offset en banda base
FRONT-END & SYNTHESIZER
fref =2 MHz
UP
MIXER Q
PFD
Q
DOW N
CHARGE
PUMP
ICP
FILTER
VT UNE
fou t
VCO
948-1724 MHz
ADC
VGA
LNA
BASEBAND
PROCESSOR
Ext.
LNA
(FPGA,DSP,etc)
fd i v
P/P+1
NP
/5

RESET
A

I
ADC
PROGRAMMABLE DIVIDER
VGA
90º
~
SYNTHESIZER
470 to 862 MHz
2 FAST DIVIDER
90º SHIFTER
474-862 MHz
RESET
MIXER I
fou t /2
N=NP ·P+A
fou t
2
0º
fo u t
2
90º
S Título: Receptor de televisión digital DVB‐SH
‐ Entidad financiadora: MEC (TEC2008‐06881‐C03‐01) Entidad financiadora: MEC (TEC2008 06881 C03 01)
‐ Período: 2009‐2011: ~ 65.000 € ‐ Colaboración CEIT, AICIA
‐ Objetivo: Diseño de un receptor totalmente integrado para DVB‐SH
‐ Diseño de la parte de RF en tecnología CMOS 90nm para la banda‐S: 2.17‐2.2 GHz
p
g
p
‐ Banda problemática muy cercana al stream UMTS downlink, requerimientos de selectividad y linealidad exigentes.
‐ Conversor en cuadratura a Low IF con filtro polifásico en banda base, sintetizador fraccional sigma delta
sigma‐delta
Direct-to-mobile
DVB-SH satellite
DVB-SH signal
Content
Distribution signal
S i & Network
Service
N t
k
Head-end
DVB-SH
broadcast
head-end
TR(b)
personal gap fillers
TDM/OFDM
OFDM
TR(c) transmitters
OFDM
TR(a) transmitters
Broadcast
B
d t
Distribution
Network
Reception cell
Otro proyectos relevantes
S Título: Medical remote sensing and imaging within the body using UWB technologies ‐
í l
d l
d
h h b d
h l
MAGNUM
(Tecnología SOI)
Entidad financiadora: MCeI (TEC‐2008‐06758‐C02‐02) S Título: Desarrollo de CIs para redes de área local inalámbricas en la banda de 5 GHz
Entidad financiadora: MCyT (TIC2002‐04323‐C03‐035)~ 120.000 € – Colaboración CEIT, AICIA
í l Diseño de circuitos integrados de RF tolerantes a ruido de sustrato para comunicaciones a i ñ d i i i
d d
l
id d
i i
S Título:
partir de 5 GHz
Entidad financiadora: MEC (TEC2005‐06784‐C02‐02 )~ 46.000 € – Colaboración UPC
S Título: Prototipo modulador para LMDS/MMDS
Entidad financiadora: MCyT (FIT‐070000‐2003‐482 ) ~ 135.000 €
Tí l P
i d MMIC C
d d F
LMDS
S Título: Prototipo de MMIC Conmutador de Fase para LMDS
Entidad financiadora: MCyT (FIT‐070000‐2001‐316 ) ~ 600.000 € – Colaboración IAC
p
S Título: Terminal CMOS para un Sistema de Posicionamiento Global
Entidad financiadora: CMCyT (TIC99-0270-C02-02 ) ~ 132.000 €
Título: Diseño de un driver para un sensor de huella digital para su aplicación en teléfono móviles.
P
Proyecto con la empresa INCIDE, cliente final Nordic Semiconductor
t
l
INCIDE li t fi l N di S i d t
IUMA‐‐División SICAD
IUMA
División de Sistemas Industriales Empotrados y CAD
Recursos: 7 doctores y 6 ingenieros
Recursos:
7 doctores y 6 ingenieros
Antecedentes: +50 revistas, +150 congresos, 15 proyectos competitivos, 10 proyectos industriales
Experiencia y adecuación recomendaciones: 1‐ Desarrollo de micro/mini satélites
3‐ Desarrollo de Hw/Sw de procesamiento y control embarcado
Líneas de investigación:
Métodos de diseño de chips y Herramientas CAD de diseño
Síntesis automática de sistemas en chip
Sistema empotrados (HW/SW)
Circuitos para multimedia
Desarrollo de sistemas SCADA de control industrial
Modulos de tiempo real y RTOS
Hardware
Software
Experiencia y recomendaciones
p
y
CAMELLIA Core for Ambient and Mobile Intelligent Imaging Applications
FP5 EU 3 5 M€
FP5 EU, 3.5 M€
Experiencia y recomendaciones
p
y
CAMELLIA (Core for Ambient and Mobile Intelligent Imaging Applications)
ARTEMI (Architectures for Mobile and Internet Terminals)
ARTEMI+ (Architectures for Multinetwork, Multistandard Systems and Terminals) Experiencia y recomendaciones
p
y
Electrónica de Adquisición y Control para el Espejo Primario del Telescopio GRANTECAN
Mazo d e cab le exte rno
Mazo d e cab le interno
Módulo
DC/DC
Fuente
A limentación
220V
+2 4V
+24,+5V
Caja N oda l
Conecto res
Posicio nado res
IUMA‐División COM
División de Comunicaciones del IUMA
Área: Sistemas de Comunicación
Recursos: 4 doctores ‐ 7 ingenieros, g
Infraestructura
Antecedentes: 19 revistas, 42 congresos, 4 proyectos competitivos, 8 industriales
Experiencia y recomendaciones 9
Spin‐off Inelcan: Empresa financiada por la iniciativa CDTI‐NEOTEC
Desarrollo de aplicaciones comerciales y sistemas
Líneas de I+D+i: Líneas
de I+D+i:
• Sistemas de geolocalización (GPS, GNSS) • Estampado temporal para cartografía aérea
• Electrónica para biosensores
• Sistemas de seguridad bancaria
Sistemas de geolocalización
En producción
p
•Cobertura a nivel europeo
•Posición en tiempo real
•Histórico
•Geofencing
•Puntos de interés
•Buscador de calle y terminal más próximo
•Cálculo de rutas
Clientes de referencia
•SEUR
•OPCSA
•DISA
DISA
•Seguridad Integral Canaria
•TASISA
En desarrollo
En desarrollo
•Fusión con ERP de transportes
•Optimización de rutas •Tunelización
Estampado temporal para cartografía aérea y de fondos marinos
En producción
•Control y gestión de GPS de alta resolución
•Procesamiento de señal IMU
•Adquisición de señal de rastreo láser
•Control de disparo de fotografía de alta resolución con precisión
•Control de disparo de fotografía de alta resolución con precisión temporal de milisegundos
•Generación de ficheros georreferenciados
Clientes de referencia
•Estudio ITAC
En desarrollo
•Adaptación del hardware para fondos marinos
IUMA‐Servicio de Fabricación de Prototipos
El Laboratorio se encuentra en el El
Laboratorio se encuentra en el
sótano del Edificio Central del Parque Tecnológico ULPGC
Línea de fabricación de circuitos i
impresos mediante fresado
di
f
d
Línea de fabricación de circuitos impresos mediante ataque químico
fotoplotter
Insoladora
Unidad de proceso
multipropósito
li
i
Ataque
q químico
q
ppor spray
p y
Fabricación de circuitos multicapa (1, 2, 4, 6 y 8 capas)
La metalización de taladros y
vías se realiza mediante un
banco de metalizado LPKF
MiniContac II., que dispone
de control por
microcontrolador y puede
metalizar sustratos de
200x300mm.
La fabricación de circuitos
multicapa se realiza mediante una
prensa LPKF Multipress II
controlada por microprocesador
que trabaja con una presión
máxima de 15 t y una temperatura
máxima
á
a de 210ºC.
0 C. Con
Co un
u área
á ea de
prensa de 420x360mm permite la
fabricación de circuitos hasta
305x254mm de 4, 6 y 8 capas.
Línea de montaje pick&place de SMT y producción de series de circuitos d ió d
i d i i
Posicionado de componentes BGA y SMD (>50 pines)
Equipamiento para inspección óptica
Circuitos impresos
Metalización de taladros
Dosificación pasta soldadura
Soldadura de componentes
Línea de montaje pick&place 1
Línea de montaje pick&place 1
Nueva línea de montaje pick&place 2
Nueva línea de montaje pick&place 2
BS1300
BS387
BS391
BS3020
Gracias por su atención
Gracias por su atención