Máster Universitario en Microelectrónica: Diseño y Aplicaciones de Sistemas Micro/Nanométricos

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Aplicación de sistemas neuromórficos con aprendizaje profundo para sistemas de comunicación basados en radio cognitiva
(2020) Zúñiga González, Virginia; Rosa Utrera, José Manuel de la; Camuñas Mesa, Luis Alejandro; Universidad de Sevilla. Departamento de Electrónica y Electromagnetismo
Una de las principales limitaciones para la implantación práctica de dispositivos IoT (Internet Of Things) se encuentra en la banda del espectro electromagnético empleado para comunicaciones, el cual ha de ser compartido entre un número creciente de dispositivos que procesan una gran cantidad de información. La tecnología denominada Radio Cognitiva (RC) permite hacer un uso más e ciente del espectro electromagnético, modificando de forma dinámica los parámetros de transmisión y recepción de los dispositivos en función de la información sensada del entorno en términos de interferencias, ocupación de la banda, nivel de la batería, etc. Este trabajo explora el concepto de un sistema de radio cognitiva con perspectiva a poder ser implementable con técnicas de digitalización altamente programables y adaptativas usando un Software Dened Radio (SDR), junto con un procesamiento de la información asistido mediante técnicas de aprendizaje automático basados en procesamiento neuromórfico. Es decir, esta Inteligencia Artificial (IA) va a enfocarse en una de las tecnologías clave de hoy en día conocida como aprendizaje profundo o en inglés Deep Learning (DP) que, a su vez, presenta diferentes estructuras lógicas o redes neuronales que se asemejan a la organización del sistema nervioso de los mamíferos. En concreto se usa la red Long Short-Term Memory (LSTM) para la predicción en series temporales del nivel de ocupación para distintos anchos de banda del espectro electromagnético. El concepto del sistema radio cognitivo es implementado mediante una red LSTM con la que se obtiene una predicción futura de las ondas electromagnéticas y que haciendo uso de esta información, se podrá decidir que ancho de banda es el más adecuado modificando los parámetros necesarios de un filtro analógico/RF paso de banda.
Cyber-Physycal Systems for Remote Animal Monitoring
(2020) Lozano Pons, Carmen; Fernández Berni, Jorge; Río Fernández, Rocío del; Universidad de Sevilla. Departamento de Electrónica y Electromagnetismo
Análisis de técnicas de routing diferencial en CriptoASICs: Adecuación del proceso previo de Place & Route
(2020) Guijarro Córdoba, Adrián; Acosta Jiménez, Antonio José; Tena Sánchez, Erica; Universidad de Sevilla. Departamento de Electrónica y Electromagnetismo
Diseño de un sensor de imagen asíncrono autoalimentado mediante captación de energía solar
(2020) Gómez Merchán, Rubén; Leñero Bardallo, Juan Antonio; Rodríguez Vázquez, Ángel Benito; Universidad de Sevilla. Departamento de Electrónica y Electromagnetismo
En este Trabajo de Fin de Máster se ha diseñado un sensor asíncrono con una arquitectura del tipo Time-to-First-Spike (TFS), cuyos píxeles son capaces tanto de absorber energía como de sensar iluminación siendo alimentados a los niveles de tensión generados por una unión PN iluminada (entre 250 mV y 500 mV), funcionando de manera autosuficiente gracias a que recolectan la energía en una capacidad externa. El sensor completo ha sido implementado a nivel de layout y ha sido enviado a fabricar. Los píxeles explotan las ventajas de la arquitectura asíncrona del sensor para conmutar los fotodiodos correspondientes de los píxeles ya leídos (los más iluminados) a la región fotovoltaica, de manera que contribuyan a la alimentación durante la operación. El principal reto encontrando a la hora del diseño, fue lograr que el píxel fuese capaz de funcionar a niveles tan bajos de tensión con un consumo reducido, sin penalizar excesivamente el área. Para ello, se realizó el estudio detallado de un comparador trabajando en inversión débil, único elemento analógico presente en el píxel. Posteriormente, se presentaron los bloques que componen la periferia: Un árbol de arbitradores y lógica de selección para implementar el protocolo Address Event Representation (AER) y dos registros de desplazamiento para poder seleccionar una Región de Interés (ROI) a la hora de sensar imagen, mientras que el resto de píxeles contribuyen a la alimentación. Por último, se realizaron las simulaciones eléctricas que se consideraron adecuadas para verificar el funcionamiento del sensor bajo tres escenarios distintos, además de realizar una estimación tentativa de la imagen que podría obtenerse tras modelar el comportamiento del píxel con herramientas de cálculo numérico. Se realizó una breve caracterización de los parámetros más representativos del sensor, obteniendo un Fixed-Pattern Noise (FPN) de aproximadamente entre el 4 % y el 10 %, en función del número de colisiones.
Sistema de seguimiento tridimensional basado en un array de sensores de flujo óptico implementados con cámaras de baja resolución
(2020) Rosa Vidal, Rafael de la; Leñero Bardallo, Juan Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Electrónica y Electromagnetismo
En este Trabajo Fin de Máster se ha diseñado, implementado y testado un sistema de seguimiento tridimensional basado en un array de sensores de Flujo Óptico procesando imágenes captadas con cámaras de baja resolución. Se trata de un proyecto multidisciplinar en el que se han abarcado tareas de diseñpo mecánico, diseño hardware, desarrollo firmware y software. El objetivo global del proyecto ha sido construir una plataforma móvil que permite posicionar arrays de sensores de imagen para seguir objetos móviles mediante el cómputo del Flujo Óptico minimizando el coste computacional. El sistema de seguimiento debe ser versátil y poderse adaptar a otros algoritmos y tipos de sensores. La elección de cámaras de baja resolución para el diseño de los sensores de Flujo Óptico permite aliviar los requisitos computacionales para su procesamiento, siendo la información contenida en las imágenes suficiente para tal fin. Por otro lado, el algoritmo utilizado presenta un menor grado de requisitos computacionales en comparación con el estado del arte. La implementación de todo el firmware desarrollado se ha orientado al aumento del rendimiento del sistema, para ello se ejecutan estrategias que eliminan los tiempos de holgura entre la adquisición de los datos y su procesamiento. Se consigue alcanzar una tasa de adquisición más procesamiento de 5 FPS para cada sensor del sistema, lo que para un total de dos sensores equivale a 10 FPS. La metodología del proyecto ha sido la siguiente: se parte del diseño de una PCB y puesta en marcha de los algoritmos de Flujo Óptico con orientación al rendimiento computacional. Luego se hace el diseño mecánico y modelado 3D de todos los elementos del sistema, dando lugar a un modelo virtual 3D del sistema completo. Se fabrican las piezas necesarias para la fabricación de la plataforma y, finalmente, se llevan a cabo tareas de configuración y control automático. Con el fin de alcanzar la función de seguimiento deseada, se diseña una interfaz de usuario que permite modificar el comportamiento de la plataforma, as´ı como la monitorización de todos los datos generados por esta. A partir de estos datos, se confecciona una ley de control que vincula el valor de Flujo Óptico devuelto por los módulos EyesOF con el valor de las señales de control de posición de la plataforma. El sistema implementado es una plataforma robótica versátil útil para implementar y testar algoritmos de seguimiento que requieran el posicionamiento de cámaras. Puede usarse con sensores y algoritmos de distinta naturaleza a los presentados en el proyecto para resolver problemas diversos que abarquen el posicionamiento y el seguimiento de trayectorias
Study of the impact of lithography techniques and the current fabrication processes on the design rules of tridimensional fabrication technologies
(2019-06-26) Gaitero Pérez, Miguel; Leñero Bardallo, Juan Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Electrónica y Electromagnetismo
Working for the photolithography tool manufacturer leader sometimes gives me the impression of how complex and specific is the sector I am working on. This master thesis topic came with the goal of getting the overall picture of the state-of-the-art: stepping out and trying to get a helicopter view usually helps to understand where a process is in the productive chain, or what other firms and markets are doing to continue improving

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