Ciencias con mención en Ingeniería Electrónica

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Análisis y propuesta de un modelo de fuente de poder de voltaje variable para electroforesis en gel de agarosa
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-02-19) Morán Arias, Kevin Walter Alejandro; Velarde Criado, Luis Ángelo
La electroforesis en gel de agarosa es un método de separación molecular muy usado hoy en día, diversas investigaciones son realizadas basadas en este proceso de separación. Para poder realizar estos ensayos se necesita del equipamiento necesario. Dentro de estos equipos se encuentra la fuente de poder para electroforesis, la cual se encarga de proveer el campo eléctrico necesario para poder desplazar las moléculas. Sin embargo, la adquisición de estos equipos en el Perú cuenta con inconvenientes como el tiempo de entrega y el costo de envío de los mismos, debido a que estos equipos son importados. Por este motivo, se propone el diseño e implementación de un prototipo de fuente de poder para electroforesis en gel de agarosa. Para lograr este objetivo, se plantea el uso de una fuente conmutada como el corazón del sistema de potencia utilizado dentro de la fuente de poder. Los requerimientos de la misma deben ser similares a las características que poseen los equipos actualmente existentes en el mercado extranjero. Finalmente, en base a la teoría expuesta se llega a la conclusión de la factibilidad en el diseño e implementación del prototipo de una fuente de poder, brindándose además recomendaciones sobre las alternativas que se pueden tomar para cumplir el objetivo principal.
Design of a DVB-S2 compliant LDPC decoder for FPGA
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-02-19) Montaño Gamarra, Guillermo Daniel; Raffo Jara, Mario Andrés
Low Density Parity Check codes presents itself as the dominant FEC code in terms of performance, having the nearest performance to the Shannon limit and proving its usefulness in the increasing range of applications and standards that already used it. Low power devices are not except of this rapid development, where it emerges the necessity of decoders of low power without totally sacrificing performance or resource usage. The present work details research for a LDPC decoder compliant with the DVB-S2 standard for digital television, motivated for its already established use in uplink and downlink satellite applications and its great performance at large code lengths. Specifically, this research presents the study of the min-sum algorithm and the elements that conform the core decoder, including both functional units (variable and check nodes), memory blocks and routing network. In the context of DVB-S2, it is focused in the inner LDPC decoder and targets FPGA as platform. Furthermore, a variety of design strategies are considered as part of the scope of this work, including the optimal selection of the architecture and the schedule policy, the basis of the design characteristics of the control unit as a Algorithmic State Machine and the introduction of specialized modules to reduce the number of clock cycles per decoding process, such as early stopping. Under these constrains, it has been selected a set of features for a core design derived from work, such as code length of 64800 bits and code rate equal to 1/2. The proposed architecture is partially parallel with flooding schedule and operation over binary symbols (Galois field GF(2)). It takes the assumption of a channel with AWGN and BPSK modulation, so the demodulator feeds soft decision information of each symbol based on both assumptions.
Detección e inspección de torres de alta tensión mediante procesamiento de imágenes aéreas y aprendizaje profundo
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-02-21) Opazo Barboza, Juan Diego; Flores Espinoza, Donato Andrés
La presente tesis muestra el diseño de un algoritmo que detecta torres de alta tensión y clasifica el nivel de corrosión que presenta. El sistema recibe las imágenes capturadas por un dron que se desplaza por toda la línea de transmisión. Esta tesis forma parte de un proyecto que tiene como propósito la automatización del proceso de inspección de torres de alta tensión. En cuanto a la metodología, se establecieron 3 etapas donde cada una tiene su propio modelo de aprendizaje profundo. Primero, se tiene un detector basado en la arquitectura RCNN y VGG16 para obtener las coordenadas donde se encuentra ubicado el objeto de interés. Segundo, se tuvo que añadir un clasificador de torres, basado en la arquitectura Alexnet con optimizador Adam, ya que había una gran presencia de falsos positivos en la salida del detector debido a la poca cantidad de imágenes en el conjunto de datos. Tercero, se presenta un clasificador de corrosión, basado en la arquitectura VGG16 y optimizador Adam, que etiqueta, la región extraída y clasificada como en la salida de la etapa previa, con una de las 3 nomenclaturas: alta corrosión, baja corrosión e indeterminado. Finalmente, los resultados finales mostraron una precisión promedio de 0.6 en la etapa del detector, precisión del 99.5% al clasificar la torre, la cual refleja una mínima presencia de falsos positivos, y una exactitud del 89.5% al momento de etiquetar el nivel de corrosión del objeto detectado.
Diseño de una red WAN basada en SDN para una institución con varias sedes
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-04-27) Estela Lozano, Alexis Pierre; Bartra Gardini, Gumercindo
El presente trabajo académico está dividido en 2 capítulos: El primer capítulo se presenta cómo se encuentra desplegada actualmente la red de la Pontificia Universidad Católica del Perú como es el caso de la Local Area Network (LAN) y la Wide Area Network (WAN). Centrándose en la segunda para la explicación de los tipos de conexiones con los edificios externos. Se toma como base literaturas sobre arquitecturas actuales, realización de mediciones de los diferentes servicios que esta institución ofrece a los usuarios y la calidad con la que se les brinda, con el objetivo de presentar las problemáticas de las redes actuales usando como ejemplo la red PUCP. El segundo capítulo, se enfoca en brindar una introducción al nuevo paradigma Software Defined Network (SDN) como solución a las problemáticas encontradas en las redes actuales. Se explica cómo se encuentra distribuido una arquitectura SDN, el tipo de comunicación de los planos a través de los Application Protocol Interface (API), el funcionamiento de esta tecnología en diferentes escenarios como Data Centers, redes WAN y redes de campus; y finalmente se presenta una solución usando redes SDN para la red PUCP junto con sus parámetros medibles.
Diseño del Sistema Electrónico para una prótesis transradial mioeléctrica
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-02-18) Llantoy Sánchez, Alfredo Jesús; Carrera Soria, Willy Eduardo
El desarrollo de prótesis de mano está evolucionando rápidamente en los últimos años. Los factores que están permitiendo este desarrollo son la creciente demanda que se observa en el Perú y el mundo, y el creciente avance en tecnologías de manufactura y dispositivos electrónicos. Con respecto al primer punto, en el mundo 1.5 de cada 1000 personas sufren de alguna amputación y de estos el 16% del total se estima que es de miembro superior; además, la cifra en Perú asciende a 11,353 personas con este tipo de amputación y la oferta de prótesis de mano que ofrece el mercado peruano con ortopedias estéticas, de garfio y mioeléctricas no llegan a cubrir las expectativas de los potenciales usuarios debido a los altos costos y/o escasas funcionalidades. Con respecto al segundo punto, en el estado del arte expuesto en el capítulo uno se identifica a las prótesis mioeléctricas como prótesis con crecientes avances tecnológicos en la actualidad, y por ello, se presenta una comparativa entre las prótesis mioeléctricas comerciales, de fuente abierta y de investigación, de los últimos 5 años, que se exploraron para el desarrollo del presente trabajo. Por otro lado, después del análisis hecho en el estado del arte, se presenta un breve estudio de los sensores y actuadores en el cual se mencionan las tecnologías más destacadas y sus principios de funcionamiento; para luego, en el capítulo dos, ahondar en las ventajas y desventajas de cada una de estas; también se repasan los componentes a usar en el sistema de alimentación (conversores DC/DC y baterías) y otros componentes relevantes del sistema electrónico como el excitador del motor y la unidad de control. En el capítulo tres se muestra el modelo solución. Finalmente, en las conclusiones se recapitulan las tecnologías más convenientes de los sensores, del actuador, de los conversores DC/DC y de la batería para esta aplicación; en recomendaciones se brindan algunas sobre el diseño de Hardware; y, en futuros trabajos, se explica los pasos a seguir para el diseño e implementación del sistema electrónico.
Diseño e implementación del sistema electrónico para una prótesis transradial mioeléctrica
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-12-16) Llantoy Sánchez, Alfredo Jesús; Carrera Soria, Willy Eduardo
El desarrollo de prótesis de mano ha ido mejorando en los años recientes. Así, componen a la fecha el estado del arte las prótesis mioeléctricas de miembro superior. Sin embargo, los usuarios de prótesis presentan dificultad en controlar su prótesis óptimamente. Ello se debe a que los modelos actuales presentes en el ámbito nacional, la mayoría no cuentan con un sistema electrónico para el control (prótesis estéticas no funcionales, de tipo garfio y mecánicas) y los que la presentan (mioeléctricas) son de costo elevado y no poseen retroalimentación háptica que emule la percepción sensitiva de una mano. En este contexto, el trabajo a desarrollar es el diseño e implementación de un sistema electrónico de bajo costo para una prótesis transradial mioeléctrica que permita al usuario mejorar su efectividad en la ejecución de los gestos deseados en su prótesis de mano. En este documento se describe el sistema electrónico diseñado e implementado. Para ello fueron analizados y escogidos los componentes de hardware a ser empleados y se desarrollaron los algoritmos para el control de apertura y cierre de la mano, así como el de la lógica principal. La electrónica completa fue diseñada para ir embebida dentro del espacio de la palma protésica. Con el fin de validar el diseño en software y hardware, se desarrollaron ensayos del sistema, en el Laboratorio de Investigación en Biomecánica y Robótica Aplicada (LIBRA), con una primera versión de la prótesis ensamblada para determinar el funcionamiento con objetos de diferentes pesos y geometrías para validar el comportamiento de sujeción con la misma. Con los resultados satisfactorios obtenidos, se puede concluir que se consigue un diseño e implementación funcional del sistema electrónico para una prótesis transradial mioeléctrica con un costo de S/ 2475,22.
Estudio comparativo de topologías SC DC-DC y diseño de una topología serie-paralelo para fines de cosecha de energía
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-23) Taboada Falcón, José Miguel; Silva Cárdenas, Carlos Bernardino
El uso de nodos de sensores wireless,en inglés: wireless sensors node (WSN), se ha vuelto popular en los últimos años. Estos dispositivos tienen aplicaciones tanto en salud, estilo de vida de las personas, en recolección de información en las industrias y en el mantenimiento predictivo de las estructuras. Lamentablemente, el uso de estos dispositivos no ha sido masificado debido a que el tiempo de vida y la densidad de potencia de las baterías limitan drásticamente el uso estos. Estas limitaciones pueden ser superadas a través del uso de la cosecha de energía para poder recargar las baterías. La cosecha de energía es una técnica que se basa en la recolección y uso de algún tipo de energía presente en el ambiente. Los cosechadores de energía necesitan de un conversor DC-DC para acondicionar el voltaje de salida del cosechador a un voltaje con el cual el dispositivo wireless funcione correctamente. El tipo de conversores DC-DC usados para esta aplicación son los conversores DC-DC a base de capacitores conmutados (SC DC-DC) ya que poseen una alta densidad de potencia, tienen un alto porcentaje de eficiencia de potencia y son compatibles con la tecnología CMOS.
Estudio de atipia celular utilizando redes neuronales convolucionales: aplicación en tejidos de cáncer de mama
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-15) Yacolca Huamán, Karla Lucía; Jiménez Garay, Gabriel Alexandro; Racoceanu, Daniel
La escala de Nottingham (NGS) se emplea para poder determinar el grado del cáncer de mama, y tiene 3 criterios a considerar: formación tubular, atipia nuclear y conteo de mitosis. A partir de los puntajes parciales de cada criterio se obtiene el grado del cáncer. Para poder asignar cada puntaje, el patólogo analiza, de forma manual, cada una de las muestras de tejido. La patología computacional surge como una alternativa para simplificar la tarea de análisis de tejido, pues integra la tecnología WSI (Whole Side Imaging), la cual permite obtener imágenes de tejido en formato digital, con herramientas de análisis de imágenes. El procesamiento de imágenes se realiza de dos formas: por medio de algoritmos de procesamiento clásico y algoritmos de aprendizaje profundo. Estos últimos emplean redes neuronales, las cuales automatizan el proceso de análisis de imágenes, y permiten generalizar el modelo ante variantes en las imágenes de entrada. En el presente trabajo se muestra el estudio del criterio de atipia nuclear empleando redes neuronales convolucionales, las cuales son un tipo de arquitectura de aprendizaje profundo, aplicado a tejidos de cáncer de mama. Además, se presenta el modelo de solución para poder asignar el puntaje al tejido según el criterio mencionado.
Estudio de control de posición de un dron DJI Tello con los movimientos y gestos de la mano
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-11) Padilla De la Cruz, Lino Walter; Saito Villanueva, Carlos
La evolución tecnológica de los robots ha ido creciendo constantemente durante los últimos años no solo en industrias de producción sino también en la vida social de las personas. Los denominados robots sociales o robots autónomos están ocupando más tareas en la vida diaria de las personas con el pasar de los años. Estos robots están siendo diseñados para servirnos y así tener un estilo de vida más sencillo. Por otro lado, los robots voladores (drones) han sido utilizados con más frecuencia en distintas áreas como la topografía, control fiscal, entre otros. Sin embargo, recientes aplicaciones se están orientando a un uso cotidiano de los drones. Este objetivo se logrará buscando formas de interacción más fluida con los robots, con el menor uso de dispositivos adicionales. Actualmente los drones son controlados usando un control remoto o joystick lo cual resulta adecuado cuando este se encuentra a una distancia superior a los dos metros. Sin embargo, cuando el dron se encuentra a una distancia menor a los dos metros de las personas se vuelve cada vez más redundante el uso de un joystick para controlar su posición. Diversos estudios demuestran que las personas se muestran más cómodas y seguras controlando al dron utilizando los movimientos y gestos de una mano cuando estos se encuentran cerca. El presente trabajo de investigación hace una revisión de la literatura basada en el procesamiento de imágenes para reconocimiento de objetos (una mano) y los distintos desarrollos o aplicaciones implementados en drones sociales. La combinación de estas investigaciones busca generar una nueva capacidad de interacción que permita controlar a los drones utilizando los movimientos y gestos de una mano.
Estudio de estimadores de velocidad de onda de corte: Aplicación para caracterización muscular
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-03) León Carazas, Valeria Lucía; Castañeda Aphan, Benjamín; Romero Gutiérrez, Stefano Enrique
El desorden muscular se origina debido a problemas neurológicos (e.g Parkinson) o patologías físicas (e.g. distensión muscular); sin embargo, los diagnósticos clínicos actuales no brindan información protocolar y cuantitativa que permitan monitorear la enfermedad. La elastografía es una técnica no invasiva con enfoque cuantitativo que complementa el diagnóstico clínico. Específicamente, Crawling Waves Sonoelastography es una técnica basada en la estimación de ondas de corte (SWS, por sus siglas en inglés) por propagación mecánica la cual ha logrado resultados prometedores para la caracterización de tejidos; no obstante, los estimadores utilizados para el cálculo de la SWS (i.e. Phase Derivative, Autocorrelación-Hoyt) han reportado limitaciones relevantes como la sobre estimación en los bordes o la presencia de artefactos distribuidos en el mapa de elasticidad. Esto ha sido disminuido en gran medida por el estimador Regularized Wavelength Average Velocity Estimator (R-WAVE); sin embargo, no ha sido implementado y probado para una propagación desde la normal a la superficie del objeto de estudio. En este trabajo de investigación se presenta un análisis de dos estimadores de velocidad de onda de corte: Phase Derivative (PD) [1] y Regularized Wavelength Average Velocity Estimator (R-WAVE) [2] para una propagación normal del patrón de interferencias generado por dos fuentes de vibración. Finalmente, este documento concluye en un modelo de solución el cual contempla la realización de simulaciones de entornos homogéneos y heterogéneos (multicapa y con inclusión), la aplicación de los dos estimadores de velocidad de onda de corte en las simulaciones y en data adquirida de maniquíes experimentales y finalmente el estudio del desempeño del coeficiente de regularización del estimador R-WAVE.
Estudio de la segmentación semántica para la navegación autónoma de un vehículo que circula en las calles de la provincia de Huamanga
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-02) Pasapera Huamán, Lui Gustavo; Flores Espinoza, Donato Andrés
La detección de objetos y geolocalización son puntos clave en los sistemas de visión por computadora y su aplicación para la conducción autónoma. Le permite a la computadora el análisis de entorno en la medida que detecta objetos que podrían obstaculizar una determinada ruta, trayectorias a través del reconocimiento de carriles y mayor exactitud para la geolocalización a través de la detección de objetos relevantes en un determinado entorno. Una de las herramientas para la visión por computadora es la implementación de las redes de aprendizaje profundo. En los últimos años han tenido mayor acogida por su capacidad en el poco esfuerzo en cuanto a su clasificación manual o métodos clásicos. Si bien es cierto que necesita millones de imágenes para obtener un resultado aceptable, esto se ha ido mejorando a través de la transferencia de aprendizaje ya que reduce los millones de imágenes a miles. Estos miles de imágenes se consideran como los datos locales las cuales se analizan, clasifican y re-entrenan con una arquitectura de red pre-entrada. El presente trabajo de investigación se basa en el estudio del uso de los aprendizajes adquiridos por cada red de aprendizaje profundo tales como Resnet-18, Resnet-50, Mobilenetv2 y Xception con el fin de aprovechar su acceso e implementación en estructuras de segmentación semántica basadas en redes convolucionales tales como Segnet y Deeplab.
Estudio de parámetros estadísticos para la detección de campos reverberantes uniformes en la formación de imágenes de elastografía
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-10) Miranda Zárate, Edmundo Arom; Romero Gutiérrez, Stefano Enrique; Castañeda Aphan, Benjamín
La elastografía abarca un grupo de técnicas no invasivas para la caracterización de tejidos como complemento al diagnóstico médico de diversas patologías. Una de estas técnicas es la Elastografía por Campo Reverberante (R-SWE, por sus siglas en inglés) que genera un campo reverberante acústico en el tejido de interés mediante múltiples fuentes de vibración, asumiendo una distribución isotrópica de ondas planas para facilitar el cálculo de la velocidad de onda de corte (SWS), la cual es proporcional a la elasticidad del medio. Su factibilidad ha sido validada para la caracterización de mamas, hígado, riñones, musculo y pie; sin embargo, el cálculo de la SWS ha sido comprobado mientras se verifique la uniformidad del campo. El modelo actual se basa en la umbralización del coeficiente de determinación R2 producto del ajuste de curva a la autocorrelación de la velocidad de partículas, no obstante, este es insuficiente como determinador y no analiza propiamente el concepto de uniformidad. En el presente trabajo, se presenta el estudio del fenómeno de uniformidad en un campo reverberante, mediante la extracción y análisis de estimadores estadísticos usados en campos reverberantes de ondas electromagnéticas con sus equivalencias en ondas mecánicas acústicas. Se propone un modelo identificación de campos reverberantes uniformes para la asistencia de la R-SWE, basado en clasificadores automáticos (Regresión Logística, LDA y SVM).
Estudio de técnicas de ultrasonido cuantitativo aplicadas a la detección de inflamación o IFTA en riñones trasplantados
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-17) Acosta Zúñiga, Edgar Roberto; Lavarello Montero, Roberto Janniel
El trasplante renal es el tratamiento de elección para pacientes con enfermedades renales en fase terminal. Por este motivo, el monitoreo de los receptores del trasplante es crucial para poder evitar la posible disfunción del injerto, la cual puede conducir a la pérdida de este. La causa más común de falla en el aloinjerto renal es la nefropatía crónica por aloinjerto, caracterizada por un proceso de fibrosis intersticial y atrofia tubular (IFTA). Por tanto, el presente estudio busca realizar un análisis del coeficiente de retrodispersión promedio (aBSC), así como de los parámetros de ultrasonido cuantitativo (QUS) derivados de este, los cuales son el diámetro de dispersión efectivo (ESD) y la concentración acústica efectiva (EAC). Esto con el objetivo de desarrollar un modelo de solución que permita diagnosticar la presencia de inflamación o IFTA en aloinjertos renales de manera temprana a partir del uso de tres clasificadores estadísticos (regresión logística, SVM y random forest).
Estudio de un cargador portátil de prueba basado en el estándar CCS Combo1
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-23) Andia Ovalle, Alexis; Jave Sagastegui, Juan Antonio
Una de los objetivos de la incursión de los vehículos eléctricos en la sociedad es frenar la contaminación del planeta. Esto debido a que la energía eléctrica es más limpia en comparación de la proveniente de los combustibles fósiles. Uno de los factores por el cual aún no se está consolidando la inclusión total de los vehículos eléctricos en las ciudades es debido a su limitado rango de autonomía. Esto ocurre principalmente porque los métodos de suministro de energía para estos vehículos aún no son del todo satisfactorios. Se han desarrollado diversas infraestructuras de carga, las cuales se clasifican en 2 criterios de carga. Los cargadores AC son clasificados como dispositivos de carga lenta y los cargadores DC son clasificados como dispositivos de carga rápida. Todos estos cargadores funcionan bajo un protocolo de carga que se diferencian en el tipo de conector, rangos de potencia de carga y la comunicación de control entre el vehículo eléctrico y la infraestructura de carga. Los cargadores DC más modernos pueden cargar por completo un vehículo en un tiempo alrededor de 10 minutos. Mientras que con los cargadores AC, el tiempo de carga puede extenderse hasta varias horas. En este trabajo se desarrollará un modelo de solución del diseño de un prototipo de cargador portátil DC para EVs bajo el protocolo de carga CCS Combo1. Este servirá para poder cargar un vehículo eléctrico sin la necesidad de tener acceso a un punto de red eléctrica.
Estudio de una arquitectura para corrección de errores mediante códigos Bose-Chaudhuri-Hocquenghem (BCH) para aplicaciones de nano-satélites
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-07-15) Giraldo Solís, Mayte Rociel; Raffo Jara, Mario Andrés
En la comunicación satelital se transmiten datos los cuales pueden verse afectados por diversos factores como la radiación. Por esta razón, el Comité Consultivo para Sistemas de Datos Espaciales (CCSDS por sus siglas en inglés) y la Cooperación Europea para Estandarización Espacial (ECSS por sus siglas en inglés) recomiendan la implementación de códigos que permitan corregir dichos errores. Además, especifican el uso del código Bose-Chaudhuri-Hoquenghem (BCH) frente a Reed-Solomon (RS) debido a su capacidad de corrección de múltiples errores y que esto se realiza bit a bit, es decir, no importa la posición del error. Se recomienda el uso del código BCH (63,56), ya que permite corregir 1 bit errado y detectar 2, suficiente para ser implementado en un nanosatélite. Dicho código hace referencia a 56 bits para información o datos y 7 bits para el control de errores, con lo que se obtiene un total de 63 bits. El decodificador BCH consta de 3 bloques: cálculo de síndromes, localización del error y búsqueda de Chien. El bloque de mayor relevancia es el cálculo de síndrome, debido a que este permite conocer si la palabra a decodificar contiene error, y de ser así si es posible realizar la corrección. Mientras que los otros bloques usan los síndromes hallados para encontrar la posición del error. En este trabajo, se presenta un estudio del diseño de una arquitectura de un decodificador para corrección de errores mediante el código BCH (63,56), así como las consideraciones para cada uno de los bloques obteniéndose el modelo de solución.
Estudio de una plataforma de teleoperación bilateral prototipo para pruebas de algoritmos de control basados en la convergencia de estados
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-09-01) Horna Vilcahuamán, Ingrid María; Cárdenas Cáceres, Pablo
Los sistemas teleoperados siguen siendo un campo de investigación de vigente importancia en el mundo. Cuentan con diversas áreas de aplicación y por ello continuamente se desarrollan nuevos algoritmos de control con los que mejorar las prestaciones de telepresencia y estabilidad del sistema en conjunto. Sin embargo, existe la necesidad de probar la eficacia de esos algoritmos en entornos reales aparte de los simulados. La Pontificia Universidad Católica del Perú es una de las instituciones académicas que realiza investigaciones de ese tipo. Específicamente, en sus laboratorios se está desarrollando un algoritmo de teleoperación bilateral basado en la convergencia de estados para manipuladores en entorno submarino. Por lo tanto, en el presente trabajo de investigación se detallarán los lineamientos para el diseño de una plataforma teleoperada donde realizar las pruebas en entorno terrestre del referido nuevo algoritmo o de algún otro basado en la convergencia de estados.
Estudio del diseño de algoritmo de correspondencia a través de transformada Census mediante uso de FPGA
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-04-19) Mayor Vega, Dylan Hugo; Flores Espinoza, Donato Andrés
La visión estereoscópica es la capacidad de adquirir dos imágenes en simultáneo cuando sus cámaras están separadas a una corta distancia; para que mediante algoritmos de procesamientos de imágenes se pueda determinar la correspondencia entre el pixel de la imagen original y su par estéreo. Existen diferentes algoritmos de correspondencia, siendo uno de ellos la transformada Census, la particularidad de este algoritmo es el uso de la operación lógica XOR, por lo que su desarrollo es a través de dicha compuerta digital; asimismo, la transformada Census permitirá obtener la distancia de Hamming y próximamente desarrollar la función costo de correspondencia para determinar los pixeles correspondientes dentro del par estéreo. Dicho algoritmo puede ser desarrollado en diferentes dispositivos electrónicos como la tarjeta de desarrollo FPGA, estas tarjetas cuentan con elementos adicionales al chip FPGA como una memoria externa SDRAM de 64 MB que puede ser usado para el almacenamiento de información y un procesador NIOS II para enviar la información de las imágenes estereoscópicas al módulo digital de transformada Census. En este trabajo se busca realizar el modelo de solución en base a la teoría del algoritmo de correspondencia en imágenes estereoscópicas a través de transformada Census y realizar un modelo de solución para su desarrollo en un FPGA.
Estudio del diseño de un amplificador CMOS basado en un par diferencial complementario para adquisición de señales neuronales
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-01) Bravo Pacheco, Diego Alessandro; Saldaña Pumarica, Julio César
En el presente trabajo de investigación se indican los fundamentos del diseño de un amplificador de instrumentación CMOS de 180 nm basado en un par diferencial complementario en sistemas de adquisición de señales neuronales. Estas señales pueden poseer una magnitud en el rango de microvoltios a decenas de milivoltios, con una frecuencia de hasta 10 KHz. La topología del modelo solución a desarrollar es fully differential de dos etapas. Además, es necesario considerar una etapa AC-coupled para reducir el offset del electrodo. Se hace énfasis en el estudio de un amplificador de baja potencia y de bajo ruido referido a la entrada, siendo este último requerimiento crítico según el marco problemático, por lo que los estudios recomiendan un valor menor o igual a 5 μVRMS. Bajo estos requerimientos, los lineamientos para la primera etapa del amplificador están basados en un par diferencial complementario. Asimismo, el estudio está orientado a emplearse mediante la tecnología TSMC 180 nm.
Estudio del diseño de un circuito de voltaje de referencia para aplicaciones de bajo voltaje y bajo consumo de energía
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-02-16) Villanueva Huamán, Wilson Ray; Saldaña Pumarica, Julio César
Este trabajo de investigación describe el funcionamiento de los circuitos que permiten la generación de un voltaje de referencia estable ante variaciones en la temperatura y el voltaje de alimentación. Las topologías clásicas de circuitos de voltaje de referencia limitan el voltaje que entregan a valores cercanos a 1.2 V, impidiendo que aplicaciones de menor voltaje puedan hacer uso de dichos circuitos. El principal inconveniente yace en que las topologías clásicas de estos circuitos limitan el voltaje que entregan a valores cercanos a 1.2 V. Actualmente muchos circuitos integrados se diseñan para operar con voltajes menores a 1.2 V, de modo que es necesario plantear las consideraciones que permitan el diseño de un circuito de voltaje de referencia de bajo voltaje. El propósito de este trabajo de investigación es exponer los fundamentos para el diseño de un circuito de voltaje de referencia. Se desarrolla la teoría que permite la obtención de un voltaje independiente de la temperatura. Posteriormente se analizan dos topologías: una convencional y otra de bajo voltaje. Esta última sirve de referencia para el diseño de voltaje de referencia de bajo voltaje. En la parte final de esta investigación se enuncian conclusiones sobre el marco teórico revisado. También se mencionan recomendaciones para el diseño de un circuito de bajo voltaje.
Estudio del diseño de un procesador criptográfico de Curvas Elípticas para el dispositivo WISP
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-10-15) Mendez Cabana, Igor Ivan; Silva Cárdenas, Carlos Bernardino
El rápido avance del internet de las cosas ha supuesto plantear nuevas maneras de implementar las redes de sensores. Es así como la tecnología RFID se ha ido tornando cada vez más atractiva como una alternativa que no requiere el uso de baterías. La plataforma WISP (Wireless Identification Sensing Platform) es uno de los dispositivos que más ha permitido impulsar el desarrollo de sensores RFID. WISP es la primera etiqueta RFID computacional, es decir, que permite programar un algoritmo básico en su memoria. Sin embargo, al igual que con las redes de sensores actuales, estos dispositivos suelen ser blancos fáciles de atacantes cibernéticos ya que son un punto débil en la red debido a sus limitaciones en recursos de hardware y energía que dificultan desarrollar criptografías en software eficientes. En este trabajo se presenta un estudio sobre el diseño de una arquitectura para un procesador criptográfico de Curvas elípticas (ECC) de bajo consumo energético implementado que cumple con las limitaciones energéticas para ser utilizado con la etiqueta WISP. Este trabajo está basado en las arquitecturas propuestas por Ahmad Salman [1] y Siddika Berna [2].