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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.3.2007.tde-04072007-150219
Documento
Autor
Nome completo
Fernando Moya Orsatti
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2007
Orientador
Banca examinadora
Piqueira, José Roberto Castilho (Presidente)
Balthazar, José Manoel
Cruz, José Jaime da
Macau, Elbert Einstein Nehrer
Monteiro, Luiz Henrique Alves
Título em português
Redes mutuamente conectadas de DPLLs: modelagem, simulação e otimização.
Palavras-chave em português
PLL
Redes de sincronismo
Redes mutuamente conectadas
Sistemas dinâmicos
Resumo em português
A distribuição de sinais de tempo é um fator essencial em muitas aplicações de engenharia como, por exemplo, redes de telecomunicações, circuitos digitais integrados e sistemas de automação. Nas últimas décadas essa tarefa foi realizada, predominantemente, com redes mestre-escravo nas quais existem osciladores de referência que distribuem o sinal de tempo para osciladores escravos (PLLs) construídos para extrair a base de tempo a partir do sinal da linha. Recentemente, entretanto, o surgimento de redes de comunicação wire-less com conectividade dinâmica e o aumento dos tamanhos e das freqüências de operação dos circuitos digitais integrados indicam a necessidade de utilização de estratégias de distribuição de sinais de tempo baseadas em redes mutuamente conectadas. Nesse trabalho são estudadas redes mutuamente conectadas de PLLs para a determinação de condições para a obtenção do sincronismo de redes desse tipo em função dos parâmetros individuais dos nós e da conectividade da rede. Determinou-se também, através de simulações numéricas, a validade dos resultados analíticos obtidos. Finalmente foi estabelecido um método, baseado em algoritmos evolutivos, para a otimização dos parâmetros da rede considerando objetivos de robustez e capacidade de rejeição de ruídos na rede.
Título em inglês
Mutually connected DPLL networks: modelling, simulation and optimization.
Palavras-chave em inglês
Dynamical systems
Mutually connected networks
PLL
Synchronization networks
Resumo em inglês
Clock-distribution is an essential feature in many engineering applications as, for example, telecommunications networks and digital integrated circuits. In the last few decades this problem was predominantly addressed using master-slave strategies. In this type of strategy there are precise reference oscillators in the network called masters and their signals are distributed in the network, other oscillators called slaves (PLLs) extract the time basis from the line signals. Recently the development of wireless communication networks and the increasing size of digital integrated circuits and their rising operation frequencies indicate the need for the use of mutually-connected networks for the issue of clock-distribution. In this work mutually-connected networks of PLLs are studied in order to obtain conditions for the acquisition of a synchronous state for the network concerning the node parameters and the connection pattern of the network. Furthermore, numerical experiments were conducted to validate analytic results. Finally, a method is proposed, based on evolutionary algorithms, for the optimization of the network parameters considering the robustness and the ability to reject noise in the network as objectives.
 
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Este trabalho é somente para uso privado de atividades de pesquisa e ensino. Não é autorizada sua reprodução para quaisquer fins lucrativos. Esta reserva de direitos abrange a todos os dados do documento bem como seu conteúdo. Na utilização ou citação de partes do documento é obrigatório mencionar nome da pessoa autora do trabalho.
TeseFMO.pdf (5.36 Mbytes)
Data de Publicação
2007-08-16
 
AVISO: O material descrito abaixo refere-se a trabalhos decorrentes desta tese ou dissertação. O conteúdo desses trabalhos é de inteira responsabilidade do autor da tese ou dissertação.
  • CARARETO, R, ORSATTI, Fernando Moya, and PIQUEIRA, J. R. C. Reachability of the synchronous state in a mutually connected PLL network [doi:10.1016/j.aeue.2008.07.008]. AEÜ. International Journal of Electronics and Communications [online], 2009, vol. 63/11, p. 986-991.
  • CARARETO, Rodrigo, ORSATTI, Fernando Moya, and PIQUEIRA, J. R. C. Architectures, stability and optimization for clock distribution networks [doi:10.1016/j.cnsns.2011.08.018]. Communications in Nonlinear Science & Numerical Simulation [online], 2012, vol. 17(12), p. 4672-4682.
  • CARARETO, Rodrigo, ORSATTI, Fernando Moya, and PIQUEIRA, J. R. C. Optimized network structure for full-synchronization [doi:10.1016/j.cnsns.2008.09.032]. Communications in Nonlinear Science & Numerical Simulation [online], 2009, vol. 14/6, p. 2536-2541.
  • MATTOS, Sérgio Henrique Vannucchi Leme de, et al. Measuring q-bits in three-trophic level systems [doi:10.1016/j.ecolmodel.2006.07.006]. Ecological Modelling [online], 2007, vol. 200, p. 183-188.
  • MONTEIRO, Luiz Henrique Alves, et al. Global and Partial Synchronism in Phase-Locked Loop Networks [doi:10.1109/TNN.2003.820441]. IEEE Transactions on Neural Networks [online], 2003, vol. 14/6, p. 1572-1575.
  • ORSATTI, Fernado Moya, CARARETO, Rodrigo, and PIQUEIRA, J. R. C. Mutually connected phase-locked loop networks: dynamical models and design parameters [doi:10.1049/iet-cds:20080116]. IET Circuits, Devices & Systems [online], 2008, vol. 2/6, p. 495-508.
  • ORSATTI, Fernando Moya, CARARETO, Rodrigo, and PIQUEIRA, J. R. C. Multiple synchronous states in static delay-free mutually connected PLL networks [doi:10.1016/j.sigpro.2010.01.013]. Signal Processing [online], 2010, vol. 90(6), p. 2072-2082.
  • PIQUEIRA, J. R. C., ORSATTI, Fernando Moya, and MONTEIRO, Luiz Henrique Alves. Computing with phase locked loops: Choosing gains and delays [doi:10.1109/TNN.2002.806633]. IEEE Transactions on Neural Networks [online], 2003, vol. 14, p. 243-247.
  • ORSATTI, Fernando Moya, and PIQUEIRA, J. R. C. Optimization of mutually synchronized PLL networks by using evolutionary algorithms. In Workshop on Nonlinear Phenomena Modeling and their Applications, Rio Claro, 2005. Proceedings of the Workshop on Nonlinear Phenomena Modeling and their Applications. : Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 2005.
  • PIQUEIRA, J. R. C., and ORSATTI, Fernando Moya. Multiple Synchronous States in Static Delay-Free Oscillator Network. In ASME 2009 - International Design Engineering Technical Conferences, San Diego, 2009. Proceedings of the ASME 2009.New York, NY : ASME, 2009.
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