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- Automatic analysis of subthreshold operation in CMOS digital circuitsPublication . Cavalaria, Hugo Alexandre Nunes; Semião, Jorge Filipe Leal CostaThe Internet of Things (IoT) paradigm is enabling easy access and interaction with a wide variety of devices, some of them self-powered, equipped with microcontrollers, sensors and sensor networks. Low power and ultra-low-power strategies, as never before, have a huge importance in today’s CMOS integrated circuits, as all portable devices quest for the never-ending battery life, but also with smaller and smaller dimensions every day. The solution is to use clever power management strategies and reduce drastically power consumption in IoT chips. Dynamic Voltage and Frequency Scaling techniques can be rewardingly, and using operation at subthreshold power-supply voltages can effectively achieve significant power savings. However, reducing power-supply voltages impose reduction of performance and, consequently, delay increase, in turn it makes the circuit more vulnerable to operational-induced delay-faults and transientfaults. What is the best compromise between power, delay and performance? This thesis proposes an automatic methodology and tool to perform power-delay analysis in CMOS gates and circuits, to identify automatically the best compromise between power and delay. By instantiating SPICE simulator, the proposed tool can automatically perform analysis such as: power-delay product, energy-delay product, power dissipation, or even dynamic and static power dissipations. The optimum operation point in respect to the power-supply voltage is defined, for each circuit or sub-circuit and considering subthreshold operation or not, to the minimum power-supply voltage where the delays do not increase too much and that implements a compromise between delay and power consumption. The algorithm is presented, along with CMOS circuit examples, all the analysis’ results are shown for typical benchmark circuits. Results indicate that subthreshold voltages can be a good compromise in reducing power and increasing delays.
- Prospection of bioactivities, bioaccessibility, and biochemical characterization of green seaweeds grown in integrated multi-trophic aquaculture environmentsPublication . Malo, Andrea Ripol; Varela, J.; Bandarra, NarcisaA composição nutricional de cinco espécies de algas verdes (Rhizoclonium riparium, Ulva lactuca, Ulva prolifera, Chaetomorpha linum, Ulva intestinalis) em sistemas de aquicultura multitróficos foi estudada. Em primeiro lugar, a fucose e os polifenóis totais, como constituintes bioativos relevantes, foram analisados e as atividades antioxidantes e anti-inflamatórias foram medidas. Os efeitos da bioacessibilidade nesses aspectos também foram avaliados. Embora o teor de lipídios tenha sido muito baixo (menos de 3 g / 100 g de peso seco), houve diferenças qualitativas entre as frações lipídicas, uma vez que os perfis de ácidos graxos variaram consideravelmente entre as cinco espécies de algas marinhas. O teor de fucose também dependeu das espécies específicas. O conteúdo total de polifenóis e a atividade antioxidante apresentaram correlação significativa. U. prolifera apresentou o maior teor total de polifenóis e atividade antioxidante, enquanto que nenhuma atividade de polifenol ou antioxidante foi encontrada na fração bioaccessível. A atividade antiinflamatória foi maior nos extratos U. prolifera e C. linum com alta inibição de COX-2 (variando entre 18 e 27%) a uma concentração de 100 μg / mL. Apesar dos compostos que causam essa atividade antiinflamatória não serem tornados bioaccessíveis, a U. prolifera parece ser uma fonte potencial de substâncias bioativas, desde que sejam utilizados métodos adequados para sua extração ou desenvolvidos desenvolvendo tisanas que possam aumentar sua bioacessibilidade. Em segundo lugar, estudou-se a composição lipídica das cinco espécies de algas verdes. Em particular, o perfil geral de ácidos graxos (FA) e o perfil FA de cada classe principal de lipídeos encontrados nestas espécies de algas marinhas foram cuidadosamente analisados. Verificou-se que todas as algas tinham um perfil FA específico, cujas especificidades foram mais evidentes com o estudo do perfil FA por classe de lipídios. No entanto, entre U. lactuca e U. intestinalis, houve apenas pequenas diferenças. No entanto, foi possível identificar diferenças significativas entre o teor de ácido palmítico na classe PL de cada alga. Uma clara distinção entre os perfis de R. riparium e C. linum (Cladophorales) e os de Ulva (Ulvales) também foi determinada. Além disso, houve diferenças entre as classes de lipídios, produzindo grandes contrastes entre PLs e TAG, bem como entre MAGs e FFA. Este estudo também encontrou evidências que suportam a localização de FA específicas em posições TAG específicas. Finalmente, a composição mineral foi estudada. A bioacessibilidade elementar nessas espécies também foi investigada através da aplicação de um modelo digestivo in vitro inovador. Observou-se que R. riparium apresentou os níveis mais altos de Mn, Sr, Cd, Sn e I e que a U. lactuca apresentou as maiores concentrações de Ni e Cu. As quantidades diárias de algas verdes secas necessárias para a obtenção de ingestão dietética específica foram calculadas: 7 g de U. lactuca secas (para a reunião Cu recomendado diariamente, RDA); 173 g de U. lactuca seca (Zn RDA); 78 g de C. linum seca (Se RDA); 41 g de C. linum seca (Mo RDA); e 0,5 g de R. riparium seca (I Dietary Reference Intake, DRI). Mn e Cu tiveram os valores mais elevados de bioacessibilidade elementar, sempre acima de 50%, enquanto que sempre fui praticamente bioacessível, na faixa de 14-31%. A faixa de bioacessibilidade de R. riparium (31-100%) foi maior do que as faixas para outras espécies, particularmente a de C. linum (≤ 56%). Os resultados de bioacessibilidade implicaram maiores quantidades de algas secas para atingir a ingestão dietética: 10 g de U. lactuca seca (Cu RDA); 290 g de R. riparium seca (Zn RDA); e 2 g de R. riparium seca (I DRI). Consequentemente, R. riparium é uma fonte muito rica. Este estudo mostrou a importância de levar em consideração resultados de bioacessibilidade na estimativa de ingestão dietética.