Sistemas de Información y Comunicacionesnunez/IUMA-Espaciov2.pdf · Modelado y diseño de...
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SistemasdeInformacinyComunicacionesInstitutoUniversitariodeMicroelectrnicaAplicada
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IUMADivisinDSI DSI:DivisindeDiseodeSistemasIntegradosdelInstitutoUniversitariode
MicroelectrnicaAplicadadelaULPGC
Recursos:6Doctores;4Becarios,Infraestructura Antecedentesdelgrupo
+50artculosenrevistasinternacionales +160artculosenconferenciasinternacionales 14proyectosenconvocatoriaspublicasnacionaleseinternacionales +8proyectosindustrialesconempresasinternacionales
Experienciaaplicableenlassiguientesrecomendaciones: Recomendacin1:Desarrollodemicro/minisatlitesenlaULPGC Recomendacin3:DesarrolloyestudiodeHW/SWdeprocesamientodedatosy
controlembarcadoensatlites Recomendacin5:Desarrollodealgoritmosyarquitecturasparaaplicacionesen
Observacindelatierra Lneasdeinvestigacinacordesalasrecomendaciones
Sistemasdemejoradeimgenesycodificacin/decodificacinvdeo Sistemasdecomputacinycomunicacinreconfigurables Algoritmosycircuitosdeconmutacindepaquetes,aplicacionesen
comunicacionesyenredesenchip(NoC)
S
A
P
S APS P
S P
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3
Infraestructura
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Recomendacin1:Desarrollodemicro/minisatlites
ExperienciaenOBC(Onboardcomputer)paraprocesadodedatosycontroldepequeossatlites
ActualmenterealizandoproyectosconjuntamenteconlaESAconelprocesadorLEON ExperienciapreviaenlaintegracindeprocesadoresCORDIC ExperienciaenvariosproyectosconelbusAMBA
IUMA CORDIC
CubeSat
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CircuitosIntegradosdeAltaFrecuenciaparaAplicacionesEspaciales(GPS+GLONASS)
Recomendacin1:Desarrollodemicro/minisatlites
DSI/IUMAMixer
DSI/IUMAFdivider
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1.6GbpsLowCost32x32CrosspointSwitch
PowerSupplies:2V&3.3VTotalArea:8.44x7.14mm2
DataRate>1.6GbpsPowerConsumption:7.5W
VSC851
Recomendacin3:DesarrolloyestudiodeHW/SWdeprocesamientodedatosycontrolembarcadoensatlites
Experienciaendesarrollodesistemascontcnicascustom,semicustomyFPGAs
ProyectosconempresasinternacionalesconISO9001
320GbpsIntelligentSwitchFabric
GigaStream
Hardware
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Recomendacin3:DesarrolloyestudiodeHW/SWdeprocesamientodedatosycontrolembarcadoensatlites
Experienciaeneldesarrollodesoftwareparasistemasempotrados
DesarrollodesoftwaredinmicoenlenguajeTcL Experienciadedesarrollodealgoritmosparacodificaciny
decodificacindedatos
Software
ComputacinReconfigurable
R1 S2 R2S1Core
Adaptable Communicationsheterogeneous NoC/BUS/P2M/
R3 S4 R4S5
Experienciaeneldesarrollodehardwareadaptablealasaplicaciones
Permiteflexibilizarlafabricacinyelusodesatlites
DisponibilidaddeherramientasdedesarrollobasadasenFPGAsVirtex5
Colaboracincongruposnacionaleseinternacionales:
CEIUPM ImperialCollege
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Recomendacin5:DesarrollodealgoritmosyarquitecturasparaaplicacionesenObservacindelatierra
Experienciaenmejoradeimgenesatravsdealgoritmosdesuperresolucin
Lasuperresolucinpermiteaumentarlaresolucindelasimgenescombinandovariasdeellasdebajaresolucin
SehanrealizadoarquitecturasbasadasenDSPs,FPGAsyensistemasparalelostipoxCell
Super-Reso-lution
LR frames
HR frame
8
Super-resolved NTS Interpolated
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SuperresolutionresultsSuper-ResolvedNearest Neighbor Interpolation
Bilinear Interpolation
(a) (b) (c)
Recomendacin5:DesarrollodealgoritmosyarquitecturasparaaplicacionesenObservacindelatierra
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IUMADivisinMEMS
Experienciayadecuacinalasrecomendaciones:
DesarrolloymantenimientodesistemasdeprocesamientodedatosGNSS.
Desarrollodemicro/minisatlitesenlaULPGC.
CreacindelprogramaSpaceNautics.
DesarrolloyestudiodeHw/Swdeprocesamientodedatosycontrolembarcadoensatlites.
G
SN
P
S NLneasdeinvestigacin:
DiseodesistemasMicroElectroMecnicos,MEMS.(*)
Desarrollodesistemasempotradosparaaplicacionesindustriales.
Sistemasdeconmutacindedatosparacomunicacionesdebandaanchadealtasprestaciones.
Optimizacindeprestacionesydiseoespecficodemicrocircuitosparaaplicacionesindustrialesespecficas.
Verificacinfuncionalyformaldeespecificaciones,sistemasyproductosindustriales.
(*)ImportantesaplicacionesaeroespacialesparasistemasdenavegacinIRS.
PG S N
P S N
P
G S N
Equipomultidisciplinar,ingenierosdetelecomunicacineingenierosindustriales.
7doctores+3ingenierosenformacindepostgrado. Antecedentes:25revistas,110congresos,7proyectosi+dcompetitivosnl+intl,2p.
industriales
reas:Microelectrnica,Materialesyestructuras,Sistemasdecontrol,Programacin.
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InfraestructuraRecursosMateriales:Instrumentacinavanzadaparatestearmicrocircuitosdealtasprestaciones. Equipodetestdecircuitosintegrados,mod.F660(AgilentTech.) Sistemadeprecisinparapruebasdetemperaturadecircuitosintegrados,
mod.T2425(AgilentTech.) Estacinemuladoraparasistemasdigitalesindustriales,mod.VStation15
MPro(MentorGraphics) OsciloscopiodigitalTDRde20GHz,mod.HP54754(AgilentTech.) Generadordepatroneseimpulsosde3GHz,mod.HP8133(AgilentTech.) AnalizadoreslgicosHP16700A,analizadorderedes,mod.HP8720ES,
analizadoresdeespectrohasta20GHz,mod.HP492PGM,analizadordecomunicacionesIEEE1394,mod.HPE8491B(AgilentTech.)
Softwaredisponible:Herramientasparaeldiseo,simulacin,fabricacinyverificacindedispositivos. DispositivosMEMS(CoventorWare2008) Circuitosintegradosanalgicos,digitales,yRFIC(Cadence,Synopsys). LibrerasykitsdediseoEUROPRACTICEycapacidaddefabricacindeASICsa
bajocosteenprogramasMPW. EntornosdedesarrolloparasistemasempotradosbasadosenFPGAy
microprocesadores(Xilinx,Altera)
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Experienciayrecomendaciones
NetworkedindustrialdesignandcontrolapplicationsusingGeneticAlgorithmsandEvolutionStrategies.Programacinevolutiva.
P S N
BIOTELCOM:Receptordesealesbiomdicasparaurgenciasempleandotecnologasdecomunicacionesvasatliteyterrestre(VSAT,UMTS,GPRS)ydelocalizacin(GPS,GLONASS).TelefnicaMviles,CONTACTELS.A.,SUC112,IDECNET.
PG S N
ISCIMTIT: IntegratedSystemforContainerIdentification,MonitoringandTrackinginIntermodalTransport. SeguimientoylocalizacindecontenedoresdemercancasparatransportemartimoutilizandoserviciosGNSS.BoludaCorporation,TECNUM,IDECNET,SzUT,SCMU, entreotros.
Proyectosdesistemasempotrados:
ProyectoEuropeoINGENET:
ProyectoconrepresentantesdelaindustriaaniveleuropeaparaeldesarrollodeaplicacionesbasadasenAlgoritmosGenticosenlossectoresautomovilsticoyaeroespacial.
EUROGEN(extensin):
Hardware
Software
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Experienciayrecomendaciones
Microinterruptorelectrostticoparaaplicacionesaeroespaciales.Conmutadortrmicomicroelectromecnico,conIMEC.Micromotoresymicromquinasdeinduccinelectrosttica.GirscoposyacelermetrosparanavegacinIRS.Lneafutura:Girscoposyacelermetrosparaaplicacionesaeroespaciales
AnlisisydesarrollodedispositivosMEMS: S N
PuenteespacialdeBandaAncha(PEBA):DeterminacindelascondicionestcnicasydemercadoparalainstalacindeunNododeTelecomunicacionesdeBandaAnchaporSatliteenlaprovinciadeLasPalmas.ITC.HELIOS: EstudioymedicindelahuellasolarenCanarias.ITC.EOLO:VerificacindelaprediccindelvientoparaelrecursoelicodeCanarias.ITC.
CircuitosconmutadoresdedatosparaGigabit Ethernet,VITESSE SemiconductorCorp.SistemaselectrnicospararecuperacindeenergaporRF,Fraunhoffer IIS.Optimizacionesparabajoconsumo,altorendimientoenergticoyaltavelocidad:
Diseosespecficos:excitadoresparaaltacargayaritmticaultrarpida.Herramientasdeanlisisyexploracindelespaciodesoluciones.
Metodologasparalaverificacinfuncionalyformaldesistemas.Aplicacinamicrocircuitosradiationhardened,bajocrosstalk.
Diseoyverificacindecircuitosparaaltasprestaciones: P S N
G
Hardware
Estudios
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TME,DivisindeTecnologaMicroelectrnicaArea:CircuitosintegradosdeRadiofrecuenciaRFICRecursos: 5doctores,6investigadoresenformacin,InfraestructuraAntecedentes:30revistas,120congresos,10proyectoscompetitivosnl+intl,4proyectosindustrialesconempresas
LneasdeinvestigacinDiseodeCircuitosIntegradosdeRadiofrecuencia(RFICs)(310GHz):debajoconsumoytecnologasMOSdemuybajocosteModeladoydiseodedispositivos(activosypasivos)paraRFICsCaracterizacinymedidadeRFICs(hasta20GHz)
ExperienciayAdecuacinRecomendacionesDesarrolloyestudiodeSistemasHw/Swdeprocesamientodedatosycontrolembarcadoensatlites
IUMADivisinTME
S
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TME,DivisindeTecnologaMicroelectrnicarea:CircuitosintegradosdeRadiofrecuenciaRFICRecursos: 5doctores,6investigadoresenformacin,InfraestructuraAntecedentes:30revistas,120congresos,proyectoscompetitivosyconempresas
LneasdeinvestigacinDiseodeCircuitosIntegradosdeRadiofrecuencia(RFICs)(310GHz):debajoconsumoytecnologasMOSdemuybajocosteModeladoydiseodedispositivos(activosypasivos)paraRFICsCaracterizacinymedidadeRFICs(hasta20GHz)
ExperienciayAdecuacinRecomendacionesDesarrolloyestudiodeSistemasHw/Swdeprocesamientodedatosycontrolembarcadoensatlites
IUMADivisinTME
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EstacindepuntasymedidasRFICsobreOblea
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Ttulo:2A105 SR2(ShortRangeRadio) yWirelessTechnologiesforsmallareaNetworkswithEmbeddedSecurity&Safety(WITNESS) Entidadfinanciadora:EUREKACATRENEdelaUEMITyC(SubprogramaAvanzaI+D)Perodo:2005:FIT3301002005268~40.000Perodo:20062007:FIT330100200643~183.000Perodo:20082009:TSI020400200871~263.000Perodo:20102011:Pendientedesolicitud
Objetivo:DiseodeunreceptortotalmenteintegradoparaUltraWideBand(UWB)oWiMedia(480Mbpsacortadistancia,3.1a10.6GHz). DiseodelapartedeRFentecnologaCMOSyBiCMOSdebajocoste
LNAsdebandaanda:Distribuidosyconadaptacindebandaancha 1patenteMixers:Potenciomtricos,CluladeGilbert,Doblados SintetizadorconVCOtotalmenteintegradoModeladodebobinashasta20GHzmediantesimulacioneselectromgneticas2.5D(Momentum)
Ld/2 Ld/2Ld Ld Ld
Lg/2 Lg/2Lg Lg Lg
L
C
Load
C
LoadL
PAD
PAD PAD
PAD
NM1 NM2 NM3 NM4
Vgate
Vdrain
Input
Output
C
C
Cd Cd Cd Cd
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Ttulo:ReceptordetelevisindigitalDVBHparaaplicacioneswirelessdebajoconsumo Entidadfinanciadora:MEC(TEC200508091C0302) Perodo:20052008~65.000 ColaboracinCEIT,AICIA Objetivo:DiseodeunreceptortotalmenteintegradoparaDVBSH DiseodelapartedeRFentecnologaCMOS90nmparalabandaUHF(470864 Conversindirectaconcancelacindeoffsetenbandabase.
S
~90
SYNTHESIZER470 to 862 MHz
MIXER Q
MIXER I
I
Q
LNA
VGA
VGA
ADC
ADC
BASEBANDPROCESSOR
(FPGA,DSP,etc)
FRONT-END & SYNTHESIZER
Ext.LNA
PFD CHARGEPUMP FILTER
2 FAST DIVIDER90 SHIFTER4/558106
5RESET
RESET
N=NPP+A
fref=2 MHz fout
fout/2fdiv
fout2
VCO
PROGRAMMABLE DIVIDER
0
fout2
90
948-1724 MHz
474-862 MHz
P/P+1NP
A
UP
DOW NICP VT UNE
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Ttulo:ReceptordetelevisindigitalDVBSH
Entidadfinanciadora:MEC(TEC200806881C0301) Perodo:20092011:~65.000 ColaboracinCEIT,AICIA Objetivo:DiseodeunreceptortotalmenteintegradoparaDVBSH DiseodelapartedeRFentecnologaCMOS90nmparalabandaS:2.172.2GHz BandaproblemticamuycercanaalstreamUMTSdownlink,requerimientosdeselectividadylinealidadexigentes. ConversorencuadraturaaLowIFconfiltropolifsicoenbandabase,sintetizadorfraccionalsigmadelta
S
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Otroproyectosrelevantes
Ttulo:MedicalremotesensingandimagingwithinthebodyusingUWBtechnologiesMAGNUM(TecnologaSOI)Entidadfinanciadora:MCeI(TEC200806758C0202)
Ttulo:DesarrollodeCIspararedesderealocalinalmbricasenlabandade5GHzEntidadfinanciadora:MCyT(TIC200204323C03035)~120.000 ColaboracinCEIT,AICIA
Ttulo: DiseodecircuitosintegradosdeRFtolerantesaruidodesustratoparacomunicacionesapartirde5GHzEntidadfinanciadora:MEC(TEC200506784C0202)~46.000 ColaboracinUPC
Ttulo:PrototipomoduladorparaLMDS/MMDSEntidadfinanciadora:MCyT(FIT0700002003482 )~135.000
Ttulo:PrototipodeMMICConmutadordeFaseparaLMDSEntidadfinanciadora:MCyT(FIT0700002001316 )~600.000 ColaboracinIAC
Ttulo: TerminalCMOSparaunSistemadePosicionamientoGlobalEntidadfinanciadora:CMCyT(TIC99-0270-C02-02 )~132.000
Ttulo:Diseodeundriverparaunsensordehuelladigitalparasuaplicacinentelfonomviles.ProyectoconlaempresaINCIDE,clientefinalNordicSemiconductor
S
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S
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IUMADivisinSICAD
DivisindeSistemasIndustrialesEmpotradosyCADRecursos:7doctoresy6ingenierosAntecedentes:+50revistas,+150congresos,15proyectoscompetitivos,10proyectosindustriales
Experienciayadecuacinrecomendaciones:1 Desarrollodemicro/minisatlites3 DesarrollodeHw/Sw deprocesamientoycontrolembarcado
Lneasdeinvestigacin: MtodosdediseodechipsyHerramientasCADdediseo
SntesisautomticadesistemasenchipSistemaempotrados(HW/SW)Circuitosparamultimedia
DesarrollodesistemasSCADAdecontrolindustrialModulos detiemporealyRTOS
Hardware
Software
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CAMELLIACoreforAmbientandMobileIntelligentImagingApplicationsFP5EU,3.5M
Experienciayrecomendaciones
http://www.uni-hannover.de/ -
CAMELLIA(CoreforAmbientandMobileIntelligentImagingApplications)ARTEMI (ArchitecturesforMobileandInternetTerminals)ARTEMI+ (ArchitecturesforMultinetwork,MultistandardSystemsandTerminals)
Experienciayrecomendaciones
http://www.uni-hannover.de/ -
ElectrnicadeAdquisicinyControlparaelEspejoPrimariodelTelescopioGRANTECAN
FuenteA limentacin
Caja Noda l
Mazo d e cab le exte rno
Mazo d e cab le interno
Posicio nado res
Conecto res
MduloDC/DC
220V +24V +24,+5V
FuenteA limentacin
Caja Noda l
Mazo d e cab le exte rno
Mazo d e cab le interno
Posicio nado res
Conecto res
MduloDC/DC
220V +24V +24,+5V
Experienciayrecomendaciones
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DivisindeComunicacionesdelIUMArea:SistemasdeComunicacinRecursos:4doctores 7ingenieros,InfraestructuraAntecedentes:19revistas,42congresos,4proyectoscompetitivos,8industriales
Experienciayrecomendaciones9SpinoffInelcan:EmpresafinanciadaporlainiciativaCDTINEOTECDesarrollodeaplicacionescomercialesysistemas
LneasdeI+D+i: Sistemasdegeolocalizacin(GPS,GNSS) Estampadotemporalparacartografaarea Electrnicaparabiosensores Sistemasdeseguridadbancaria
IUMADivisinCOM
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Sistemasdegeolocalizacin
EnproduccinCoberturaaniveleuropeoPosicinentiemporealHistricoGeofencingPuntosdeintersBuscadordecalleyterminalmsprximoClculoderutas
ClientesdereferenciaSEUROPCSADISASeguridadIntegralCanariaTASISA
EndesarrolloFusinconERPdetransportesOptimizacinderutasTunelizacin
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Estampadotemporalparacartografaareaydefondosmarinos
EnproduccinControlygestindeGPSdealtaresolucinProcesamientodesealIMUAdquisicindesealderastreolserControldedisparodefotografadealtaresolucinconprecisintemporaldemilisegundosGeneracindeficherosgeorreferenciados
ClientesdereferenciaEstudioITAC
EndesarrolloAdaptacindelhardwareparafondosmarinos
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IUMAServiciodeFabricacindePrototipos
ElLaboratorioseencuentraenelstanodelEdificioCentraldelParqueTecnolgicoULPGC
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Lneadefabricacindecircuitosimpresosmediantefresado
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Lneadefabricacindecircuitosimpresosmedianteataquequmico
fotoplotter Insoladora
Unidad de procesomultipropsito
Ataque qumico por spray
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Fabricacindecircuitosmulticapa(1,2,4,6y8capas)
La metalizacin de taladros y vas se realiza mediante un banco de metalizado LPKF MiniContac II., que dispone de control por microcontrolador y puede metalizar sustratos de 200x300mm.
La fabricacin de circuitos multicapa se realiza mediante una prensa LPKF Multipress II controlada por microprocesador que trabaja con una presin mxima de 15 t y una temperatura mxima de 210C. Con un rea de prensa de 420x360mm permite la fabricacin de circuitos hasta 305x254mm de 4, 6 y 8 capas.
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Lneademontajepick&placedeSMTyproduccindeseriesdecircuitos
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PosicionadodecomponentesBGAySMD(>50pines)
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Equipamientoparainspeccinptica
Dosificacin pasta soldadura
Soldadura de componentes
Circuitos impresos
Metalizacin de taladros
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Lneademontajepick&place1
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Nuevalneademontajepick&place2
BS1300 BS387 BS391 BS3020
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Graciasporsuatencin
Sistemas de Informacin y ComunicacionesInstituto Universitario de Microelectrnica AplicadaIUMA-Divisin DSIInfraestructuraRecomendacin 1: Desarrollo de micro/mini satlitesNmero de diapositiva 5Nmero de diapositiva 6Nmero de diapositiva 7Recomendacin 5: Desarrollo de algoritmos y arquitecturas para aplicaciones en Observacin de la tierraRecomendacin 5: Desarrollo de algoritmos y arquitecturas para aplicaciones en Observacin de la tierraIUMA-Divisin MEMSInfraestructuraExperiencia y recomendacionesExperiencia y recomendacionesNmero de diapositiva 14Nmero de diapositiva 15Nmero de diapositiva 16 Estacin de puntas y medidas RFIC sobre ObleaTtulo: 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) Perodo: 2005: FIT-330100-2005-268 ~ 40.000 Perodo: 2006-2007: FIT-330100-2006-43 ~ 183.000 Perodo: 2008-2009: TSI-020400-2008-71 ~ 263.000 Perodo: 2010-2011: Pendiente de solicitud- Objetivo: Diseo de un receptor totalmente integrado para Ultra Wide Band (UWB) o WiMedia (480 Mbps a corta distancia, 3.1 a 10.6 GHz). - Diseo de la parte de RF en tecnologa CMOS y BiCMOS de bajo coste- LNAs de banda anda: Distribuidos y con adaptacin de banda ancha1 patente- Mixers: Potenciomtricos, Clula de Gilbert, Doblados- Sintetizador con VCO totalmente integrado- Modelado de bobinas hasta 20 GHz mediante simulaciones electromgneticas 2.5 D (Momentum)Ttulo: Receptor de televisin digital DVB-H para aplicaciones wireless de bajo consumo- Entidad financiadora: MEC (TEC2005-08091-C03-02)- Perodo: 2005-2008 ~ 65.000 - Colaboracin CEIT, AICIA - Objetivo: Diseo de un receptor totalmente integrado para DVB-SH- Diseo de la parte de RF en tecnologa CMOS 90nm para la banda-UHF (470-864- Conversin directa con cancelacin de offset en banda base.Ttulo: Receptor de televisin digital DVB-SH - Entidad financiadora: MEC (TEC2008-06881-C03-01) - Perodo: 2009-2011: ~ 65.000 - Colaboracin CEIT, AICIA - Objetivo: Diseo de un receptor totalmente integrado para DVB-SH- Diseo de la parte de RF en tecnologa CMOS 90nm para la banda-S: 2.17-2.2 GHz- Banda problemtica muy cercana al stream UMTS downlink, requerimientos de selectividad y linealidad exigentes.- Conversor en cuadratura a Low IF con filtro polifsico en banda base, sintetizador fraccional sigma-deltaNmero de diapositiva 21IUMA-Divisin SICADNmero de diapositiva 23Nmero de diapositiva 24Nmero de diapositiva 25Nmero de diapositiva 26Nmero de diapositiva 27Nmero de diapositiva 28Nmero de diapositiva 29Nmero de diapositiva 30Nmero de diapositiva 31Nmero de diapositiva 32IUMA-Servicio de Fabricacin de PrototiposLnea de fabricacin de circuitos impresos mediante fresadoLnea de fabricacin de circuitos impresos mediante ataque qumicoFabricacin de circuitos multicapa (1, 2, 4, 6 y 8 capas)Lnea de montaje pick&place de SMT y produccin de series de circuitos Posicionado de componentes BGA y SMD (>50 pines)Equipamiento para inspeccin pticaLnea de montaje pick&place 1Nueva lnea de montaje pick&place 2Nmero de diapositiva 42Nmero de diapositiva 43