Sistemas de Información y ComunicacionesInstituto   Universitario   de  Microelectrónica   Aplicada

IUMA• Esta presentación del IUMA muestra su historial y capacidades en el ámbito del 

sector Aeronáutico y Espacio. 

• Las recomendaciones se refieren a las conclusiones del “Estudio de viabilidad para el desarrollo de actividades en el sector aeroespacial en Canarias” realizado por la Sociedad de Promoción Económica de Gran Canaria SPEGCrealizado por la  Sociedad de Promoción Económica de Gran Canaria, SPEGC, Cabildo de Gran Canaria, Octubre 2009.

• Las siguientes marcas facilitan la identificación de la tipología de capacidades según se definen en el mencionado estudio:

A

G

Aplicaciones basadas en datos de satélites de observación

D ll t i i t d i t d i t d d t GNSS

P

G

N

Desarrollo y mantenimiento de sistemas de procesamiento de datos GNSS

Programa de nanotecnología y sensores embarcados, náutica espacial 

Procesamiento de señales y datos 

S

ocesa e to de se a es y datos

Desarrollo de Hw/Sw para procesado y control en sistemas embarcados 

IUMA‐División DSI• DSI: División de Diseño de Sistemas Integrados del Instituto Universitario de 

Microelectrónica Aplicada de la ULPGC

• Recursos: 6 Doctores; 4 Becarios, Infraestructura

• Antecedentes del grupo+ 50 artículos en revistas internacionales– + 50 artículos en revistas internacionales

– + 160 artículos en conferencias internacionales– 14 proyectos en convocatorias publicas nacionales e internacionales– + 8 proyectos industriales con empresas internacionales

• Experiencia aplicable en las siguientes recomendaciones:– Recomendación 1: Desarrollo de micro/mini satélites en la ULPGC– Recomendación 3: Desarrollo y estudio de HW/SW de procesamiento de datos yS

P Recomendación 3: Desarrollo y estudio de HW/SW de procesamiento de datos y control  embarcado en satélites

– Recomendación 5: Desarrollo de algoritmos y arquitecturas para aplicaciones en Observación de la tierra

A

P

• Líneas de investigación acordes a las recomendaciones– Sistemas de mejora de imágenes y codificación/decodificación vídeo– Sistemas de computación y comunicación reconfigurables  

S APS Pp y g

– Algoritmos y circuitos de conmutación de paquetes, aplicaciones en comunicaciones y en redes en chip (NoC) S P

InfraestructuraInfraestructura

4

Recomendación 1: Desarrollo de micro/mini satélitesRecomendación 1: Desarrollo de micro/mini satélites

• Experiencia en OBC (On‐board‐computer) para procesado de datos y l d ñ élicontrol de pequeños satélites

Actualmente realizando proyectos conjuntamente con la ESA con el procesador LEONprocesador LEON Experiencia previa en la integración de procesadores CORDIC Experiencia en varios proyectos Experiencia en varios proyectos con el bus AMBA

CubeSat

IUMA CORDIC

Recomendación 1: Desarrollo de micro/mini satélites

Circuitos Integrados de Alta Frecuencia paraAplicaciones Espaciales (GPS + GLONASS)

DSI/IUMA  Mixer

DSI/IUMA F divider

Recomendación 3: Desarrollo y estudio de HW/SW de procesamiento de datos y control embarcado en satélitesde datos y control embarcado en satélites

• Experiencia en desarrollo de sistemas con técnicas custom, semicustom y FPGAsHardware

1.6 Gbps Low‐Cost 32x32 Crosspoint Switch

custom, semicustom y FPGAs

• Proyectos con empresas internacionales con ISO9001Hardware

p p

VSC851 Control Logic

Power Supplies: ‐2V & 3 3V Data Rate> 1.6Gbps

SwitchMatrix

Power Supplies:  2V & 3.3VTotal Area: 8.44x7.14 mm2

pPower Consumption: 7.5 W

320 Gbps Intelligent Switch Fabric

GigaStream©

Recomendación 3: Desarrollo y estudio de HW/SW de procesamiento de datos y control embarcado en satélitesde datos y control embarcado en satélites

• Experiencia en el desarrollo de software para sistemas empotradosSoftware

• Desarrollo de software dinámico en lenguaje TcL

• Experiencia de desarrollo de algoritmos para codificación y decodificación de datos

Software

Computación• Experiencia en el desarrollo de 

hardware adaptable a las Computación Reconfigurable

paplicaciones

• Permite flexibilizar la fabricación y el uso de satélites

R1 S2 R2S1Core• Disponibilidad de herramientas de 

desarrollo basadas en FPGAs Virtex5

• Colaboración con grupos nacionalesAdaptable Communications

heterogeneous NoC/BUS/P2M/

R3 S4 R4S5

• Colaboración con grupos nacionales e internacionales:

• CEI‐UPM

I i l C ll R3 S4 R4S5• Imperial College

Recomendación 5: Desarrollo de algoritmos y arquitecturas para li i b ió d l iaplicaciones en Observación de la tierra

• Experiencia en mejora de imágenes a é d l i d l ió

LRLR framesframes

través de algoritmos de superresolución

• La superresolución permite aumentar la resolución de las imágenes combinando 

Super-Reso-g

varias de ellas de baja resolución

• Se han realizado arquitecturas basadas en DSPs FPGAs y en sistemas paralelos

Resolution

en DSPs, FPGAs y en sistemas paralelos tipo xCell

HR frameHR frame

Super-resolved NTS InterpolatedSuper resolved NTS Interpolated

9

Recomendación 5: Desarrollo de algoritmos y arquitecturas para li i b ió d l iaplicaciones en Observación de la tierra

• Super‐resolution resultsSuper-ResolvedNearest Neighbor Bilinear Super ResolvedInterpolation Interpolation

(a) (b) (c)(a) (b) (c)

IUMA‐División MEMSEquipo multidisciplinar, ingenieros de telecomunicación e ingenieros industriales.

• 7 doctores + 3 ingenieros en formación de postgrado.

• Antecedentes: 25 revistas, 110 congresos, 7 proyectos i+d competitivos nl + intl, 2 p. i d i l

Experiencia y adecuación a las recomendaciones:G

industriales

• Áreas: Microelectrónica, Materiales y estructuras, Sistemas de control, Programación.

Desarrollo y mantenimiento de sistemas de procesamiento de datos GNSS.

Desarrollo de micro/mini satélites en la ULPGC.

Creación del programa SpaceNautics.

G

SN

Desarrollo y estudio de Hw/Sw de procesamiento de datos y control embarcado en satélites.

P

S NLíneas de investigación: 

S NDiseño de sistemas Micro‐Electro‐Mecánicos, MEMS. (*)

Desarrollo de sistemas empotrados para aplicaciones industriales.

Sistemas de conmutación de datos para comunicaciones de banda ancha de lt t i

PG S N

G S Naltas prestaciones. 

Optimización de prestaciones y diseño específico de microcircuitos para aplicaciones industriales específicas.

Verificación funcional y formal de especificaciones sistemas y productos

P S N

G S N

Verificación funcional y formal de especificaciones, sistemas y productos industriales.

(*) Importantes aplicaciones aeroespaciales para sistemas de navegación IRS.

P

InfraestructuraRecursos Materiales:Recursos Materiales:Instrumentación avanzada para testear microcircuitos de altas prestaciones.• Equipo de test de circuitos integrados, mod. F660 (Agilent Tech.) • Sistema de precisión para pruebas de temperatura de circuitos integrados, 

mod T2425 (Agilent Tech )mod. T2425 (Agilent Tech.)• Estación emuladora para sistemas digitales industriales, mod. VStation 15 

MPro (Mentor Graphics)• Osciloscopio digital TDR de 20 GHz, mod. HP54754 (Agilent Tech.)

G d d i l d 3 GH d HP8133 (A il T h )• Generador de patrones e impulsos de 3 GHz, mod. HP8133 (Agilent Tech.)• Analizadores lógicos HP16700A, analizador de redes, mod. HP8720ES, 

analizadores de espectro hasta 20 GHz, mod. HP492PGM, analizador de comunicaciones IEEE1394, mod. HP‐E8491B (Agilent Tech.)

Software disponible:Herramientas para el diseño simulación fabricación y verificación de dispositivosHerramientas para el diseño, simulación, fabricación y verificación de dispositivos.• Dispositivos MEMS (CoventorWare 2008) • Circuitos integrados analógicos, digitales, y RFIC (Cadence, Synopsys).• Librerías y kits de diseño EUROPRACTICE y capacidad de fabricación de ASICs a 

bajo coste en programas MPWbajo coste en programas MPW.• Entornos de desarrollo para sistemas empotrados basados en FPGA y 

microprocesadores (Xilinx, Altera) 

Experiencia y recomendacionesSoftware

“Networked industrial design and control applications using Genetic Algorithms and Evolution Strategies”. Programación evolutiva.

P S NProyecto Europeo INGENET: Software

Proyecto con representantes de la industria a nivel europea para el desarrollo de aplicaciones basadas en Algoritmos Genéticos en los sectores automovilístico y aeroespacial.

EUROGEN (extensión): 

PG S NProyectos de sistemas empotrados:

Proyecto con representantes de la industria a nivel europea para el desarrollo de aplicaciones basadas en Algoritmos Genéticos en los sectores automovilístico y aeroespacial.

Hardware

BIOTELCOM:  Receptor de señales biomédicas para urgencias empleando tecnologías de comunicaciones vía satélite y terrestre (VSAT, UMTS, GPRS) y de localización (GPS, GLONASS) Telefónica Móviles CONTACTEL S A SUC 112 IDECNET

PG S NProyectos de sistemas empotrados:

GLONASS). Telefónica Móviles, CONTACTEL S.A., SUC ‐112, IDECNET .

ISCIMTIT : Integrated System for Container Identification, Monitoring and Tracking in Intermodal Transport Seguimiento y localización de contenedores de mercancías paraIntermodal Transport. Seguimiento y localización de contenedores de mercancías para transporte marítimo utilizando servicios GNSS. Boluda Corporation, TECNUM , IDECNET, SzUT , SCMU, entre otros.

Experiencia y recomendacionesHardware

Microinterruptor electrostático para aplicaciones aeroespaciales.Conmutador térmico micro‐electro‐mecánico con IMEC

Análisis y desarrollo de dispositivos MEMS:  S N

Conmutador térmico micro‐electro‐mecánico, con IMEC. Micromotores y micromáquinas de inducción electrostática. Giróscopos y acelerómetros para navegación IRS.Línea futura: Giróscopos y acelerómetros para aplicaciones aeroespaciales

Circuitos conmutadores de datos para Gigabit Ethernet, VITESSE Semiconductor Corp.Sistemas electrónicos para recuperación de energía por RF Fraunhoffer IIS

Diseño y verificación de circuitos para altas prestaciones:  P S N

Sistemas electrónicos para recuperación de energía por RF, Fraunhoffer IIS.Optimizaciones para bajo consumo, alto rendimiento energético y alta velocidad:  Diseños específicos:  excitadores para alta carga y aritmética ultra‐rápida. Herramientas de análisis y exploración del espacio de soluciones.M t d l í l ifi ió f i l f l d i tMetodologías para la verificación funcional y formal de sistemas.Aplicación a microcircuitos radiation‐hardened, bajo crosstalk.

GEstudios

Puente espacial de Banda Ancha (PEBA): Determinación de las condiciones técnicas y de mercado para la instalación de un Nodo de Telecomunicaciones de Banda Ancha por Satélite en l i i d L P l ITC

GEstudios

la provincia de Las Palmas. ITC.HELIOS: Estudio y medición de la huella solar en Canarias. ITC.EOLO: Verificación de la predicción del viento para el recurso eólico de Canarias. ITC.

IUMA‐División TMETME, División de Tecnología MicroelectrónicaArea: Circuitos integrados de Radiofrecuencia RFICRecursos: 5 doctores 6 investigadores en formación InfraestructuraRecursos:  5 doctores,  6 investigadores en formación, InfraestructuraAntecedentes: 30 revistas, 120 congresos, 10 proyectos competitivos nl+ intl, 4proyectos industriales con empresas

Líneas de investigaciónDiseño de Circuitos Integrados de Radiofrecuencia (RFICs) (3‐10GHz): de bajo consumo y tecnologías MOS de muy bajo costey g y jModelado y diseño de dispositivos (activos y pasivos) para RFICsCaracterización y medida de RFICs (hasta 20 GHz)

Experiencia y Adecuación RecomendacionesDesarrollo y estudio de Sistemas Hw/Sw de procesamiento de datos y control embarcado en satélites 

S

TME División de Tecnología MicroelectrónicaIUMA‐División TME

TME, División de Tecnología MicroelectrónicaÁrea: Circuitos integrados de Radiofrecuencia RFICRecursos:  5 doctores,  6 investigadores en formación, InfraestructuraAntecedentes: 30 revistas 120 congresos proyectos competitivos y con empresasAntecedentes: 30 revistas, 120 congresos, proyectos competitivos y con empresas

Líneas de investigaciónDiseño de Circuitos Integrados de Radiofrecuencia (RFICs) (3‐10GHz): de bajoDiseño de Circuitos Integrados de Radiofrecuencia (RFICs) (3 10GHz): de bajo consumo y tecnologías MOS de muy bajo costeModelado y diseño de dispositivos (activos y pasivos) para RFICsCaracterización y medida de RFICs (hasta 20 GHz)y ( )

Experiencia y Adecuación RecomendacionesDesarrollo y estudio de Sistemas Hw/Sw de procesamiento de datos y control embarcado en 

Ssatélites

S

Estación de puntas y medidas RFIC p ysobre Oblea

Título: 2A105 – SR2 (Short Range Radio) y Wireless Technologies for small area Networks with SEmbedded Security & Safety (WITNESS)‐ Entidad financiadora: EUREKA‐CATRENE de la UE ‐MITyC (Subprograma Avanza I+D) Período: 2005: FIT‐330100‐2005‐268 ~ 40.000 €Período: 2006‐2007: FIT‐330100‐2006‐43 ~ 183 000 €Período: 2006‐2007: FIT‐330100‐2006‐43   183.000 €Período: 2008‐2009: TSI‐020400‐2008‐71 ~ 263.000 €Período: 2010‐2011: Pendiente de solicitud

‐ Objetivo: Diseño de un receptor totalmente integrado para Ultra Wide Band (UWB) o WiMedia(480 Mbps a corta distancia, 3.1 a 10.6 GHz). ‐ Diseño de la parte de RF en tecnología CMOS y BiCMOS de bajo coste

‐ LNAs de banda anda: Distribuidos y con adaptación de banda ancha1 patente‐Mixers: Potenciométricos Célula de Gilbert DobladosMixers: Potenciométricos, Célula de Gilbert, Doblados…‐ Sintetizador con VCO totalmente integrado‐Modelado de bobinas hasta 20 GHz mediante simulaciones electromágneticas 2.5 D (Momentum)

Ld/2 Ld/2Ld Ld Ld L

C

Load

PAD PAD

Output

C

Cd Cd Cd Cd

Lg/2 Lg/2Lg Lg Lg

C

LoadL

PAD PAD

NM1 NM2 NM3 NM4Vdrain

Input

C

Vgate

Título: Receptor de televisión digital DVB‐H para aplicaciones wireless de bajo consumo‐ Entidad financiadora: MEC (TEC2005‐08091‐C03‐02)

S

‐ Período: 2005‐2008 ~ 65.000 € ‐ Colaboración CEIT, AICIA‐ Objetivo: Diseño de un receptor totalmente integrado para DVB‐SH‐ Diseño de la parte de RF en tecnología CMOS 90nm para la banda‐UHF (470‐864Conversión directa con cancelación de offset en banda base‐ Conversión directa con cancelación de offset en banda base.

MIXER Q

Q

VGA

ADC

FRONT-END & SYNTHESIZER

PFD CHARGEPUMP FILTER

fref=2 MHzfout

VCO 948-1724 MHz

UP

DOW NICP VT UNE

MIXER I

I

LNA

ADC

BASEBANDPROCESSOR

(FPGA,DSP,etc)

Ext.LNA

2 FAST DIVIDER90º SHIFTER/5

RESET

RESET

fout/2fdiv

fout2

0º

fout2

90º474-862 MHz

P/P+1NP

A

~90º

I

VGA

ADCN=NP·P+APROGRAMMABLE DIVIDER

SYNTHESIZER470 to 862 MHz

Título: Receptor de televisión digital DVB‐SH

Entidad financiadora: MEC (TEC2008 06881 C03 01)

S‐ Entidad financiadora: MEC (TEC2008‐06881‐C03‐01) ‐ Período: 2009‐2011: ~ 65.000 € ‐ Colaboración CEIT, AICIA‐ Objetivo: Diseño de un receptor totalmente integrado para DVB‐SH‐ Diseño de la parte de RF en tecnología CMOS 90nm para la banda‐S: 2.17‐2.2 GHzp g p‐ Banda problemática muy cercana al stream UMTS downlink, requerimientos de selectividad y linealidad exigentes.‐ Conversor en cuadratura a Low IF con filtro polifásico en banda base, sintetizador fraccional sigma deltasigma‐delta

Direct-to-mobileDVB-SH satellite

S i & N t k

ContentDVB-SH signal

Distribution signal

DVB-SH signal

Distribution signal

Service & NetworkHead-end

DVB-SH broadcasthead-end TR(b)

personal gap fillers

TR(c) transmitters

TDM/OFDM

OFDM

B d t

TR(a) transmitters

OFDM

BroadcastDistributionNetwork

Reception cell

Otro proyectos relevantes

í l d l d h h b d h lS Título: Medical remote sensing and imaging within the body using UWB technologies ‐MAGNUM(Tecnología SOI)Entidad financiadora: MCeI (TEC‐2008‐06758‐C02‐02) 

S

Título: Desarrollo de CIs para redes de área local inalámbricas en la banda de 5 GHzEntidad financiadora: MCyT (TIC2002‐04323‐C03‐035)~ 120.000 € – Colaboración CEIT, AICIA

í l i ñ d i i i d d l id d i iS

S

Título: Diseño de circuitos integrados de RF tolerantes a ruido de sustrato para comunicaciones a partir de 5 GHzEntidad financiadora: MEC (TEC2005‐06784‐C02‐02 )~ 46.000 € – Colaboración UPC

S

Título: Prototipo modulador para LMDS/MMDSEntidad financiadora: MCyT (FIT‐070000‐2003‐482 ) ~ 135.000 €

Tí l P i d MMIC C d d F LMDS

S

Título: Prototipo de MMIC Conmutador de Fase para LMDSEntidad financiadora: MCyT (FIT‐070000‐2001‐316 ) ~ 600.000 € – Colaboración IAC

Título: Terminal CMOS para un Sistema de Posicionamiento Global

S

S pEntidad financiadora: CMCyT (TIC99-0270-C02-02 ) ~ 132.000 €

Título: Diseño de un driver para un sensor de huella digital para su aplicación en teléfono móviles.P t l INCIDE li t fi l N di S i d t

S

Proyecto con la empresa INCIDE, cliente final Nordic Semiconductor

IUMAIUMA‐‐División SICADDivisión SICAD

División de Sistemas Industriales Empotrados y CADRecursos: 7 doctores y 6 ingenierosRecursos: 7 doctores y 6 ingenierosAntecedentes: +50 revistas, +150 congresos, 15 proyectos competitivos, 10 proyectos industriales

Experiencia y adecuación recomendaciones: 1‐ Desarrollo de micro/mini satélites3‐ Desarrollo de Hw/Sw de procesamiento y control embarcado

Líneas de investigación: Métodos de diseño de chips y Herramientas CAD de diseño

Síntesis automática de sistemas en chipSistema empotrados (HW/SW)Circuitos para multimedia

Hardware

Desarrollo de sistemas SCADA de control industrialModulos de tiempo real y RTOS Software

Experiencia y recomendaciones

CAMELLIA Core for Ambient and Mobile Intelligent Imaging ApplicationsFP5 EU 3 5 M€

p y

FP5 EU, 3.5 M€

Experiencia y recomendacionesCAMELLIA (Core for Ambient and Mobile Intelligent Imaging Applications)ARTEMI (Architectures for Mobile and Internet Terminals)

p y

ARTEMI+ (Architectures for Multinetwork, Multistandard Systems and Terminals) 

Experiencia y recomendaciones

Electrónica de Adquisición y Control para el Espejo Primario del Telescopio GRANTECAN

p y

GRANTECAN

Mazo d e cab le exte rnoMazo d e cab le exte rno

FuenteA limentación

Caja Noda l

Mazo d e cab le exte rno

Mazo d e cab le interno

Conecto res

MóduloDC/DC

220V +24V +24,+5V

FuenteA limentación

Caja Noda l

Mazo d e cab le exte rno

Mazo d e cab le interno

Conecto res

MóduloDC/DC

220V +24V +24,+5V

Posicio nado resPosicio nado res

IUMA‐División COMDivisión de Comunicaciones del IUMAÁrea: Sistemas de ComunicaciónRecursos: 4 doctores ‐ 7 ingenieros, InfraestructuragAntecedentes: 19 revistas, 42 congresos, 4 proyectos competitivos, 8 industriales

Experiencia y recomendaciones 9Spin‐off Inelcan: Empresa financiada por la iniciativa CDTI‐NEOTECDesarrollo de aplicaciones comerciales y sistemas

Líneas de I+D+i:Líneas de I+D+i: • Sistemas de geolocalización (GPS, GNSS) • Estampado temporal para cartografía aérea• Electrónica para biosensores• Sistemas de seguridad bancaria

Sistemas de geolocalización

En producciónp•Cobertura a nivel europeo•Posición en tiempo real•Histórico•Geofencing•Geofencing•Puntos de interés•Buscador de calle y terminal más próximo•Cálculo de rutas

Clientes de referencia•SEUR•OPCSADISA•DISA

•Seguridad Integral Canaria•TASISA

En desarrolloEn desarrollo•Fusión con ERP de transportes•Optimización de rutas •Tunelización

Estampado temporal para cartografía aérea y de fondos marinos

En producción•Control y gestión de GPS de alta resolución•Procesamiento de señal IMU•Adquisición de señal de rastreo láser•Control de disparo de fotografía de alta resolución con precisión•Control de disparo de fotografía de alta resolución con precisión temporal de milisegundos•Generación de ficheros georreferenciados

Clientes de referencia•Estudio ITAC

En desarrollo•Adaptación del hardware para fondos marinos

IUMA‐Servicio de Fabricación de Prototipos

El Laboratorio se encuentra en elEl Laboratorio se encuentra en el sótano del Edificio Central del Parque Tecnológico  ULPGC

Línea de fabricación de circuitos i di f dimpresos mediante fresado

Línea de fabricación de circuitos impresos mediante ataque químico

fotoplotter Insoladorafotoplotter Insoladora

Unidad de procesol i i

Ataque químico por spraymultipropósito

q q p p y

Fabricación de circuitos multicapa (1, 2, 4, 6 y 8 capas)

La metalización de taladros y vías se realiza mediante un banco de metalizado LPKF MiniContac II., que dispone de control por microcontrolador y puede metalizar sustratos de 200x300mm.

La fabricación de circuitos multicapa se realiza mediante una prensa LPKF Multipress IIprensa LPKF Multipress II controlada por microprocesador que trabaja con una presión máxima de 15 t y una temperatura máxima de 210ºC. Con un área de á a de 0 C. Co u á ea deprensa de 420x360mm permite la fabricación de circuitos hasta 305x254mm de 4, 6 y 8 capas.

Línea de montaje pick&place de SMT y d ió d i d i iproducción de series de circuitos 

Posicionado de componentes BGA y SMD (>50 pines)

Equipamiento para inspección óptica

Dosificación pasta soldaduraCircuitos impresos

Soldadura de componentesMetalización de taladros

Soldadura de componentes

Línea de montaje pick&place 1Línea de montaje pick&place 1

Nueva línea de montaje pick&place 2Nueva línea de montaje pick&place 2

BS1300 BS387 BS391 BS3020

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