Ingeniería Electrónica, Automática y Comunicaciones

Implementing a new strategy for the automatic detection of auditory steady-state responses in the INFANTIX system.

RESUMEN Actualmente, el Departamento de Electrónica del Centro de Neurociencias de Cuba (CNEURO) se encuentra en proceso de desarrollo e implementación del sistema de pesquisa universal INFANTIX, el cual incluirá en su batería de exámenes los Potenciales Evocados Auditivos de Estado Estable (PEAEE). El presente artículo expone los resultados obtenidos al modelar 84 estrategias con potencialidades para la detección de la respuesta de estado estable, entre las cuales se identificaron tres de mejor desempeño en la correcta clasificación de una muestra de registros reales. Las estrategias T2A 8192/2048/64, T2A 8192/1024/64 y T2A 8192/1024/32 basadas en la promediación normal demoraron solo 9 promediaciones para clasificar correctamente la muestra, alcanzando valores de corte en 2.72, 3.70 y 2.73 respectivamente para un 100 % de sensibilidad y especificidad. Finalmente se selecciona la estrategia T2A 8192/1024/32 como alternativa a implementar en el microcontrolador STM32F429 que gestiona el módulo de control del sistema INFANTIX por ser la de menor consumo de recursos de memoria. Dicha estrategia manifestó resultados satisfactorios en condiciones reales de operación.

ABSTRACT Currently, the Electronics Department of the Cuban Center for Neurosciences (CNEURO) is involved in the process of developing and implementing the universal screening system INFANTIX, which will include in its battery of tests the Auditory Steady-State Responses (ASSR). This article presents the results obtained by modeling 84 strategies with high-potential in the detection of the steady-state response, which only three were identified with the best performance in the correct classification of a real sample. The strategies T2A 8192/2048/64, T2A 8192/1024/64 and T2A 8192/1024/32 based on normal averaging took only 9 averages to correctly classify the sample, reaching cutoff values of 2.72, 3.70 and 2.73 respectively for a 100% in both sensitivity and specificity. Finally, the T2A 8192/1024/32 strategy was selected as an alternative to be implemented in the STM32F429 microcontroller that manages the INFANTIX system control module because it requires less memory availability. Said strategy showed satisfactory results under real operating conditions.

Built-in functionalities to set-top box SDP160’s firmware for monitor signal level and signal to noise ratio of digital TV signal.

RESUMEN En este trabajo se exponen las nuevas funcionalidades introducidas al código fuente de la caja decodificadora modelo SDP160 de la marca SOYEA, para obtener, ajustar y corregir los valores de Nivel de la Señal y la Relación Señal a Ruido de la señal recibida de televisión digital DTMB (Digital Terrestrial Multimedia Broadcast) con canalización de 6 MHz. Estas modificaciones al código fuente de la caja decodificadora dan lugar a la Herramienta para monitorizar la señal de televisión digital. Se explica el proceso de calibración y ajuste de dichos parámetros. Se muestran con diagramas de flujo las funcionalidades implementadas para su almacenamiento. Además, se exponen las funcionalidades incorporadas para el análisis y visualización en pantalla de los datos de la señal recibida.

ABSTRACT This paper describes the new functionalities introduced to the source code of the decoder box model SDP160 of the SOYEA brand to obtain, adjust and correct the Signal Level values and the Signal to Noise Ratio of the DTMB digital television signal received. (Digital Terrestrial Multimedia Broadcast) with 6 MHz channeling. These modifications to the source code of the decoder box give rise to the Tool to monitor the digital television signal. It explains the process of calibration and adjustment of these parameters. The functionalities implemented for storage are shown with flow diagrams. Moreover, it is exposed the incorporated functionalities for the analysis and display on the screen of the received signal data.

Fuzzy inference module with variable knowledge base on reconfigurable hardware

RESUMEN En este artículo se presenta el desarrollo de un módulo de inferencia difuso (FIM, por sus siglas en inglés) implementado sobre hardware reconfigurable con capacidad de modificar dinámicamente su base de conocimientos. El FIM original se diseña utilizando el entorno de desarrollo de sistemas difusos Xfuzzy, el cual permite la generación de código en lenguaje de descripción de hardware VHDL para la arquitectura del FIM. Posteriormente se modifica el código VHDL para añadir sendos puertos con las señales de dirección, datos y control de lectura/escritura a las memorias de antecedentes y de reglas que contienen la base de conocimientos. El FIM modificado se encapsula en un módulo de propiedad intelectual siguiendo dos posibles opciones, realizando en cada caso las interconexiones correspondientes, de forma tal que desde un sistema de procesamiento empotrado en el mismo dispositivo se pueda acceder a estas memorias a través de los puertos añadidos, posibilitando la modificación de sus contenidos en tiempo de operación. Las implementaciones fueron realizadas sobre dos tipos de dispositivos de hardware reconfigurable: un FPGA Spartan-3E1600, utilizando un sistema de procesamiento basado en el softcore Microblaze y el entorno de desarrollo ISE/EDK; así como sobre un SoC-FPGA Zynq-7Z010, utilizando su sistema de procesamiento hardcore basado en ARM y el entorno de desarrollo Vivado, comprobándose la modificación dinámica de la base de conocimientos del FIM. Las modificaciones realizadas facilitan el ajuste de la base de conocimientos de un controlador difuso híbrido hardware/software durante su etapa de desarrollo así como la implementación de un controlador difuso adaptativo.

ABSTRACT This paper presents the development of a fuzzy inference module (FIM) implemented on reconfigurable hardware with the ability to dynamically modify its knowledge base. The original FIM is designed using the fuzzy systems development environment Xfuzzy, which allows the generation of VHDL hardware description language code for the FIM architecture. Subsequently, the VHDL code is modified to add ports with the address, data and read / write control signals to the antecedents and rule memories that contain the knowledge base. The modified FIM is encapsulated in an intellectual property module following two possible options, making the corresponding interconnections in each case, so that these memories can be accessed through the added port from a processing system embedded in the same device, enabling the modification of its contents in operation time. The implementations were carried out on two types of reconfigurable devices: a Spartan-3E1600 FPGA, using a processing system based on the Microblaze softcore and the ISE/EDK development environment; as well as on a SoC-FPGA Zynq-7Z010, using its hardcore processing system based on ARM and the Vivado development environment, checking the dynamic modification of the FIM knowledge base. The carried out modifications make it easy to fine-tune the knowledge base during the development stage of a hybrid hardware/software fuzzy controller as well as the implementation of an adaptive fuzzy controller.

The Electrical Bioimpedance as a tool for the Monitoring of the Cerebral Damage in Cerebrovascular Diseases

RESUMEN La alteración del suministro de sangre al cerebro es la principal causa de la enfermedad cerebrovascular. Esta alteración puede deberse a una isquemia (trombosis, embolismo arterial) o a una hemorragia. En este estudio se analizó la viabilidad y las potencialidades de la técnica de bioimpedancia eléctrica para monitorear el daño cerebral unilateral utilizando un modelo computacional. Las simulaciones se realizaron en un modelo numérico hemisférico de la cabeza humana. Los potenciales eléctricos se obtuvieron mediante la solución de la ecuación de Laplace en el dominio de la frecuencia. Se introdujo un índice de asimetría eléctrica hemisférica que permite determinar la localización aproximada de la región dañada dentro del hemisferio dañado, el cual fue evaluado para varias conductividades y volúmenes de lesión. Se obtuvo un valor negativo para la isquemia (amplitud del potencial en el hemisferio isquémico mayor que en el hemisferio intacto), mientras que para la hemorragia se obtuvo un valor positivo. Las simulaciones evidenciaron que las variaciones en la conductividad eléctrica y el volumen del tejido dañado tienen un efecto sobre la asimetría hemisférica del potencial eléctrico en la superficie.

ABSTRACT Disturbance of the blood supply to the brain is the main cause of cerebrovascular disease. This disturbance may be due to ischemia (thrombosis, arterial embolism) or to hemorrhage. In this study, the feasibility and potentialities of the electrical bioimpedance technique for monitoring unilateral brain damage was analyzed using a computerized model. The simulations were performed on a hemispheric numerical model of the human head. The electric potentials were obtained by solving Laplace's equation in the frequency domain. A hemispheric electrical asymmetry index was introduced that allows determining the approximate location of the damaged region within the damaged hemisphere, and its evaluation was performed for several conductivities and lesion volumes. A negative value was obtained for ischemia (potential amplitude in the ischemic hemisphere greater than in the intact hemisphere), whereas for hemorrhage a positive value was found. The simulations revealed that variations in electrical conductivity and the volume of damaged tissue have an effect on the hemispheric asymmetry of electrical potential at the surface.

A fuzzy logic method for diagnosis incipient faults in a 40MVA transformer.

RESUMEN Los transformadores de potencia son equipos de gran importancia y su disponibilidad es fundamental para la seguridad y continuidad del servicio eléctrico en los procesos industriales. Existen diferentes métodos de diagnóstico que utilizan técnicas inteligentes para la detección de fallos en los transformadores de potencia. Estos métodos, aunque tienen buenos resultados, son difíciles de ejecutar en la práctica y encuentran restricciones en la detección de los fallos. Este trabajo propone un método para el diagnóstico de fallos en un transformador de 40MVA utilizando la lógica difusa a partir del análisis de los gases disueltos en el aceite. La propuesta es simple, de fácil implementación y posee una buena precisión en la detección de fallos múltiples. Con muestras de gases disueltos fidedignos garantiza una tasa total de exactitud en la detección de fallos incipientes de 91.6%, mientras que el método del triángulo de Duval es 74.1%, el método de IEC es 52.2% y el método de Rogers es 42.8%, lo que demuestra su superioridad frente a los métodos de diagnósticos convencionales. El método, basado en datos históricos, permite determinar la condición del transformador sin que se afecte la continuidad del servicio.

ABSTRACT Power transformers are equipment of great importance and their availability is essential for the safety and continuity of electrical service in industrial processes. There are different diagnostic methods that use smart techniques to detect power transformer faults. These methods, although successful, are difficult to implement in practice and encounter restrictions in the detection of failures. This document proposes a method for the diagnosis of incipient failures in a 40MVA transformer using fuzzy logic from the analysis of the gases dissolved in the oil. The proposal is simple, easy to implement and has good precision in detecting multiple failures. With reliable dissolved gas samples, it guarantees a total accuracy rate in the detection of incipient faults of 91.6%, while the Duval triangle method is 74.1%, the IEC method is 52.2% and the Rogers method in 42.8%, which demonstrates its superiority, compared to conventional diagnostic methods. The method, based on historical data, makes it possible to determine the condition of the transformer without affecting the continuity of the service.

Selection of NFV Test Platforms for the Service Provider

RESUMEN Las plataformas de prueba de pre-despliegue de la NFV permiten a los proveedores de servicios evaluar y caracterizar el rendimiento de las funciones de red virtual que se desean adquirir antes de optar por grandes despliegues de NFV, lo que posibilita la reducción del CAPEX y el OPEX y el tiempo de despliegue y validación de nuevos servicios. Existen actualmente plataformas de prueba de código abierto y propietarias y modelos de negocio que proponen soluciones de pruebas para NFV. Seleccionar plataformas de prueba de pre-despliegue de código abierto adecuadas a las necesidades del proveedor de servicio es el objetivo de la presente investigación. En función de esto se propone una selección de las plataformas de pruebas adecuadas al objetivo propuesto, agrupadas en sistemas bajo prueba. Dicha selección es aplicada a dos casos de estudio partiendo de un gestor de infraestructura virtual común para el despliegue de las plataformas de prueba.

ABSTRACT The NFV pre-deployment test platforms allow service providers to evaluate and characterize the performance of virtual network functions that they wish to acquire before opting for large NFV deployments, which enables the reduction of CAPEX and OPEX and in the time of deployment and validation of new services. There are currently proprietary and open source test platforms and business models that propose test solutions for NFV. Selecting open source pre-deployment test platforms appropriate to the needs of the service provider is the objective of the present investigation. Based on this, a selection of test platforms suitable for the proposed objective, grouped in systems under test, is proposed. This selection is applied to two cases of study starting from a common virtual infrastructure manager for the deployment of the test platforms.