CPqD

Sistemas Eletrônicos Embarcados

Processamento e controle de alto desempenho para aplicações dedicadas.

Os sistemas eletrônicos embarcados estão por toda parte e são amplamente utilizados nas áreas automotiva, espacial, industrial, médica e de comunicação e entretenimento, contribuindo cada vez mais para a melhoria de nossa qualidade de vida. Diferentemente de computadores para uso geral, os sistemas embarcados são desenvolvidos integrando-se hardware (processadores e circuitos eletrônicos) e firmware (software de baixo nível) para realizar tarefas específicas.

O CPqD destaca-se por sua competência em eletrônica e microeletrônica, contribuindo para o desenvolvimento de sistemas cada vez menores, mais rápidos, econômicos e com maior capacidade de processamento para as mais diversas aplicações, gerando soluções competitivas para clientes nacionais e internacionais.

As principais competências desta plataforma são:

Software e firmware

Tecnologias de software e firmware embarcados adaptados para plataformas com processadores e microcontroladores, sistemas operacionais embarcados, middleware, drivers para interface de hardware, sistemas de controle e geração automática de código.

  • Linux, Windows, Android, FreeRTOS, etc.
  • Middleware
  • Wi-Fi, Bluetooth, NFC, CAN, etc.
  • PI, PID, Rede Neural
  • Simulink, SCADE, dSPACE

Processadores e controladores

Tecnologias de processadores embarcados de aplicação específica, soft-core processors e microcontroladores.

  • ARM, x86, Arduino
  • PIC, 8051
  • NIOSII, MicroBlaze
  • Beagle Bone, Vybrid, Kontron

Hardware eletrônico

Tecnologias de hardware eletrônico embarcado, como sistemas de conectorização, arquitetura de hardware eletrônico, ferramentas de automação de projetos, interfaces eletrônicas digitais de alta velocidade, dissipação térmica de componentes eletrônicos.

  • PCIe, DDR3, Flexbus, SPI, I2C, etc.

Placa de circuito impresso

Tecnologias de placas de circuito impresso multicamadas de alta complexidade, modelagem e simulação de stack-up, controle de impedância, técnicas de layout para EMI/EMC, substratos flexíveis, DFA e DFT, Signal Integrity, Power Integrity, High Speed Digital Design.

  • HDI Boards, etc.
  • Stripline e Microstrip Transmission Line
  • EMI/EMC

Sistemas de potência

Modelagem, simulação e projeto de conversores de potência utilizados em sistemas de energia e automotivos, conversores chaveados de potência DC/DC, AC/DC (retificadores), DC/AC (inversores), AC/AC (cicloconversores), semicondutores de potência de alto rendimento (SiC, GaN, etc.), desenvolvimento de circuitos de Gate Drivers, estratégias de controle e acionamento de máquinas elétricas (controle de motores elétricos) e inversores conectados a rede e sistemas de controle e gerenciamento de energia (geração fotovoltaicos e eólica).

  • Desenvolvimento de retificadores e recarregadores de alto rendimento para veículos elétricos
  • Desenvolvimento de inversores fotovoltaicos conectados à rede e para acionamento de motores elétricos (controles industriais, energia eólica, veículos elétricos)
  • Sistema de controle e gerenciamento de energia para baterias – BMS (Li-íon, Lead-Acid, etc.)
  • Desenvolvimento de ECUs para sistemas automotivos e aeroespaciais dentro das normas ISO 26262 e RTCA/DO-254
  • Desenvolvimento de conversores DC/DC de alto rendimento para setores de energia e automotivo
  • Desenvolvimento de conversores chaveados de potência com semicondutores de alto rendimento (SiC e GaN)

Sistemas digitais

Tecnologias de circuitos digitais síncronos e assíncronos, circuitos sequenciais e combinacionais, blocos de memórias, blocos transceptores de alta taxa, projeto e modelagem de hardware digital em System Verilog, Verilog, VHDL e SystemC.

  • CPLDs e FPGAs
  • Interfaces de alta velocidade (tranceivers)

Sistemas analógicos

Tecnologias de circuitos eletrônicos para condicionar sinais analógicos, circuitos de condicionamento de sinais para conversão óptico-eletrônica, como receptores ópticos, transmissores, controle PI e PID analógico, controle de BIAS para driver de ultra-alta frequência.

  • Circuitos de receptores ópticos (PIN, APD, etc.)
  • Circuitos para transmissores ópticos (LED, Fabry-Pérot, DFB, ECL, etc.)
  • Controle de BIAS de driver de alta frequência para moduladores
  • Controle de BIAS de moduladores ópticos (niobato de lítio, polimérico)
  • Controle de laser para amplificadores ópticos EDFA, RAMAN, etc.

Sistemas de RF e micro-ondas

Sistemas/circuitos eletrônicos que condicionam sinais elétricos de alta frequência, tipicamente para aplicação em telecomunicações, como filtros, amplificadores de RF, sistemas de modulação e demodulação, receptores, transmissores de RF e modelagem e simulação de antenas.

  • Antenas

Microeletrônica

Projeto, modelagem, implementação e verificação de blocos lógicos (IP cores) de circuitos digitais, integração de circuitos analógicos e digitais para uso em ASIC ou em dispositivos de lógica programável (FPGA).

  • ASICs, ASSPs, SoCs, FPGA, CPLD
  • IP cores: OTL4.10, OTL4.4, GFEC10G, AES-256, Scrambler, etc.

Modelagem e simulação

Tecnologias de análise e modelagem de circuitos eletrônicos e sistemas de controle embarcados. Análise funcional e simulação de circuitos eletrônicos analógicos e digitais, análise térmica de PCI e subsistemas de hardware, simulação de sistemas de controle de malha fechada (PID, slide mode, controle preditivo, controle adaptativo, etc.)

  • Simulação de sistemas de controle de malha fechada utilizando implementação digital do tipo MIL (Model In Loop), HIL (Hardware In Loop), SIP (Software In Loop), PIL (Processor In Loop), etc.
  • Simulação para sistemas embarcados utilizando modelos computacionais em tempo real.

Mecânica

Tecnologias para empacotamento mecânico de dispositivos e equipamentos para sistemas de potência, sistemas de ECU (automotivos e aeroespaciais), sistemas de armazenamento de energia e sistemas de telecom (racks)

  • 3D printing
  • Heatsink
  • Pariposer
  • Chemical etching
  • Alinhamento de componentes ópticos

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