Research Proyects

 

Proyectos desarrollados en la Universidad de Pittsburgh.

 

PARTS: Power Management for Real-Time Systems.

Funded by DARPA / ITO Power-Aware Computing and Communication (PACC) program.)  2000-2004.

Directed by Prof. Rami Melhem and Daniel Mosse, University of Pittsburgh.

The goal of this project is to minimize power consumption in real-time computer systems within the larger context of maximizing system performance and reward while still meeting deadlines. The reward/power/deadlines objective is achieved by first developing new schemes for power-aware real-time systems, including scheduling algorithms, power control of memory resources, speed control of CPUs, and dynamic power monitoring and mode changes. The new schemes have to be integrated into the appropriate components of the system. For example, power control of memory resources requires new hardware capabilities, corresponding operating system support, and algorithms for taking advantage of these mechanisms.

 

FORTS: Fault Tolerant Real-Time Systems.

Funded by: DARPA / ITO embeddable systems program.  1999-2002 Directed by Dr. Rami Melhem and Dr. Daniel Mosse, University of Pittsburgh.

The goal of this project is to work on several problems related to fault-tolerant, real-time and distributed systems. A real-time system is a system in which computations must be completed within specified deadlines. In a hard real-time system, missing a deadline can be catastrophic. A real-time system may be based on a single processor or multiple processors. A multiprocessor system may be tightly coupled, i.e. the processors are connected together by a high-speed bus, possibly sharing memory and typically physically located within a few racks or cabinets. Alternatively the processors may be distributed around a factory and connected by a local area network. A fault-tolerant system is one which automatically recovers from a specified number of failures. Typically this involves scheduling multiple instances of a task so that if one instance fails, its duties will be assigned to a backup instance.

 

 

Proyectos desarrollados en el CINVESTAV-IPN.

 

 

Real-Time Scheduling for Process Control Systems.

Young Researchers Grant.

Funded by: CONACyT. CINVESTAV-IPN. 1996-1998        

Directed by: Dr. Pedro Mejia Alvarez

Los sistemas de tiempo real se utilizan para controlar y monitorizar procesos industriales automatizados en los que se requiere un estricto cumplimiento de tiempos, una alta confiabilidad, un manejo intensivo de datos, y un alto grado de predecibilidad y adaptabilidad. Cuando en un proceso de control se requiere integrar restricciones de tiempos, se complica el diseño y se dificulta la operación correcta del  sistema. Este problema de actualidad ha motivado la presente investigación, que consiste en el desarrollo de nuevos modelos, métodos de planificación y herramientas para el diseño y validación de sistemas de tiempo real aplicados al control de procesos.

 

 

      Diseño de Sistemas Operativos de Tiempo Real con Manejo de Energia.

      Proyecto SEP-CONACyT 2003-2005: No. 42151.

Funded by: CONACyT. CINVESTAV-IPN. 2003-2005.

Directed by: Dr. Pedro Mejia Alvarez

   En años recientes, la demanda de sistemas portátiles de cómputo y comunicaciones ha motivado el diseño de mecanismos que permitan administrar eficientemente el consumo de energía.  Uno de los requisitos mas importantes en este tipo de sistemas consiste en extender la vida de las baterías que les permiten funcionar. Por esta razón, dispositivos tales como: computadoras portátiles, teléfonos celulares, computadoras de bolsillo (PALM Top), sistemas de posicionamiento global (GPS), sistemas de cómputo satelitales, robots autónomos, sistemas embebidos, y sistemas de cómputo médico portátiles entre otros, requieren y demandan de diseños que permitan hacer un uso eficiente del consumo de la energía y de técnicas de monitorización dinámica de la energía. La mayoría de estos dispositivos son operados mediante sistemas de tiempo real que por sus características se ejecutan sobre sistemas de software de control con una capacidad de energía limitada y con restricciones de tiempos. Nuestra investigación pretende aprovechar las nuevas tecnologías de manejo de energía en sistemas de cómputo móvil, en donde el procesador es capaz de operar a distintos niveles de voltaje, lo cual implica distintos niveles de consumo de energía.

 

Development of Risk Assessment Models and Methods for Networked Information Systems.

Funded by: National Science Foundation (USA)CONACyT(Mexico).

Directed by: Pedro Mejia Alvarez, in collaboration with Prof. Steve Liu, Computer Science, Texas A&M.

   The objective of this joint project between CINVESTAV-IPN and Texas A&M University (TAMU) is developing secure information sharing solutions for distance collaboration across the US-Mexico border. Secure and reliable collaboration across the border is an important and challenging issue that affects the performance of the extensive interactions between the US and Mexico organizations. This project is motivated by using the complementary technical capabilities of the two research teams to solve this challenging problem that will greatly benefit both countries.

The common objective of the two companion proposals from TAMU and CINVESTAV-IPN is to create a networking system that will support secure and efficient user interactions, without compromising their own policies, workflow, and system management. Our common goals in this joint project include 1) shared control of data access, 2) ubiquitous accessibility,  3) software risk modeling , 4) high security and reliability, 5) prevention of mutual and external intrusion, and 6) non-repudiation of transactions, to build a federated TTP cluster over the existing information systems.  CINVESTAV-IPN team will focus on issues 1,2,3 and 4, and TAMU team will focus on issues 3,4 5 and 6. Of course the typical confidentiality, integrity, and authenticity requirements will be supported for end users.

 

 

Manejo de Situaciones Anormales y/o Excepcionales en Sistemas Distribuidos e Interactivos

Funded by: PROMEP-SEP, 2009-2011.

Directed by: Dr.Luis

 E. Leyva del Foyo  (UAM-Cuajimalpa), Dr. Pedro Mejia Alvarez (CINVESTAV-IPN), Donisio de Niz (SEI-CMU)

   Los sistemas de cómputo actuales abarcan nuevas esferas y entornos de aplicación con características radicalmente diferentes a los entornos de cómputo convencionales. Es destacable la penetración de la computación en sistemas personales altamente interactivos, móviles y distribuidos (como son los dispositivos electrónicos de consumo). Estos sistemas de cómputo embebidos tienen requerimientos diferentes a los requerimientos del cómputo de los sistemas tradicionales. Por ejemplo, tienen que operar en entornos con recursos de cómputo limitados, bajo consumo de energía, ambientes móviles,. restricciones temporales y un alto grado de autonomía. El manejo adecuado de las fallas, las situaciones anormales o excepcionales es de gran importancia en este tipo de aplicaciones. Sin embargo, las estrategias y los mecanismos de manejo y tratamiento de fallas presentes en sistemas operativos y lenguajes de programación actuales (C++, Java, C#) no son los más adecuados para este nuevo tipo de entornos de operación.

Estos problemas de actualidad motivan el desarrollo de este proyecto el cual tiene como propósito identificar las limitaciones existentes en el manejo y tratamiento de fallas de los lenguajes y sistemas operativos actuales y proponer nuevas estrategias y mecanismos más adecuados para este tipo de aplicaciones. 

 

Robots Humanoides paya el Juego de Futbol de RoboCop.

Directed by: Dr.Jose Manuel Ibarra Zanata, Dr. Pedro Mejia Alvarez (CINVESTAV-IPN).

   La robótica se encuentra actualmente como un área de la tecnología que permite automatizar muchos procesos del ámbito industrial. Así mismo, los robots actualmente son utilizados para emular actividades de la vida humana tales como la limpieza de plantas industriales y edificios, la vigilancia de aeropuertos y edificios o el cuidado de enfermos terminales, por solo mencionar algunas. En este proyecto pretendemos investigar sobre esta capacidad de emulación humana de los robots y aplicarla para enseñarlos a jugar fútbol de forma sincronizada, coordinada y en equipo con otros robots.

Específicamente, nuestra participación en este proyecto consiste en el desarrollo de un simulador de juego de fútbol para robots humanoides. Se pretende integrar a este simulador técnicas de Inteligencia Artificial a fin de que los robots integra ntes del equipo jueguen de forma inteligente e intenten ganar su juego. De esta forma, y a partir de la inteligencia producida en el simulador sobre las jugadas, se pretende transmitir estas capacidades a los robots humanoides físicos a fin de que mejoren su juego.

El uso del simulador pretende también ser una herramienta para enseñar el juego a los robots, construir jugadas, mejorar la planeación de los movimientos, el sensado del ambiente, y la dinámica de los movimientos de las distintas articulaciones del robot. 

 

Industry Proyects

 

Proyectos desarrollados en el Instituto de Investigaciones Eléctricas.

 

 

Proyecto IIE/1877: Desarrollo de una Estación Maestra para Control Supervisorio de la Zona Morelia, de Comisión Federal de Electricidad.

Directed by: Dr.Enrique Sucar (INAOE), Dr. Osar Gonzalez Gomez (Lucent Technologies, USA)

 

 

Institución donde se desarrollo el Proyecto: Instituto de Investigaciones Eléctricas.

Institución que contrato el proyecto: Comisión Federal de Electricidad, División de Distribución Centro Occidente, Morelia, Michoacán.

Fechas del Proyecto: Enero 1984 a Diciembre de 1991.

Objetivos del Proyecto: Desarrollo de una Estación Maestra de Control Supervisorio para Controlar la Distribución de Energía Eléctrica del Area Morelia de Comisión Federal de Electricidad. Esta Estación Maestra controla 16 Subestaciones de energía eléctrica.

Los sistemas desarrollados en este proyecto consistieron en:

 

-       Desarrollo de un Rack con bus para 8 procesadores 8086 y tarjeta de Memoria.

-       Desarrollo del Sistema Maestro de Adquisición de Datos y Control.

-       Desarrollo del Subsistema Interfase Hombre-Maquina.

-       Desarrollo del Subsistema de Comunicaciones para enlace con las Unidades Terminales Remotas (UTR’s) residentes en las subestaciones eléctricas.

-       Desarrollo del Subsistema de Manejo de Alarmas del Sistema Eléctrico.

-       Desarrollo del Subsistema Manejador de Bases de Datos.

-       Desarrollo del Sistema Operativo SOPCO-86 basado en la plataforma MAC-5000.

-       Desarrollo del Sistema Operativo SOPCO-51 para el Subsistema de Comunicaciones (Tarjeta PC 851).

 

           Nuestra participación en este proyecto consistió en los siguientes desarrollos:

Desarrollo de los Sistemas de Software de Infraestructura: Sistema Operativo, Manejador de Disco, Editores de Unifilares, Librerías de Utilerías de Software, Monitor y Depurador del Software del Sistema.

 

 

 

Desarrollo del Sistema de Control Distribuido para la Central Termoeléctrica de Ciclo Combinado de Dos Bocas Veracruz.

Institución donde se desarrollo el Proyecto: Instituto de Investigaciones Eléctricas.

Institución que contrato el Proyecto: Comisión Federal de Electricidad, Planta de Ciclo Combinado, Dos Bocas Veracruz.

Fecha de Terminación del Proyecto: Diciembre de 1988.

Objetivos del Proyecto: Este proyecto consistió de dos partes: el sistema de adquisición de datos y el registro de eventos y el control de la planta.

 

Este proyecto tuvo como objetivo el desarrollo de los siguientes sistemas de control:

 

-       Sistemas de control de las turbinas de gas 1, 2, 3 y 4 (TG1,TG2,TG3, TG4),

-       Sistemas de control las turbinas de vapor 5 y 7 (TV5, TV6) ,

-       Sistemas de control de los dos paquetes de generación de la central termoeléctrica.

-       Sistemas de control de los secuenciadores de las 4 turbinas de gas.

 

Nuestra participación en este proyecto consistió en los siguientes desarrollos:

- Instalación del Sistema MTOS-86 sobre la plataformas de hardware IM-1186 desarrollada en el Instituto de Investigaciones Eléctricas.

- Desarrollo del Sistema de Pruebas del Sistema Operativo y las Aplicaciones de Base de los Sistemas.

- Asesoria en el uso del Sistema Operativo y en el desarrollo de los procesos de la aplicación.

 

 

Sistema Operativo para Procesos Concurrentes SOPCO-86.

Developed by: Enrique Sucar, Pedro Mejia, Jose Torres.

Institución donde se desarrollo el Proyecto: Instituto de Investigaciones Eléctricas.

Institución que contrato el Proyecto: Comisión Federal de Electricidad.

Fecha de Terminación del Proyecto: Septiembre de 1990.

Objetivos del Proyecto: Este proyecto consistió del desarrollo de un kernel con las siguientes características:

 

·         Manejador de procesos para alta y cancelación de procesos, y planificación basada en la política FIFO-Round ROBIN.

·         Sincronizacion de procesos mediante Semaforos.

·         Comunicación entre procesos mediante Buzones.

·         Manejador de Interrupciones para cambio de contexto y atención a procesos aperiódicos.

·         Manejador de Tiempos para caledarizacion periodica de procesos, medición de tiempos  y Retardo de los procesos.

·         Manejador de Memoria.

·         Manejador de Proteccion de Memoria y Estructuras de Datos.

·         Manejador de Excepciones.

·         Manejo de lenguaje PLM/86 y C de Intel.

 

Se desarrollaron distintas versiones del Kernel para las siguientes plataformas:

 

·         Un solo procesador Intel 8086.

·         Multiples procesadores Intel 8086.

·         MicroControlador Intel 8051.

·         Version PC.

 

 

 

Proyectos desarrollados en la Universidad Politécnica de Madrid.

 

 

Desarrollo de un Sistema Experto para detección de Isquemias y Arritmias Cardiacas en un Electrocardiograma mediante Redes Neuronales.

Jefe del Proyecto: Prof. Ricardo Ruiz, Pedro Mejia.

 

De este proyecto se desarrollo un sistema experto basado en PC y utilizando redes neuronales.

 

Se desarrollaron las siguientes tesis de Licenciatura:

 

Enrique García Sánchez.

Licenciatura en Ingeniería Industrial.

Tema de la Tesis: "Análisis del Ruido presente en una señal Electrocardiográfica: Aplicación: Detección del Complejo QRS en presencia de ruido”.

Marzo 1995.

 

Luis Mengibar Pozo

Licenciatura en Ingeniería Industrial.

Tema de la Tesis: "Detección del Síndrome Wolff-Parkinson-White mediante Redes Neuronales Artificiales",

Octubre, 1995.

 

Maria del Carmen González.

Licenciatura en Ingeniería Industrial. Universidad Politécnica de Madrid, España.

Tema de la Tesis: "Reconocimiento de Patrones en Electrocardiogramas mediante Redes Neuronales".

Octubre 1994.

 

Antonio Velasco Bodega.

Licenciatura en Ingeniería Industrial.

Tema de la Tesis: "Detección de Contracciones Ventriculares Prematuras mediante Redes Neuronales Artificiales".

Marzo 1995.