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Omar Paranaiba Vilela Neto


Omar Paranaiba Vilela Neto

Universidade Federal de Minas Gerais
DCC

Associated researcher





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Last update: 2021/07/16


Degrees

Ph.D. Engenharia Elétrica na Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro em 2009
M.Sc. Engenharia Elétrica na Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro em 2006
B.Sc. Engenharia de Computação na Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro em 2003


Current projects

2019 a AtualUNIVERSAL - NMLr: Computação Além do Silício: Projeto e Simulação de Circuitos de Lógica Nanomagnética com Reversibilidade
O objetivo deste projeto de pesquisa é investigar e estudar alternativas tecnológicas que possam ser capazes de substituir os transistores de silício convencionalmente usados na computação. Mais especificamente, focaremos no projeto e simulação de circuitos de Lógica Nanomagnética (NML), uma destas alternativas, que não utilizam transistores e nem corrente elétrica. Além disso, dado ao baixíssimo consumo energético desta tecnologia, podemos nos preocupar com os limites físicos fundamentais da computação, indo em direção ao projeto de sistemas computacionais reversíveis.
Integrantes: Omar Paranaiba Vilela Neto (coordenador).
2018 a AtualPPM - Fapemig - COMPUTAÇÃO + NANOTECNOLOGIA (COMP+NANO)

Integrantes: Omar Paranaiba Vilela Neto (coordenador).
2017 a AtualMGgrafeno - Produção de grafeno a partir da esfoliação química do grafite natural e aplicações

Integrantes: Luiz Gustavo Cançado (coordenador), Omar Paranaiba Vilela Neto, Flávio Plentz, Clascídia Furtado, Adelina Santos Pinheiro, Guilherme Lenz.
2016 a AtualNanotecnologia Computacional e Nanocomputação N2COMP
Este projeto propõe a ampla investigação da interação entre a computação, a nanotecnologia e a nanociência (N&N), visando o benefício das diversas áreas envolvidas. A N&N já contam com o apoio fundamental obtido a partir do avanço da computação. O desenvolvimento de modelos computacionais de sistemas químicos, físicos e biológicos, além do avanço na capacidade de processamento dos computadores, têm permitindo aos pesquisadores a modelagem e simulação de possíveis nanomateriais, nanodispositivos e aplicações. Este apoio dos sistemas de computação à N&N recebe o nome de ?Nanotecnologia Computacional?. Além das simulações e modelagem de nanoestruturas, o apoio computacional à N&N também pode ser dado por uma infraestrutura de automatização, armazenamento, interpretação, manipulação, compartilhamento e divulgação de dados e informações de pesquisa. As características próprias da N&N trazem vários novos desafios à computação. Por ser tratar de uma linha de pesquisa nova, o desenvolvimento computacional permite a criação inteligente e caracterização comparativa de nanomateriais, o projeto e uso de nanodispositivos e nanosistemas otimizados, garantir a segurança ambiental e da saúde dos envolvidos, além de fomentar a descoberta científica eficiente através das técnicas de mineração de dados, aprendizado de máquina e otimização. Por outro lado, podemos lembrar que os microprocessadores atuais já fazem uso de transistores na escala nanométrica. Contudo, a tecnologia CMOS utilizada hoje já enfrenta dificuldades (como o consumo energético) e está próxima de seu limite físico de miniaturização, dificultando o desenvolvimento de dispositivos mais rápidos e eficientes. Portanto, para continuar o avanço do desempenho dos microprocessadores, outras tecnologias, na escala nanométrica, estão sendo estudadas. As pesquisas em nanocomputação visam o desenvolver uma nova geração de sistemas computacionais, além do silício. Neste projeto, algumas destas alternativas serão estudadas.
Integrantes: Omar Paranaiba Vilela Neto (coordenador).

Current applied research projects

2018 a AtualCodemge - Embrapii DCC/UFMG - Embrapii Senai Cimatec - Projeto NA@MO TERS
Projeto de Inovação EMBRAPII para Desenvolvimento de equipamento de alta tecnologia para caracterização química e estrutural em escala nanométrica.
Integrantes: Omar Paranaiba Vilela Neto (coordenador), Ado Jorio, Luiz Gustavo Cançado, Roberto Paniago.
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Recent publications

Articles in journals

Evaluating analog arithmetic circuit for approximate computing with DNA strand displacement
2021. ANALOG INTEGRATED CIRCUITS AND SIGNAL PROCESSING.
A Review on Photonic Crystal Logic Gates
2021. Journal of Integrated Circuits and Systems.
Design and Test of Digital Logic DNA Systems
2021. IEEE Design & Test.
Geometric greedy router in Quantum-dot Cellular Automata
2021. AEU-INTERNATIONAL JOURNAL OF ELECTRONICS AND COMMUNICATIONS.
Evaluating nanomagnetic logic circuit layouts using different clock schemes
2020. ANALOG INTEGRATED CIRCUITS AND SIGNAL PROCESSING.
DNAr: An R Package to Simulate and Analyze CRN and DSD Networks
2020. ACS Synthetic Biology.
Shape Engineering for Custom Nanomagnetic Logic Circuits in NMLSim 2.0
2020. IEEE Design & Test.
Complementary Photonic Crystals Integrated Logic Devices
2020. OPTICS LETTERS.
Optimal Energy Efficiency and Throughput on Partially Reversible Pipelined QCA Circuits
2020. IEEE Design & Test.
On the Impact of the Synchronization Constraint and Interconnections in Quantum-dot Cellular Automata
2020. MICROPROCESSORS AND MICROSYSTEMS.
Cellular automata-based byte error correction in QCA
2020. Nano Communication Networks.
Raman spectroscopy analysis of number of layers in mass-produced graphene flakes
2020. CARBON.
Gray-Code Adder with Parity Generator - A Novel Quantum-dot Cellular Automata Implementation
2020. IET Circuits Devices & Systems.
Designing Partially Reversible Field-Coupled Nanocomputing Circuits
2019. IEEE TRANSACTIONS ON NANOTECHNOLOGY.
Energy efficient QCA circuits design: simulating and analyzing partially reversible pipelines
2018. Journal of Computational Electronics.
NMLSim: a Nanomagnetic Logic (NML) circuit designer and simulation tool
2018. Journal of Computational Electronics.
Effect of Structural Disorder on Photonic Crystal Logic Gates
2017. IEEE Photonics Journal.
Analysis of the Magnetostatic Energy of Chains of Single-Domain Nanomagnets for Logic Gates
2017. IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS.
Verificando os Limites Energéticos da Computação: A Ferramenta de Análise para Circuitos QCA
2016. Revista Junior de Iniciação Científica em Ciências Exatas e Engenharia.
USE: A Universal, Scalable and Efficient clocking scheme for QCA
2016. IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems.
Neural Network Simulation and Evolutionary Synthesis of QCA Circuits
2007. I.E.E.E. Transactions on Computers (Print).

Papers in conferences

NMLib: A Nanomagnetic Logic Standard Cell Library
2021. 2021 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS).
Google Colab CAD4U: Hands-on Cloud Laboratories for Digital Design
2021. 2021 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS).
Energy reduction opportunities in Field-Coupled Nanocomputing Adders
2020. SBCCI '20 - 33rd Symposium on Integrated Circuits and Systems Design.
Analysis of single-module and cascade molecular analog circuits for approximate computing based on DNA Strand Displacement
2020. SBCCI'20 - 33rd Symposium on Integrated Circuits and Systems Design.
Design of Compact Integrated Photonic Crystal NAND and NOR Logic Gates
2020. Euromicro Conference on Digital System Design (DSD).
Mind the Gap: Bridging Verilog and Computer Architecture
2020. IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS).
DNAr-logic: a constructive DNA logic circuit design library in R language for molecular computing
2019. SBCCI '19 - 32nd Symposium on Integrated Circuits and Systems Design.
Toward nanometric scale integration: an automatic routing approach for NML circuits
2019. SBCCI '19 - 32nd Symposium on Integrated Circuits and Systems Design.
NMLSim 2.0: a robust CAD and simulation tool for in-plane nanomagnetic logic based on the LLG equation
2019. SBCCI '19 - 32nd Symposium on Integrated Circuits and Systems Design.
A Novel Five-input Multiple-function QCA Threshold Gate
2018. 2018 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS).
Enhancing Fundamental Energy Limits of Field-Coupled Nanocomputing Circuits
2018. 2018 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS).
Placement and Routing by Overlapping and Merging QCA Gates
2018. 2018 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS).
BANCS: Bidirectional Alternating Nanomagnetic Clocking Scheme
2018. 31st Symposium on Integrated Circuits and Systems Design (SBCCI).
Improving Energy Efficiency of Field-Coupled Nanocomputing Circuits by Evolutionary Synthesis
2018. CEC 2018: Congress on Evolutionary Computation.
A Novel Crossing Device for in-plane Nanomagnetic Logic Circuits
2018. 18th International Conference on Nanotechnology - IEEE-NANO 2018.
Exploration of the Synchronization Constraint in Quantum-Dot Cellular Automata
2018. Euromicro Conference on Digital System Design - DSD 2018.
Improving Energy Efficiency on Partially Reversible Pipelined QCA Circuits
2018. 31st Symposium on Integrated Circuits and Systems Design (SBCCI).
Simplified Model for Automatic QCA Circuitry Verification
2017. 30th Symposium on Integrated Circuits and Systems Design (SBCCI).
Photonic Crystal Design Tool
2017. 32nd Symposium on Microelectronics Technology and Devices - SBMicro.
CAM/TCAM - NML: (Ternary) Content Addressable Memory implemented with Nanomagnetic Logic
2017. 30th Symposium on Integrated Circuits and Systems Design (SBCCI).
SMOV: Array Bound-Check and Access in a Single Instruction
2016. Consumer Communications & Networking Conference (CCNC'16).
NML-logic- based ALU
2016. 16th Microelectronics Students Forum (SForum).
Redesigning state-of- the-art QCA Adders in NMLTechnology
2016. 16th Microelectronics Students Forum (SForum).
Field-coupled Nanocomputing Energy Analysis Tool
2016. 16th Microelectronics Students Forum (SForum).
A Placement and Routing Algorithm for Quantum-dot Cellular Automata
2016. 29th Symposium on Integrated Circuits and Systems Design (SBCCI).
A Methodology for Standard Cell Design for QCA
2016. IEEE International symposium on circuits and Systems - ISCAS 2016.
A New Methodology for Design and Simulation of NML Circuits
2016. LASCAS 2016 - VII IEEE Latin American Symposium on Circuits and Systems.

Extended abstracts in conferences

S-MOVL: Protegendo Sistemas Computacionais contra Ataques de Violação de Memória por meio de Instruções em Hardware
2014. Simpósio Brasileiro em Segurança da Informação e de Sistemas Computacionais (SBSeg'14).
NanoTrack - Sistema de Gerenciamento de Dados de Nanoestruturas com Plugins Inteligentes
2013. VII e-Science workshop - Congresso da Sociedade Brasileira de Computação CSBC 2013.
NanoTrack ? Sistema Inteligente de Gerenciamento de Dados de S´ıntese de Nanoestruturas
2012. VI Workshop de e-Science - XXXII Congresso da Sociedade Brasileira de Computação 2012.
Optimizing Quantum Well Solar Cell Efficiency Through Genetic Algorithms
2012. Nanotech Conference 2012.
Inference of Quantum Dots Growth Behavior by Neural Network
2008. 15th Internacional Conference on Superlattice, Nanostructures and Nanodevices.

Abstracts in conferences

Optimization of Multilayer OLEDs with 2, 3, 4 and 5 graded layers supported by Genetic Algorithms
2012. XXXV Encontro Nacional de Física da Matéria Condensada - ENFMC 2012.
Bio-Inspired Algorithms Applied to the Optimization of Multi-layer OLEDs
2011. MRS Spring Meeting 2011 - Symposium: Synthesis and Processing of Organic and Polymeric Materials for Semiconductor Applications.
The use of ANN technique to model the mechanical behavior of nanocomposites
2009. 11th International Conference on Advanced Materials - ICAM 2009.
Search of Transition Structures by means of Coevolutionary Genetic Algorithms
2009. 11th International Conference on Advanced Materials - ICAM 2009.
Modeling of the Growth of Quantum Dots by Neural Network
2009. 11th International Conference on Advanced Materials - ICAM 2009.

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Current students

MS

Marco Tulio Sousa. Lógica Nanomagnética Reversível. Início: 2019. Universidade Federal de Minas Gerais (Orientador principal)
Pedro Arthur Rodrigues Lopes Silva. Lógica Nanomagnética Reversível. Início: 2019. Universidade Federal de Minas Gerais (Orientador principal)
Eduardo Ribeiro. Inteligência Artificial aplicada à Espectroscopia Raman. Início: 2019. Universidade Federal de Minas Gerais (Orientador principal)
João Paulo Euleuterio Silva. Inteligência Artificial Aplicada à Nanomateriais. Início: 2019. Universidade Federal de Minas Gerais (Orientador principal)
Henrique Nicolas. ESTRATÉGIA DE APRENDIZADO DE MÁQUINA PARA DESENVOLVIMENTO DE MATERIAIS DIELÉTRICOS DE CERÂMICA. Início: 2018. Universidade Federal de Minas Gerais (Orientador principal)

PhD

Gabriel Felipe Cândido Novy. Circuitos Lógicos com Cristais Fotônicos. Início: 2019. Universidade Federal de Minas Gerais (Orientador principal)
POLIANA APARECIDA CORRÊA DE OLIVEIRA. Computação com DNA. Início: 2018. Universidade Federal de Minas Gerais (Orientador principal)
LAYSSON OLIVEIRA LUZ. Arquiteturas Bio-inspiradas com Lógica Nanomagnética. Início: 2017. Universidade Federal de Minas Gerais (Orientador principal)
Luis Eduardo Pedraza Caballero. Circuitos Fotônicos. Início: 2016. Universidade Federal de Minas Gerais (Orientador principal)
Renan Albuquerque Marks. Nanocomputação Biológica. Início: 2016. Universidade Federal de Minas Gerais (Orientador principal)

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