Os processadores de arquitetura orientada ao fluxo de dados, denominados Data Flow, são estruturas voltadas a implementação em VLSI em função do grande número de Unidades de Processamento e da vasta rede de interconexão entre os mesmos. Este trabalho visa propor o diagrama de um processador Data Flow e discutir sua implementação em VLSI, bem como avaliar seu funcionamento e desempenho através da proposição de um modelo de simulação utilizando-se programação concorrente.

O objetivo deste trabalho é mostrar os resultados obtidos com a simulação do Processador de Imagem em Pipeline, NEC UPD 7281, em termos de desempenho. O processador simulado é uma máquina de computação a fluxo de dados. Entretanto, este não pode ser considerado uma máquina a fluxo de dados clássica, pois possui algumas diferenças com relação ao modelo clássico. Para mostrar isto, o texto introduzo modelo de computação a fluxo de dados, dando enfoque para o módulo em si, para as arquiteturas e para as linguagens de programação a fluxo de dados. A arquitetura do Processador de Imagem em Pipeline é mostrada com detalhes aonde os módulos de processador são descritos. São mostradas as diferenças básicas entre a arquitetura do processador NEC UPD 7281 e o modelo de computação a fluxo de dados clássico. Para medida de desempenho do processador, foram executados, pelo simulador, programas de aplicação com algumas possibilidades de testes. Os programas foram rodados em multiprocessadores em anel de diversos tamanhos, em número de processadores. Para cada número de processadores, os programas foram testados para executar apenas um conjunto de dados e para processar listas de dados. As primeiras medidas foram referentes ao latência do sistema, isto é, o tempo para que o primeiro resultado saia, e a segunda medida é a qualidade de resultados que o anel produz a cada 100 ciclos. Estas medidas fornecem subsídios para buscar a melhor maneira de programar o processador simulado.

O algoritmo que resolve o método de advecção proposto por Walcek tem como principais características a conservação dos valores de picos, tanto de máximo quanto de mínimo, e a baixa difusão numérica. Entretanto este algoritmo possui também uma característica intrínseca que limita a implementação de paralelismo por cooperação de tarefas: exige dependências de fluxo no cálculo das células do domínio. O presente trabalho propõe a mudança no paradigma de programação do algoritmo original para torná-lo aderente ao processamento a fluxo de dados. Nesse tipo de processamento a computação ocorre em forma de tarefas que são definidas de acordo com os valores/estado dos dados de entrada. Essas tarefas podem ou não conter dependências e permitem ainda uma organização não sequencial do processamento. Quando tarefas independentes surgem, a obtenção de paralelismo passa a ser trivial. Experimentos realizados sobre domínios unidimensionais mostram que a abordagem a fluxo de dados expõe situações propícias ao processamento paralelo outrora desconhecidas, além de obter um tempo total de processamento inferior ao algoritmo original. Quando considerando domínios multidimensionais, a nova abordagem consegue um desempenho paralelo equivalente e um tempo total de processamento até 2,5 mais rápido do que a abordagem original.

O objetivo desse trabalho é utilizar uma abordagem híbrida baseada nas ferramentas Simulink e Stateflow para verificar contra um conjunto de requisitos de engenharia o modelo de um sistema de controle de freios de aplicação aeronáutica do tipo anti-blocante, ou simplesmente anti-skid. Sistemas híbridos no contexto dessa tese são sistemas dinâmicos caracterizados tanto por variáveis contínuas no tempo quanto por estados discretos alcançáveis através de eventos sem dependência temporal. Neste trabalho em particular, os estados discretos são modelados em statecharts por meio da ferramenta Stateflow do MATLAB. A ferramenta Simulink do MATLAB é utilizada para modelar o comportamento dinâmico contínuo do sistema. Sistemas de freios do tipo anti-skid previnem o travamento das rodas durante a corrida de frenagem de um avião. O tipo de pista, contaminantes, a sustentação do avião e o seu peso são elementos com significativa influência do desempenho de frenagem. Sistemas de controle de freios modernos são capazes de modular continuamente o torque de frenagem aplicado às rodas, maximizando a todo instante o coeficiente de frenagem entre os pneus e a pista independente das condições da pista. Para esse trabalho de verificação é necessário modelar não somente o sistema de controle de freios, mas também o comportamento dinâmico do avião e a interface entre pneus e pista. Condições de falha e seus efeitos no desempenho de frenagem também são considerados no modelo. Falhas típicas em sistemas de freio são tipicamente associadas à realimentação de pressão hidráulica, transdutores de pressão, transdutores de posição de pedal, servo-válvulas e transdutores de velocidade de roda.