Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 446996.pdf: 3699710 bytes, checksum: 04ecb9d6e5b88b2a83d57907908fa28e (MD5) Previous issue date: 2013-01-23 / There is consensus that the physical characterizations of medical devices defibrillation, especially those obtained by mechanical testing and electrical safety tests, are a critical step in transforming innovative concepts into reliable products for use in humans. However, considering that the chest ventricular defibrillation applied by an electric shock is not necessarily an innocuous procedure, since studies have shown as much damage as morphological functional impairment of the heart caused by successive shocks, the information obtained by testing pre -clinical tests allow to relate the safety and efficacy of electric shock in experimental animals to determine any undesirable side effects in normal use and assess whether they are at risk due to the intended device?s performance.Investigations into the cardioversion efficacy in response to induced ventricular fibrillation and macroscopic changes and biochemical changes that occur in porcine hearts were performed after capacitive discharge truncated exponential shock applied defibrillator produced nationally and another reference "golden standard" international market leader . . It was concluded that the defibrillator prototype when applied with energy 100J demonstrated better efficacy in terminating ventricular fibrillation and had less injury than the defibrillator reference with the same energy, making it suitable for the insertion of the national and international market. This study will help to raise the standard of technology and increase the supply of qualified health equipment produced in Brazil, replacing and / or decreasing imports and providing a secure next generation equipment / ? consensual que as caracteriza??es f?sicas de equipamentos m?dicos de desfibrila??o, em especial aquelas obtidas por meio de ensaios mec?nicos e testes de seguran?a el?trica, constituem uma etapa critica na transforma??o de conceitos inovadores em produtos confi?veis para o uso em seres humanos. Entretanto, considerando que a desfibrila??o ventricular aplicada no peito por meio de um choque el?trico n?o necessariamente ? um procedimento in?cuo, uma vez que estudos t?m demonstrado tanto dano morfol?gico quanto defici?ncia funcional do cora??o causado por sucessivos choques, as informa??es obtidas por meio de testes pr?-cl?nicos permitem relacionar a seguran?a e efic?cia do choque el?trico em animais experimentais de modo a determinar quaisquer efeitos secund?rios indesej?veis em condi??es normais de utiliza??o e avaliar se estes constituem riscos em fun??o do funcionamento previs?vel do dispositivo.Investiga??es sobre a efic?cia da cardiovers?o em resposta ? fibrila??o ventricular induzida e mudan?as macrosc?picas e bioqu?micas que ocorrem nos cora??es de su?nos foram realizadas ap?s choque de descarga capacitiva exponencial truncada aplicado de um prot?tipo de desfibrilador produzido nacionalmente e outro refer?ncia padr?o ouro l?der de mercado internacional. Concluiu-se que o desfibrilador prot?tipo quando aplicado com energia 100J demonstrou melhor efic?cia na rescis?o da fibrila??o ventricular e apresentou menor inj?ria que o desfibrilador de refer?ncia com a mesma energia, tornando-do apto para a inser??o do mercado nacional e internacional. Este estudo ajudar? a elevar o padr?o tecnol?gico e a ampliar a oferta qualificada de equipamentos para a sa?de produzidos no Brasil, substituindo e/ou diminuindo importa??es e oferecendo um dispositivo seguro de ?ltima gera??o.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 447552.pdf: 4224320 bytes, checksum: 456d05e40b6e8b81bfbe9822a9d4d73d (MD5) Previous issue date: 2013-03-26 / This thesis describes a new human balance analysis instrument for studies on the physiology of the vestibular system, support for diagnostics, patient evolution in treatment and in the adaptation process of physiotherapy and vestibular disorders. Various techniques used to evaluate balance are subjective, imprecise and invasive. In the present work, a device has been developed to objectively measure human balance in a non-invasive manner with adequate precision. The objectives of this thesis were: (1) to improve image processing techniques, (2) to reduce equipment production costs, (3) to facilitate portability, (4) to develop a robust, scalable and easily maintained software architecture. The vestibular system is located in the inner ear, and it is responsible for maintaining balance. The vestibular system is composed mainly of a network of tubes called semicircular canals, which are stimulated by selective head movements. Through vestibular-motor reflexes, eye movements are induced which correspond to head movement. The images of the eye movements are acquired by video cameras, under infrared illumination. The cameras are mounted to glasses isolated from external light developed for the purposes of this research. The camera images are digitalized by an external capture card and processed in real time by an algorithm developed to, frame by frame, locate the center of the pupil. The location of the center of the pupil in response to the vestibulo-ocular stimulus is plotted into a graph, to then be interpreted by a medical specialist. The tests carried out prove the efficiency and robustness of the algorithm in calculating the center of the pupil with a broad range of variations. The tests include a number of variations of the pupil and elliptical eye distortions with additional reflections occasioned by sources of illumination. All tests had a negligible error, thus proving their efficiency and meeting their objective. / Este trabalho descreve um novo instrumento de an?lise do equil?brio humano para o estudo da fisiologia do sistema vestibular, apoio ao diagn?stico, evolu??o do paciente no processo adaptativo de fisioterapia e transtornos do sistema vestibular. V?rias t?cnicas utilizadas para avaliar o equil?brio s?o subjetivas, imprecisas e invasivas. Neste trabalho foi desenvolvido um equipamento para medir objetivamente o equil?brio humano de modo n?o invasivo e com precis?o adequada. As metas deste trabalho foram: (1) Aperfei?oar as t?cnicas de processamento de imagens, (2) Reduzir os custos de produ??o do equipamento, (3) Facilitar sua mobilidade, (4) Desenvolver uma arquitetura de software robusta, escal?vel e de f?cil manuten??o. O sistema vestibular localiza-se no ouvido interno, sendo respons?vel pela manuten??o do equil?brio. O sistema vestibular ? principalmente composto por uma rede de tubos chamados canais semicirculares, os quais s?o estimulados por movimentos seletivos da cabe?a. Atrav?s do reflexo vest?bulo-motor, s?o induzidos movimentos oculares correspondentes ao movimento de cabe?a realizado. As imagens dos movimentos oculares foram adquiridas por c?meras de v?deo, sob ilumina??o infravermelha. As c?meras foram adaptadas em um ?culos com isolamento de luz externa desenvolvido para propiciar este trabalho. As imagens das c?meras s?o digitalizadas por uma placa de captura externa e processadas em tempo real por um algoritmo desenvolvido para, quadro a quadro, localizar o centro da pupila. A localiza??o do centro da pupila em resposta ao est?mulo vest?buloocular ? representada graficamente, para interpreta??o pelo m?dico especialista. Os testes realizados comprovam a efici?ncia e robustez do algoritmo no c?lculo de centro de pupila nas suas mais diversas varia??es. Os testes abrangem as mais diversas varia??es da pupila e distor??es el?pticas oculares com o adicional de reflexos ocasionados por fontes de ilumina??o. Todos os testes obtiveram erro, desprez?vel, comprovando assim sua efici?ncia e cumprindo o seu objetivo.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 449105.pdf: 7344775 bytes, checksum: efab9f6581cb5bf05f96ab065382419a (MD5) Previous issue date: 2012-06-06 / Advances in Complementary Metal-Oxide Semiconductor (CMOS) technology have made possible the integration of millions of transistors into a small area, allowing the increase of circuits' density. In more detail, technology scaling caused the reduction of the transistors' delay, which has resulted in a signi cantly performance improvement of Integrated Circuits (ICs). Furthermore, the increase in the integration level of ICs allowed the development of ICs able to include an increasing number of functions, which in turn increased signi cantly their complexity. In parallel, the rapidly increasing need to store more information results in the fact that the Static Random Access Memory (SRAM) can occupy great part of the System-on-Chip (SoC) silicon area. This is con rmed by the SIA Roadmap which forecasts a memory density approaching 94% of the SoC area in about 10 years [1]. Consequently, memory has become the main responsible of the overall SoC area. However, the reduction of transistor size has introduced several reliability concerns that need to be a ronted by the adoption of di erent optimization techniques. In this context it is important to highlight the phenomenon known as Negative Bias Temperature Instability (NBTI), which a ects the reliability of the ICs along their lifes. Speci cally in the SRAMs NBTI causes degradation of the Static Noise Margim(SNM) which a ects the storage capacity of the memory cells. In this context, the main goal of this thesis is to specify, implement, validate and evaluate a hardware-based technique able to monitor the aging of SRAM cells in order to guarantee their reliability of during the lifetime. The proposed technique is based on an on-chip sensor capable of monitoring dynamic power consumption of the cells during write operations in order to compare them with the value set as default to a new cell. Finally, the proposed methodology has been functionally validated and its e ciency has been evaluated based on the analysis of its monitoring and detection capabilities and from the analysis of the introduced overheads as well as its immunity to the manufacturing process variation. / A miniaturiza??o da tecnologia Complementary Metal-Oxide Semiconductor (CMOS) tornou poss?vel a integra??o de milh?es de transistores em um ?nico Circuito Integrado (CI) aumentando assim, a densidade dos mesmos. Em mais detalhes, essa miniaturiza??o resultou em signi cativos avan?os tecnol?gicos devido fundamentalmente ? diminui??o do delay do transistor o que, por sua vez, acarretou no aumento da performance dos CIs devido ao aumento na freq??ncia de opera??o dos mesmos. Al?m disso, a aumento no n?vel de integra??o dos CIs possibilitou o desenvolvimento de CIs capazes de agregarem um n?mero cada vez maior de fun??es aumentando signi cativamente a complexidade dos mesmos. Em paralelo, o r?pido aumento na necessidade de armazenar um volume cada vez maior de informa??o resultou no fato de que Static Random Access Memories (SRAMs) ocupam hoje grande parte da ?rea de sil?cio de um System-on-Chip (SoC). A SIA Rodamap prev? que em 10 anos cerca 94% da ?rea de um SoC ser? dedicada ? mem?ria [1]. Entretanto, essa miniaturiza??o gerou v?rios problemas, relacionados ? con abilidade, que devem ser afrontados atrav?s do uso de diferentes t?cnicas que visam ? otimiza??o de CIs. Neste contexto, ? importante salientar o fen?meno conhecido com Negative Bias Temperature Instability (NBTI) que afeta a con abilidade do CI em longo prazo, ou seja, durante a sua vida ?til. Especi camente em SRAMs o NBTI provoca a degrada??o da Static Noise Margim (SNM) o que, por sua vez afeta a capacidade de armazenamento das c?lulas de mem?ria. Neste contexto, esta disserta??o de mestrado tem como principal objetivo a especi ca??o, implementa??o, valida??o e avalia??o de uma metodologia baseada em hardware para o monitoramento do n?vel de envelhecimento de c?lulas de SRAMs a m de garantir a con abilidade das mesmas durante a sua vida ?til. A metodologia proposta consiste na inser??o de um sensor capaz de monitorar o consumo de pot?ncia din?mica das c?lulas durante as opera??es de escrita a m de compar?-los com os valores de nidos como padr?o para uma c?lula n?o envelhecida. Finalmente, a metodologia proposta ser? validada funcionalmente e sua e ci?ncia ser? avaliada a partir da an?lise da sua capacidade de monitoramento e detec??o bem como, a partir dos overheads de ?rea, performance e imunidade a variabilidade do processo de fabrica??o.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 388696.pdf: 2220643 bytes, checksum: d64a335c6a256aec19a33ba57aa3f792 (MD5) Previous issue date: 2006-12-15 / O aumento de cargas n?o lineares conectadas aos sistemas de pot?ncia tem levado a uma revis?o geral dos conceitos e das vari?veis aplic?veis na avalia??o dos sistemas de pot?ncia para situa??es em que tens?es e correntes n?o sejam senoidais. Em paralelo, mudan?as nas normas existentes, assim como o aparecimento de novas normas, tem criado a necessidade de novos procedimentos de medi??o. No presente trabalho um algoritmo para obten??o de vari?veis em sistemas monof?sicos e trif?sicos, de acordo com a Norma IEEE 1459-2000, ? proposto. Alguns conceitos fundamentais relacionados a sistemas de pot?ncia em regime senoidal, no que diz respeito ?s rela??es entre as diversas vari?veis medidas, s?o apresentados, tendo sido inclu?das considera??es sobre algumas limita??es de aplicabilidade dos mesmos em situa??es n?o senoidais. Um resumo das principais defini??es e conceitos propostos Norma IEEE 1459-2000, assim como nas Normas IEC 61000-4-7 e IEC 61000-4- 30, ? tamb?m apresentado. Desenvolvidos a partir dos conceitos propostos na Norma IEEE 1459-2000, mas considerando a aplica??o para sinais amostrados, os procedimentos e equa??es para a obten??o das diversas grandezas s?o mostrados e comentados. Simula??es e resultados obtidos em medi??es reais a partir da aplica??o dos procedimentos desenvolvidos, incluindo an?lise de erros, s?o tamb?m expostos e discutidos. ? demonstrado que, considerando certas limita??es, os procedimentos desenvolvidos podem ser aplicados em medidores digitais visando propiciar que os mesmos forne?am valores das novas grandezas proposta

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 457597.pdf: 3990726 bytes, checksum: 94b05b4e17141dcac3ac568f5c299a53 (MD5) Previous issue date: 2014-01-15 / Wireless technology is present nowadays in several applications from simple systems as residential automations to complex implementations such as nuclear plants. Networks intended to work with wireless sensors are denominated wireless network sensors as in the case of this work, which uses analog and meteorological data. With the proposal of efficiency with low energy consumption, this work presents the development of a system which accomplishes the acquisition and storage of data collected from a meteorological station using a wireless sensors network open platform. The main objective of this monitoring system is the pursuit of energy efficiency (ie, the best possible performance with low power consumption) and the reduced cost of acquisition, installation and maintenance of the system in the field. With this purposed,, the module nRF24L is conceptually presented, focusing on the communication protocol among modules, where the same device performs the function of receiver and transmitter. This system was developed for application on the Cryosphere, because this is an environment that offers unique features such as low temperature, unobstructed views and difficult to access for maintainability / collection of monitored data. Practical results measured in laboratory are compared to a standard commercial weather station, which serves as a benchmark to validate the proposed system. / A tecnologia de redes de sensores sem fio (RSSFs) est? presente atualmente em diversas aplica??es, desde simples sistemas como automatiza??es residenciais at? complexas implementa??es como, por exemplo, usinas nucleares. As redes destinadas a trabalharem com sensores s?o denominadas de redes de sensores sem fio como o caso do trabalho em quest?o que utiliza dados anal?gicos e meteorol?gicos. O trabalho proposto teve como objetivo o desenvolvimento de um sistema que realiza a aquisi??o e o armazenamento de dados de grandezas meteorol?gico-clim?ticos utilizando uma rede de sensores sem fio de plataforma aberta. O objetivo principal deste sistema de monitoramento ? a busca da efici?ncia energ?tica (isto ?, o melhor desempenho poss?vel com baixo consumo de energia) e o reduzido custo de aquisi??o, montagem e manuten??o do sistema em campo. Para tanto, o m?dulo nRF24 ? apresentado conceitualmente, focando na forma de comunica??o entre os m?dulos, onde um ?nico dispositivo nRF24 assume a fun??o de receptor e transmissor. Este sistema foi desenvolvido para aplica??o na Criosfera, por ser este um ambiente que apresenta caracter?sticas peculiares como baixa temperatura, vistas sem obst?culos e de dif?cil acesso para manute??o/coleta dos dados monitorados. Os resultados pr?ticos medidos em laborat?rio s?o comparados aos de uma esta??o meteorol?gica comercial padr?o, a qual serve como refer?ncia para validar o sistema proposto.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 389203.pdf: 6935100 bytes, checksum: 7b0d4097399f1b7fa7e32077309d3b40 (MD5) Previous issue date: 2007-02-15 / O ambiente eletromagn?tico em que sistemas eletr?nicos operam est? tornando-se cada vez mais hostil. A sociedade observa com bastante entusiasmo a r?pida prolifera??o de uma quantidade infind?vel de equipamentos eletr?nicos sem fio (wireless). Infelizmente, esta tend?ncia tem por conseq??ncia a polui??o de forma dram?tica do espectro de freq??ncia, e portanto, aumentando o ru?do intr?nseco do ambiente onde vivemos. Por outro lado, ? fundamental para a aceita??o e a seguran?a destes equipamentos eletr?nicos que estes n?o falhem devido ao ambiente eletromagn?tico. Assim, ? de suma import?ncia compreender como o ru?do eletromagn?tico (Electromagnetic Interference, ou EMI) impacta a confiabilidade de sistemas integrados complexos (Systems-on-Chip, ou SoC). Algumas empresas em escala mundial t?m demonstrado muita preocupa??o com este problema atrav?s do desenvolvimento de v?rias plataformas comerciais para o projeto e o teste de SoCs. Entretanto, estas plataformas n?o garantem medi??es adequadas da susceptibilidade dos sistemas eletr?nicos ? EMI. Este cen?rio nos motivou a propor uma plataforma de prototipagem reconfigur?vel para avaliar e aprimorar projetos de SoCs levando-se em considera??o sua imunidade ao ru?do eletromagn?tico. Esta plataforma ? baseada em normas internacionais IEC 62.132 para o projeto e o teste de sistemas eletr?nicos, ao n?vel de placa. O objetivo final deste conjunto de normas ? ditar regras que viabilizam a medi??o precisa da imunidade de circuitos integrados ? EMI, tanto radiada quanto conduzida. A plataforma desenvolvida ? baseada em duas placas espec?ficas e complementares. A primeira ? dedicada para o teste de imunidade ao ru?do irradiado em uma Gigahertz Transverse Electromagnetic Cell (GTEM Cell) de acordo com a norma IEC 62.132-2 (IEC, 2004). A segunda placa ? dedicada ao teste conduzido de ru?do de RF e foi implementada de acordo com as normas IEC 62.132-4 e IEC 62.132-2 (IEC, 2004), respectivamente. Ap?s o desenvolvimento da plataforma em quest?o, um estudo-de-caso baseado no processador soft-core da Xilinx, MicroBlaze, operando sob o controle do sistema operacional uCOS-II foi desenvolvido pelo Grupo SiSC e testado na plataforma. Os resultados dos ensaios s?o bastante motivadores e demonstram a capacidade e a flexibilidade da plataforma ser utilizada como ferramenta para avaliar o comportamento de SoCs em ambiente ruidoso do tipo EMI

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 458958.pdf: 7355419 bytes, checksum: 8a2fa20967c4240f1bb187644d3207a4 (MD5) Previous issue date: 2013-12-19 / Vision is one of the most important senses of man. Many diseases that affect the sense of vision are related to the retina. Some of these diseases specifically affecting the photoreceptors, light-sensitive cells that is the first stage of vision. The examinations of dark adaptation have motivated interest in the study of mechanisms of retinal diseases. This exam directly accesses the functions of the photoreceptors by noninvasive methods. The technique consists in measuring the time to recovery of sensitivity of the retina after exposing the retina to a controlled amount of light. The dark adaptometry equipment is used to monitor the response of these cells to a light stimulus and then reveal some deficiency in the operation. This work describes the procedures, calculations, measurements and verifications necessary for the calibration of an existing dark adaptometer. This equipment was developed in the Image Laboratory at PUCRS, led by Professor Dario Azevedo, Ph.D. from a modified fundus camera. This dark adaptometer is able to test localized regions of the retina, while visualizing the regions of interest, and therefore compensating for any eye movements. For calibration of dark adaptometer, various calculations based on literature review was conducted. After using instruments such as spectrometer, radiometer, and light meter luminometer dark adaptometer was calibrated. The operation of each block that makes up this instrument was checked. Measurements of illuminance values of the light stimulus, retinal luminance attenuation of dark adaptometer, attenuation imposed by optical fiber, was observed throughout the range of attenuation filters (0 dB to 60 dB), also checked the operation of the wheels were made and a shutter that filters are controlled by the motor steps. The dark adaptometer met all specifications, i.e., the values set in the calculations in this work has been achieved. / A vis?o ? um dos mais importantes sentidos do homem. Muitas doen?as que afetam o sentido da vis?o est?o relacionadas com a retina. Algumas dessas doen?as afetam especificamente os fotorreceptores, c?lulas sens?veis ? luz, que ? o primeiro est?gio da vis?o. Os exames de adapta??o ao escuro t?m motivado o interesse no estudo de mecanismos de doen?as de retina. Esse exame acessa diretamente as fun??es dos fotorreceptores por m?todos n?o invasivos. A t?cnica consiste, em medir o tempo de recupera??o da sensitividade da retina, depois de expor a retina a uma quantidade controlada de luz. Um equipamento de adaptometria ao escuro ? utilizado para monitorar a resposta destas c?lulas a um est?mulo luminoso e ent?o revelar alguma defici?ncia no funcionamento. Neste trabalho, est?o descritos os procedimentos, c?lculos, medidas e verifica??es necess?rias para a calibra??o de um adapt?metro de escuro j? existente. Este equipamento foi desenvolvido no Laborat?rio de Imagens da PUCRS, liderado pelo professor Dario Azevedo Ph.D. a partir de uma c?mera de fundus modificada. Este adapt?metro de escuro ? capaz de testar, de forma localizada, regi?es da retina permitindo, a crit?rio do examinador testar e mapear exclusivamente as regi?es que forem do seu interesse e compensar eventuais movimentos oculares. Para a calibra??o do adapt?metro de escuro, foi realizados diversos c?lculos com base na revis?o bibliogr?fica. Ap?s, utilizando instrumentos como espectrofot?metro, espectroradi?metro, lux?metro e luminanc?metro o adapt?metro de escuro foi calibrado. Foi verificado o funcionamento de cada bloco que comp?e este instrumento. Foram realizadas as medidas dos valores de ilumin?ncia do est?mulo luminoso, lumin?ncia retinal, atenua??es do adapt?metro de escuro, atenua??o impostas pela fibra ?ptica, foi verificado toda a faixa de atenua??o dos filtros (0 dB at? 60 dB), tamb?m verificado o funcionamento das rodas de filtros e do shutter que s?o comandados pelos motores de passos. O adapt?metro de escuro atendeu todas as especifica??es, ou seja, os valores definidos nos c?lculos neste trabalho foram atingidos.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 459325.pdf: 2898170 bytes, checksum: 16df18a4b13e444ddaa394a95eaebeae (MD5) Previous issue date: 2014-03-21 / The use of Real-Time Operating System (RTOS) became an attractive solution to design safety-critical real-time embedded systems. At the same time, we enthusiasti-cally observe the widespread use of multicore processors in an endless list of our daily applications. It is also a common agreement the increasing market pressure to reduce power consumption under which these embedded, portable systems have to operate. As the major consequence, these systems are becoming more and more sensitive to transi-ent faults originated from a large spectrum of noisy sources such as conducted and radi-ated Electromagnetic Interference (EMI) and ionizing radiation (single-event effect: SEE and total-ionizing dose: TID). Therefore, the system s reliability degrades. In this work, we discuss the development and validation of an Infrastructure-Intellectual Prop-erty (I-IP) able to monitor the RTOS activity in a multicore processor system-on-chip. The final goal is to detect faults that corrupt the task scheduling process in embedded systems based on preemptive RTOS. Examples of such faults could be those that pre-vent the processor from attending an interruption of higher priority, tasks that are strict-ly allocated to run on a given core, but are running on another one, or even the execu-tion of low-priority tasks that are passed over high-priority ones in the ready-task list maintained on-the-fly by the RTOS. This I-IP, namely RTOS-Watchdog, was described in VHDL and is connected to each of the processor CPU-Addresses busses. The RTOS Watchdog has a parameterizable interface to easily fit any processor bus. A case-study based on a multicore processor running different test programs under the control of a typical preemptive RTOS was implemented. The case-study was prototyped in a Xilinx Virtex4 FPGA mounted on a dedicated platform (board plus con-trol software) fully developed at the Computing Signals & Systems Group (SiSC) [1] of the Catholic University (PUCRS). For validation, the whole system was exposed to combined effects of EMI and TID. Such experiments were performed in several steps, part of them carried out at PUCRS, Brazil, and part at the Instituto Nacional de Tecnolog?a Industrial (INTI) and Centro At?mico, both located in the city of Buenos Aires, Argentina. The obtained results demonstrate that the proposed approach provides higher fault coverage and reduced fault latency when compared to the native fault detec-tion mechanisms embedded in the kernel of the RTOS. / O uso de sistemas operacionais de tempo real (Real-Time Operating Systems, RTOS), tornou-se uma solu??o atrativa para o projeto de sistemas embarcados cr?ticos de tempo real. Ao mesmo tempo, observamos com entusiasmo o amplo uso de proces-sadores multicores em uma lista intermin?vel de nossas aplica??es di?rias. ? tamb?m um acordo comum a crescente press?o do mercado para reduzir o consumo de energia em que estes sistemas port?teis embarcados necessitam para operar. A principal conse-qu?ncia ? que estes sistemas est?o se tornando cada vez mais suscet?veis ? falhas transi-entes originadas por um amplo espectro de fontes de ru?dos como Interfer?ncia Eletro-magn?tica (Electromagnetic Interference, EMI) conduzida e irradiada e radia??o ioni-zante (single-event transient: SET e total-ionizing dose: TID). Portanto, a confiabilidade destes sistemas ? degradada. Nesta disserta??o, discute-se o desenvolvimento e valida-??o de um I-IP (Infrastructure-Intellectual Property) capaz de monitorar a atividade do RTOS em um processador multicore. O objetivo final ? detectar falhas que corrompem o processo de escalonamento de tarefas em sistema sistemas embarcados baseados em RTOS preemptivos. Como exemplo destas falhas podem ser aquelas que impedem o processador de atender uma interrup??o de alta prioridade, tarefas alocadas para serem executadas por um determinado n?cleo, mas que s?o executadas por outro n?cleo, ou at? a execu??o de tarefas de baixa prioridade enquanto houver tarefas de alta prioridade na lista de tarefas prontas atualizada dinamicamente pelo RTOS. Este I-IP, chamado RTOS Watchdog, foi descrito em VHDL e ? conectado ao Barramento de Endere?os da CPU em cada n?cleo do processador. O RTOS Watchdog possui uma interface parame-triz?vel de modo a facilitar a adapta??o a qualquer processador. Um estudo de caso baseado em um processador multicore executando diferen-tes benchmarks sob o controle de um RTOS preemptivo t?pico foi desenvolvido. O es-tudo de caso foi prototipado em uma FPGA Xilinx Virtex4 montada em uma plataforma dedicada (placa mais software de controle) totalmente desenvolvida no Grupo Compu-ting Signals & Systems (SiSC) [1] da Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul (PUCRS). Para a valida??o, todo o sistema foi exposto aos efeitos combinados de EMI e TID. Estes experimentos foram realizados em diversos passos, parte deles foram realizados na PUCRS, Brasil e parte no Instituto Nacional de Tecnologia Industrial (INTI) e Centro At?mico, ambos na cidade de Buenos Aires, Argentina. Os resultados demonstram que a abordagem proposta fornece uma maior cobertura de falhas e lat?ncia de falhas reduzida quando comparados aos mecanismos de detec??o de falhas nativos embarcados no kernel do RTOS.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 464757.pdf: 15490985 bytes, checksum: 69a8a4405f520c0450487a75c04a1117 (MD5) Previous issue date: 2014-10-27 / This work proposes a channel allocation methodology in a cognitive radio network (CRN) that uses a predictive and adaptive channel database. A spectrummodeling algorithm, that allows simulating channel occupation in cellular technology bands, generates the prediction data. The use of prediction enables the identification of opportunities in the bands of interest, which allows prioritizing the use of those channels with greater probability of being idle. Thus, this work extends the scope of IEEE 802.22, in that proposes the use of prediction data, as well as the use of cellular technology bands, which are commonly used in urban areas. The adaptive nature of the developed system updates the channel list dynamically over the allocation cycles. This feature enables to prioritize the channels with greater success in the allocation process, since the channel list is updated according to the results of secondary users (SUs) allocation. The proposed methodology aims to allocate the SU with the minimum of channel sensing operations required. The adaptive feature of the channel database gives a major contribution to reducing the channel sensing operations in the CRN. The decrease in channel sensing operations reduces the exchange of information between the functions that comprise the cognitive plane of a CRN. Consequently, a reduction in the network signaling traffic is expected, as well as a reduction of delays resulting from the search of available channels. / O presente trabalho prop?e uma metodologia de gerenciamento de canais numa rede de r?dios cognitivos (CRN) que utiliza uma base de dados de canais preditiva e adaptativa. Os dados de predi??o s?o gerados por um algoritmo de modelagem de espectro que permite simular a ocupa??o dos canais em faixas de tecnologia celular. O uso de predi??o possibilita a identifica??o de oportunidades nas bandas de interesse, permitindo priorizar a utiliza??o dos canais com maior probabilidade de estarem livres. Dessa forma, este trabalho estende a abrang?ncia da IEEE 802.22, na medida em que prop?e o uso de dados de predi??o, bem como a utiliza??o de faixas de tecnologia celular que s?o comumente utilizadas em ?reas urbanas. O car?ter adaptativo do sistema desenvolvido atualiza a lista de canais de forma din?mica ao longo dos ciclos de aloca??o. Esta caracter?stica possibilita a prioriza??o dos canais com maior sucesso no processo de aloca??o, uma vez que a lista de canais ? atualizada de acordo com os resultados das aloca??es dos usu?rios secund?rios (SUs). A metodologia proposta busca realizar a aloca??o do SU com o m?nimo necess?rio de opera??es de detec??o de canal. A adaptabilidade da base de dados de canais ? o fator que possui maior contribui??o na redu??o das opera??es de detec??o de canal na CRN. A diminui??o das opera??es de detec??o de canal reduz a troca de informa??es entre as fun??es que comp?em o plano cognitivo de uma CRN. Consequentemente, uma redu??o no tr?fego de sinaliza??o da rede ? esperada, assim como uma diminui??o de atrasos resultantes da busca de canais dispon?veis.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 389987.pdf: 1360851 bytes, checksum: d8bf43ca52fd146b24970288170182a3 (MD5) Previous issue date: 2007-02-28 / Nos ?ltimos anos, observa-se com grande euforia o crescimento do mercado de sistemas embarcados nas ?reas econ?mico-sociais de grande import?ncia, tais como a sa?de, telecomunica??es, automotiva e aeroespacial, entre outras. Como conseq??ncia, exige-se maior robustez tanto do hardware quanto do software integrante destes sistemas, al?m de componentes de baixo custo, principalmente mem?ria. Dentre os tipos poss?veis de falhas, as falhas que alteram o fluxo de controle de processadores que executam aplica??es embarcadas, por implicarem em quase sempre em falhas catastr?ficas do sistema, s?o focadas nesta disserta??o. Por falhas catastr?ficas, entende-se como sendo aquelas falhas que al?m de induzir o sistema a produzir um comportamento diferente daquele esperado para a sua fun??o, implicam na maioria das vezes tamb?m na reinicializa??o do sistema como forma de recupera??o da falha. Assim, a utiliza??o de t?cnicas capazes de detectar estes tipos de falhas evita que as mesmas se propaguem pelo sistema e acabem gerando sa?das incorretas, pois tais falhas podem ser catastr?ficas para a seguran?a dos usu?rios e para a imagem e reputa??o das empresas. Por?m, a utiliza??o de t?cnicas de detec??o de falhas gera um aumento na taxa de ocupa??o de mem?ria do sistema, bem como provoca aumento da degrada??o de desempenho, o que pode ser considerado um fator cr?tico tratando-se de aplica??es embarcadas de tempo-real. Como alternativa para minimizar estes fatores, tr?s hip?teses foram investigadas, sendo uma delas implementada. Assim, nesta disserta??o prop?e-se uma abordagem baseada em software profiling que analisa o grafo de fluxo de controle da aplica??o, visando ? otimiza??o do n?mero de assinaturas (checkpoints) a serem inseridas no c?digo-fonte. Para validar a abordagem proposta, foi realizada por simula??o a inje??o de tr?s tipos de falhas: jump, nop e bit-flip, sobre diferentes programas aplicativos. Este processo de inje??o de falhas foi acelerado via prototipagem do sistema em hardware, atrav?s do uso de um FPGA (Field-Programmable Gate Array) em uma placa comercial da Xilinx. A an?lise dos resultados obtidos indica que a t?cnica proposta reduz o n?mero de assinaturas inseridas no c?digo da aplica??o, e portanto, minimizando o overhead de mem?ria e a degrada??o do desempenho do sistema, ao passo que mant?m aproximadamente inalterado n?vel de cobertura de falhas quando comparada a outras t?cnicas atualmente existentes na literatura