Sistemas de Multiprocessados Embarcados são uma realidade, tanto no setor da indústria e quanto no setor acadêmico. Esses dispositivos oferecem capacidades de processamento paralelo objetivando cobrir requisitos cada vez maiores de aplicações complexas. A carga de trabalho subjacente das aplicações é suscetível a variação em tempo de execução o que, se não for tratada adequadamente, pode levar a degradação de eficiência em desempenho e energia. O aumento contínuo da complexidade da carga de trabalho das aplicações, bem como do tamanho dos sistemas multiprocessados emergentes, requer soluções de mapeamento dinâmicas e distribuídas. A maioria das técnicas de mapeamento propostas são implementações personalizadas, considerando um sistema operacional interno desenvolvido para uma arquitetura de processador específica. Essa prática restringe sua aplicação em outras plataformas, levando a um design extra, revalidação e, consequentemente, um custo oculto que pode ser um tanto quanto alto. Neste cenário, esta dissertação propõe a extensão do FreeRTOS para suportar mapeamento dinâmico e distribuído de tarefas em sistemas multiprocessados. O FreeRTOS tem portabilidade para mais de 30 arquiteturas de processadores embarcados, aumentando a portabilidade de software e reduzindo o tempo de desenvolvimento. A extensão proposta utiliza técnicas de mapeamento que permitem ao FreeRTOS atender a altas demandas de mapeamento de aplicações em tempo de execução. Outra contribuição deste trabalho é o desenvolvimento de um framework que permite a exploração de grandes sistemas fornecendo, simultaneamente, resultados para depuração. O framework proposto possibilita a geração automática de plataformas multiprocessadas considerando seu tamanho, a arquitetura do processador e um conjunto de aplicações. A descrição da plataforma resultante é altamente escalável permitindo extração de dados em tempo de execução e alta depuração. Estas características permitiram validar a extensão do FreeRTOS proposta em mais de uma arquitetura de processador da família ARM Cortex-M. Os casos de teste foram executados em plataformas de grande escala e em diferentes níveis de abstração com casos de mais de 120 aplicações incorporando mais de 600 tarefas processadas. Os resultados mostram que a extensão proposta apresenta resultados melhores ou iguais à literatura. / Embedded Multiprocessor systems are a reality, in both industry and academia sectors. Such devices offer parallel processing capabilities, aiming at covering the increasing requirements of complex applications. Underlying application workloads are susceptible to variation at runtime, which if not properly handled, may lead to the performance and power efficiency degradation. The continuous increase in the complexity of application workload and the size of emerging multiprocessor systems, calls for dynamic and distributed mapping solutions. The majority of the promoted mapping techniques are bespoke implementations, which consider an in-house operating system developed to a particular processor architecture. This practice restricts its adoption in other platforms, leading to extra design time, re-validation and, consequentially, a hidden cost that may well be quite high. In this scenario, this dissertation proposes a FreeRTOS extension that integrates the support to dynamic and distributed tasks mapping in multiprocessor systems. FreeRTOS is portable to more than 30 embedded processors architectures, increasing software portability and reducing development time. The proposed extension employs mapping techniques allowing FreeRTOS for handle high demands of application mapping in runtime. Another contribution of this work is the development of a framework, which enables the exploration of large systems while providing debugging facilities. The proposed framework provides the automatic generation of multiprocessor platforms, considering parameters of size, processor architecture, and an application set. The resulting platform description is high scalable while allows runtime data extraction and high debugging. These features allowed to validate the proposed FreeRTOS extension in more than one processor architecture from ARM Cortex-M family. Test cases were executed on large-scale platforms and at different levels of abstraction with cases of more than 120 applications incorporating more than 600 tasks processed. The results show that the proposed extension presents better or equal results to the literature.

Sistemas de Multiprocessados Embarcados são uma realidade, tanto no setor da indústria e quanto no setor acadêmico. Esses dispositivos oferecem capacidades de processamento paralelo objetivando cobrir requisitos cada vez maiores de aplicações complexas. A carga de trabalho subjacente das aplicações é suscetível a variação em tempo de execução o que, se não for tratada adequadamente, pode levar a degradação de eficiência em desempenho e energia. O aumento contínuo da complexidade da carga de trabalho das aplicações, bem como do tamanho dos sistemas multiprocessados emergentes, requer soluções de mapeamento dinâmicas e distribuídas. A maioria das técnicas de mapeamento propostas são implementações personalizadas, considerando um sistema operacional interno desenvolvido para uma arquitetura de processador específica. Essa prática restringe sua aplicação em outras plataformas, levando a um design extra, revalidação e, consequentemente, um custo oculto que pode ser um tanto quanto alto. Neste cenário, esta dissertação propõe a extensão do FreeRTOS para suportar mapeamento dinâmico e distribuído de tarefas em sistemas multiprocessados. O FreeRTOS tem portabilidade para mais de 30 arquiteturas de processadores embarcados, aumentando a portabilidade de software e reduzindo o tempo de desenvolvimento. A extensão proposta utiliza técnicas de mapeamento que permitem ao FreeRTOS atender a altas demandas de mapeamento de aplicações em tempo de execução. Outra contribuição deste trabalho é o desenvolvimento de um framework que permite a exploração de grandes sistemas fornecendo, simultaneamente, resultados para depuração. O framework proposto possibilita a geração automática de plataformas multiprocessadas considerando seu tamanho, a arquitetura do processador e um conjunto de aplicações. A descrição da plataforma resultante é altamente escalável permitindo extração de dados em tempo de execução e alta depuração. Estas características permitiram validar a extensão do FreeRTOS proposta em mais de uma arquitetura de processador da família ARM Cortex-M. Os casos de teste foram executados em plataformas de grande escala e em diferentes níveis de abstração com casos de mais de 120 aplicações incorporando mais de 600 tarefas processadas. Os resultados mostram que a extensão proposta apresenta resultados melhores ou iguais à literatura. / Embedded Multiprocessor systems are a reality, in both industry and academia sectors. Such devices offer parallel processing capabilities, aiming at covering the increasing requirements of complex applications. Underlying application workloads are susceptible to variation at runtime, which if not properly handled, may lead to the performance and power efficiency degradation. The continuous increase in the complexity of application workload and the size of emerging multiprocessor systems, calls for dynamic and distributed mapping solutions. The majority of the promoted mapping techniques are bespoke implementations, which consider an in-house operating system developed to a particular processor architecture. This practice restricts its adoption in other platforms, leading to extra design time, re-validation and, consequentially, a hidden cost that may well be quite high. In this scenario, this dissertation proposes a FreeRTOS extension that integrates the support to dynamic and distributed tasks mapping in multiprocessor systems. FreeRTOS is portable to more than 30 embedded processors architectures, increasing software portability and reducing development time. The proposed extension employs mapping techniques allowing FreeRTOS for handle high demands of application mapping in runtime. Another contribution of this work is the development of a framework, which enables the exploration of large systems while providing debugging facilities. The proposed framework provides the automatic generation of multiprocessor platforms, considering parameters of size, processor architecture, and an application set. The resulting platform description is high scalable while allows runtime data extraction and high debugging. These features allowed to validate the proposed FreeRTOS extension in more than one processor architecture from ARM Cortex-M family. Test cases were executed on large-scale platforms and at different levels of abstraction with cases of more than 120 applications incorporating more than 600 tasks processed. The results show that the proposed extension presents better or equal results to the literature.

Sistemas de Multiprocessados Embarcados são uma realidade, tanto no setor da indústria e quanto no setor acadêmico. Esses dispositivos oferecem capacidades de processamento paralelo objetivando cobrir requisitos cada vez maiores de aplicações complexas. A carga de trabalho subjacente das aplicações é suscetível a variação em tempo de execução o que, se não for tratada adequadamente, pode levar a degradação de eficiência em desempenho e energia. O aumento contínuo da complexidade da carga de trabalho das aplicações, bem como do tamanho dos sistemas multiprocessados emergentes, requer soluções de mapeamento dinâmicas e distribuídas. A maioria das técnicas de mapeamento propostas são implementações personalizadas, considerando um sistema operacional interno desenvolvido para uma arquitetura de processador específica. Essa prática restringe sua aplicação em outras plataformas, levando a um design extra, revalidação e, consequentemente, um custo oculto que pode ser um tanto quanto alto. Neste cenário, esta dissertação propõe a extensão do FreeRTOS para suportar mapeamento dinâmico e distribuído de tarefas em sistemas multiprocessados. O FreeRTOS tem portabilidade para mais de 30 arquiteturas de processadores embarcados, aumentando a portabilidade de software e reduzindo o tempo de desenvolvimento. A extensão proposta utiliza técnicas de mapeamento que permitem ao FreeRTOS atender a altas demandas de mapeamento de aplicações em tempo de execução. Outra contribuição deste trabalho é o desenvolvimento de um framework que permite a exploração de grandes sistemas fornecendo, simultaneamente, resultados para depuração. O framework proposto possibilita a geração automática de plataformas multiprocessadas considerando seu tamanho, a arquitetura do processador e um conjunto de aplicações. A descrição da plataforma resultante é altamente escalável permitindo extração de dados em tempo de execução e alta depuração. Estas características permitiram validar a extensão do FreeRTOS proposta em mais de uma arquitetura de processador da família ARM Cortex-M. Os casos de teste foram executados em plataformas de grande escala e em diferentes níveis de abstração com casos de mais de 120 aplicações incorporando mais de 600 tarefas processadas. Os resultados mostram que a extensão proposta apresenta resultados melhores ou iguais à literatura. / Embedded Multiprocessor systems are a reality, in both industry and academia sectors. Such devices offer parallel processing capabilities, aiming at covering the increasing requirements of complex applications. Underlying application workloads are susceptible to variation at runtime, which if not properly handled, may lead to the performance and power efficiency degradation. The continuous increase in the complexity of application workload and the size of emerging multiprocessor systems, calls for dynamic and distributed mapping solutions. The majority of the promoted mapping techniques are bespoke implementations, which consider an in-house operating system developed to a particular processor architecture. This practice restricts its adoption in other platforms, leading to extra design time, re-validation and, consequentially, a hidden cost that may well be quite high. In this scenario, this dissertation proposes a FreeRTOS extension that integrates the support to dynamic and distributed tasks mapping in multiprocessor systems. FreeRTOS is portable to more than 30 embedded processors architectures, increasing software portability and reducing development time. The proposed extension employs mapping techniques allowing FreeRTOS for handle high demands of application mapping in runtime. Another contribution of this work is the development of a framework, which enables the exploration of large systems while providing debugging facilities. The proposed framework provides the automatic generation of multiprocessor platforms, considering parameters of size, processor architecture, and an application set. The resulting platform description is high scalable while allows runtime data extraction and high debugging. These features allowed to validate the proposed FreeRTOS extension in more than one processor architecture from ARM Cortex-M family. Test cases were executed on large-scale platforms and at different levels of abstraction with cases of more than 120 applications incorporating more than 600 tasks processed. The results show that the proposed extension presents better or equal results to the literature.

O trabalho refere-se a uma proposta de metodologia cartográfica para a Área de Preservação Permanente – APP do Arroio Pessegueirinho, Município de Santa Rosa, RS que pretende contribuir na mediação dos conflitos de seu uso e ocupação urbana consolidada, a partir do estudo inicial realizado em 2002 que construiu os métodos e as técnicas que definiram as fontes potencialmente poluidoras nas águas superficiais desse Arroio. Os dois estudos tomaram como base teórica a metodologia proposta por André Journaux em Cartographie intégrée de l’environnement: un outil pour la recherche et pour l’aménagement publicada em Paris e impressa em Caen, França, pela UNESCO em 1985, e em Baixada Santista, Memorial Descritivo. Carta do meio ambiente e de sua dinâmica publicada pela CETESB, São Paulo, também em 1985. A cartografia proposta trabalha com cores e símbolos e permite alterações metodológicas em cada nova etapa do estudo, pois é dinâmica. Tem caráter estratégico, uma vez que permite a análise do meio físico e, a partir desta, a proposição das soluções dos problemas ambientais que esse tenha apresentado. Nesse caso o meio físico em questão é o Arroio Pessegueirinho e seu entorno. Os resultados obtidos mostram que a falta de qualidade da água desse Arroio deve-se ao lançamento irregular nas suas águas do esgotamento sanitário, pelas habitações principalmente, fato resultante do uso e da ocupação inadequada da sua APP. Essa constatação comprova-se pela aplicação dos índices propostos no estudo realizado em 2002: índice do volume potencial de poluição e índice de contribuição do esgoto sanitário e das análises elaboradas, e agora concluídas, da qualidade das habitações e da qualidade da cobertura vegetal na área de preservação permanente do Arroio. Acredita-se que a cartografia construída deve contribuir para a gestão dos problemas ambientais da Área de Preservação Permanente do Arroio Pessegueirinho no Município de Santa Rosa, RS, mas também servir de base para outros estudos em APP’s de outros Arroios. / This study refers to a methodology proposal for mapping the Permanent Preservation Area - Pessegueirinho Stream PPA, in city of Santa Rosa, RS which intends to contribute in the mediation of conflicts of not only of its use but also the consolidated urban occupation based on the initial study conducted in 2002 that created the methods and techniques which determined the potentially polluting sources in surface waters of this stream. Both studies had as a theoretical support the methodology proposed by André Journaux in Cartographie intégrée de l'environnement: un outil pour la recherche et pour l'Aménagement published in Paris and printed in Caen, France by UNESCO in 1985, and in Baixada Santista , Memorial Description. Letter of the environment and its dynamics published by CETESB, São Paulo, also in 1985. The proposed mapping deals with colors and symbols and allows methodological changes in every new stage of the study because it is dynamic. It has a strategic nature, since it allows the analysis of the physical environment, and from that, the proposition of solutions for the environmental problems it has presented. In this case the physical environment in question is Arroio Pessegueirinho and its surroundings. The results show that the creek water lack of quality is due to illegally release of sewage in its water, especially from houses, a fact resulting from inappropriate use and occupancy of its PPA. The finding is demonstrated by the application of the proposed indices in the study conducted in 2002: the potential pollution volume index and the contribution of sewage index and the analysis developed, and now completed, the quality of housing and quality of vegetation in the permanent preservation area of the stream. It is believed that the designed mapping may contribute with the environmental problem management of Pessegueirinho Stream Permanent Preservation Area in Santa Rosa, RS, and also works as a basis for further studies on other streams PPA's.

O trabalho refere-se a uma proposta de metodologia cartográfica para a Área de Preservação Permanente – APP do Arroio Pessegueirinho, Município de Santa Rosa, RS que pretende contribuir na mediação dos conflitos de seu uso e ocupação urbana consolidada, a partir do estudo inicial realizado em 2002 que construiu os métodos e as técnicas que definiram as fontes potencialmente poluidoras nas águas superficiais desse Arroio. Os dois estudos tomaram como base teórica a metodologia proposta por André Journaux em Cartographie intégrée de l’environnement: un outil pour la recherche et pour l’aménagement publicada em Paris e impressa em Caen, França, pela UNESCO em 1985, e em Baixada Santista, Memorial Descritivo. Carta do meio ambiente e de sua dinâmica publicada pela CETESB, São Paulo, também em 1985. A cartografia proposta trabalha com cores e símbolos e permite alterações metodológicas em cada nova etapa do estudo, pois é dinâmica. Tem caráter estratégico, uma vez que permite a análise do meio físico e, a partir desta, a proposição das soluções dos problemas ambientais que esse tenha apresentado. Nesse caso o meio físico em questão é o Arroio Pessegueirinho e seu entorno. Os resultados obtidos mostram que a falta de qualidade da água desse Arroio deve-se ao lançamento irregular nas suas águas do esgotamento sanitário, pelas habitações principalmente, fato resultante do uso e da ocupação inadequada da sua APP. Essa constatação comprova-se pela aplicação dos índices propostos no estudo realizado em 2002: índice do volume potencial de poluição e índice de contribuição do esgoto sanitário e das análises elaboradas, e agora concluídas, da qualidade das habitações e da qualidade da cobertura vegetal na área de preservação permanente do Arroio. Acredita-se que a cartografia construída deve contribuir para a gestão dos problemas ambientais da Área de Preservação Permanente do Arroio Pessegueirinho no Município de Santa Rosa, RS, mas também servir de base para outros estudos em APP’s de outros Arroios. / This study refers to a methodology proposal for mapping the Permanent Preservation Area - Pessegueirinho Stream PPA, in city of Santa Rosa, RS which intends to contribute in the mediation of conflicts of not only of its use but also the consolidated urban occupation based on the initial study conducted in 2002 that created the methods and techniques which determined the potentially polluting sources in surface waters of this stream. Both studies had as a theoretical support the methodology proposed by André Journaux in Cartographie intégrée de l'environnement: un outil pour la recherche et pour l'Aménagement published in Paris and printed in Caen, France by UNESCO in 1985, and in Baixada Santista , Memorial Description. Letter of the environment and its dynamics published by CETESB, São Paulo, also in 1985. The proposed mapping deals with colors and symbols and allows methodological changes in every new stage of the study because it is dynamic. It has a strategic nature, since it allows the analysis of the physical environment, and from that, the proposition of solutions for the environmental problems it has presented. In this case the physical environment in question is Arroio Pessegueirinho and its surroundings. The results show that the creek water lack of quality is due to illegally release of sewage in its water, especially from houses, a fact resulting from inappropriate use and occupancy of its PPA. The finding is demonstrated by the application of the proposed indices in the study conducted in 2002: the potential pollution volume index and the contribution of sewage index and the analysis developed, and now completed, the quality of housing and quality of vegetation in the permanent preservation area of the stream. It is believed that the designed mapping may contribute with the environmental problem management of Pessegueirinho Stream Permanent Preservation Area in Santa Rosa, RS, and also works as a basis for further studies on other streams PPA's.

O trabalho refere-se a uma proposta de metodologia cartográfica para a Área de Preservação Permanente – APP do Arroio Pessegueirinho, Município de Santa Rosa, RS que pretende contribuir na mediação dos conflitos de seu uso e ocupação urbana consolidada, a partir do estudo inicial realizado em 2002 que construiu os métodos e as técnicas que definiram as fontes potencialmente poluidoras nas águas superficiais desse Arroio. Os dois estudos tomaram como base teórica a metodologia proposta por André Journaux em Cartographie intégrée de l’environnement: un outil pour la recherche et pour l’aménagement publicada em Paris e impressa em Caen, França, pela UNESCO em 1985, e em Baixada Santista, Memorial Descritivo. Carta do meio ambiente e de sua dinâmica publicada pela CETESB, São Paulo, também em 1985. A cartografia proposta trabalha com cores e símbolos e permite alterações metodológicas em cada nova etapa do estudo, pois é dinâmica. Tem caráter estratégico, uma vez que permite a análise do meio físico e, a partir desta, a proposição das soluções dos problemas ambientais que esse tenha apresentado. Nesse caso o meio físico em questão é o Arroio Pessegueirinho e seu entorno. Os resultados obtidos mostram que a falta de qualidade da água desse Arroio deve-se ao lançamento irregular nas suas águas do esgotamento sanitário, pelas habitações principalmente, fato resultante do uso e da ocupação inadequada da sua APP. Essa constatação comprova-se pela aplicação dos índices propostos no estudo realizado em 2002: índice do volume potencial de poluição e índice de contribuição do esgoto sanitário e das análises elaboradas, e agora concluídas, da qualidade das habitações e da qualidade da cobertura vegetal na área de preservação permanente do Arroio. Acredita-se que a cartografia construída deve contribuir para a gestão dos problemas ambientais da Área de Preservação Permanente do Arroio Pessegueirinho no Município de Santa Rosa, RS, mas também servir de base para outros estudos em APP’s de outros Arroios. / This study refers to a methodology proposal for mapping the Permanent Preservation Area - Pessegueirinho Stream PPA, in city of Santa Rosa, RS which intends to contribute in the mediation of conflicts of not only of its use but also the consolidated urban occupation based on the initial study conducted in 2002 that created the methods and techniques which determined the potentially polluting sources in surface waters of this stream. Both studies had as a theoretical support the methodology proposed by André Journaux in Cartographie intégrée de l'environnement: un outil pour la recherche et pour l'Aménagement published in Paris and printed in Caen, France by UNESCO in 1985, and in Baixada Santista , Memorial Description. Letter of the environment and its dynamics published by CETESB, São Paulo, also in 1985. The proposed mapping deals with colors and symbols and allows methodological changes in every new stage of the study because it is dynamic. It has a strategic nature, since it allows the analysis of the physical environment, and from that, the proposition of solutions for the environmental problems it has presented. In this case the physical environment in question is Arroio Pessegueirinho and its surroundings. The results show that the creek water lack of quality is due to illegally release of sewage in its water, especially from houses, a fact resulting from inappropriate use and occupancy of its PPA. The finding is demonstrated by the application of the proposed indices in the study conducted in 2002: the potential pollution volume index and the contribution of sewage index and the analysis developed, and now completed, the quality of housing and quality of vegetation in the permanent preservation area of the stream. It is believed that the designed mapping may contribute with the environmental problem management of Pessegueirinho Stream Permanent Preservation Area in Santa Rosa, RS, and also works as a basis for further studies on other streams PPA's.

Cette thèse s'inscrit dans la problématique de la perception des véhicules autonomes, qui doivent notamment être capables de détecter et de positionner à tout moment les éléments fixes et mobiles de leur environnement. Les besoins sont ensuite multiples, de la détection d'obstacles à la localisation du porteur dans l'espace, et de nombreuses méthodes de la littérature s'y attellent. L'objectif de cette thèse est de reconstituer, à partir de prises de vues de stéréo-vision, une carte en trois dimensions décrivant l'environnement proche ; tout en effectuant une détection, localisation et suivi dans le temps des objets mobiles.La détection et le suivi dans le temps d'un grand nombre de points d'intérêt constitue une première étape. Après avoir effectué une comparaison exhaustive de divers détecteurs de points d'intérêt de la littérature, on propose pour réaliser le suivi de points une implémentation massivement parallélisée de l'algorithme KLT, dans une configuration redondante réalisée pendant cette thèse. Cette implémentation autorise le suivi fiable de milliers de points en temps réel, et se compare favorablement à l'état de l'art.Il s'agit ensuite d'estimer le déplacement du porteur, et de positionner ces points dans l'espace, tâche pour laquelle on propose une évolution robuste d'une procédure bien connue, dite "SVD", suivie d'un filtrage par UKF, qui nous permettent d'estimer très rapidement le mouvement propre du porteur. Les points suivis sont ensuite positionnés dans l'espace, en prenant en compte leur possible mobilité, en estimant continuellement la position la plus probable compte tenu des observations successives.La détection et le suivi des objets mobiles font l'objet d'une dernière partie, dans laquelle on propose une segmentation originale tenant compte des aspects de position et de vitesse. On exploite ainsi une des singularités de notre approche, qui conserve pour chaque point positionné un ensemble cohérent de positions dans le temps. Le filtrage et le suivi des cibles se basent finalement sur un filtre GM-PHD. / This PhD work is to be seen within the context of autonomous vehicle perception, in which the detection and localisation of elements of the surroundings in real time is an obvious requirement. Subsequent perception needs are manyfold, from localisation to obstacle detection, and are the subject of a continued research interest. The goal of this work is to build, in real time and from stereovision acquisition, a 3D map of the surroundings ; while detecting and tracking moving objects.Interest point selection and tracking on picture space are a first step, which we initiate by a thorough comparison of detectors from the literature. As regards tracking, we propose a massively parallel implementation of the standard KLT algorithm, using redundant tracking to provide reliable quality estimation. This allows us to track thousands of points in real-time, which compares favourably to the state of the art.Next step is the ego-motion estimation, along with the positioning of tracked points in 3D space. We first propose an iterative variant of the well known “SVD” process followed by UKF filtering, which allows for a very fast and reliable estimation. Then the position of every followed interest point is filtered on the fly over time, in contrast to most dense approaches from the literature.We finally propose a segmentation of moving objects in the augmented position-speed space, which is made possible by our continuous estimation of feature points position. Target tracking and filtering finally use a GM-PHD approach.