Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos. / Made available in DSpace on 2012-10-23T18:39:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A produção de embutidos cárneos destaca-se entre as alternativas econômicas para a região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, os quais, na sua grande maioria, são produzidos artesanalmente condimentados e processados conforme as preferências do manipulador, e muitas vezes são influenciadas pela sua origem (descendentes de italianos ou alemães). A fermentação acontece pela ação de uma microbiota natural variável e adaptada às condições ambientais. A qualidade do produto cárneo naturalmente fermentado é influenciada pelo crescimento dessa microbiota típica que geralmente pertence ao grupo de bactérias ácido lácticas (BAL) e grupo de cocos Gram positivos catalase positivo (GCC+) da Família Micrococcaceae (Staphylococcus e Kokuria). O objetivo desta pesquisa foi caracterizar linhagens de Staphylococcus xylosus isoladas de salames artesanais produzidos na região Noroeste do Rio Grande do Sul, estudar algumas propriedades tecnológicas e de segurança e sua viabilidade para uso como cultivo iniciador em embutidos cárneos. Como também, avaliar a ação do cultivo iniciador selecionado quanto às propriedades físico-químicas, microbiológicas e sensoriais em salame tipo Milano. Linhagens nativas de Micrococcaceae foram isoladas de 38 amostras de embutidos artesanais procedentes de 21 cidades da Região Noroeste do Rio Grande do Sul. Depois de isoladas e purificadas foram submetidas aos testes iniciais de coloração de Gram, catalase e coagulase. Em seguida, usou-se o sistema API Staph (BioMérieux) para a caracterização fenotípica e pela técnica de PCR (Reação em cadeia da polimerase) as linhagens foram caracterizadas molecularmente. Atividades tecnológicas foram avaliadas como: efeito da temperatura, pH, concentrações de NaCl, tolerância para NaCl e NaNO2, capacidade para reduzir nitritos, atividade lipolítica e atividade antagonística. A viabilidade das linhagens quanto ao processo fermentativo em caldo e posterior liofilização e armazenamento também foi avaliado. Aspectos relativos à segurança foram observados pela detecção de enterotoxinas. E por fim, foi processado salame tipo Milano inoculado com a linhagem selecionada de S. xylosus U5 isolada de embutidos artesanais para verificar a influência da mesma nas características microbiológicas, físico-quimicas e sensoriais do produto. Dos 89 isolados que apresentaram atividades positiva para catalase e negativa para coagulase, 25 linhagens foram aleatoriamente selecionadas para caracterização fenotípica. Nove dessas linhagens pertencentes à espécie S. xylosus, por API STAPH, apresentaram habilidade para reduzir nitratos e nitritos, crescimento satisfatório das linhagens foi verificado na presença de NaCl, e NaNO2 e atividade de catalase positivo e lipolítica. As linhagens foram ainda avaliadas quanto ao gênero e espécie através da PCR, e duas linhagens foram identificadas como S. xylosus (AD1 e U5). Ambas apresentaram viabilidade para a fermentação e estabilidade no processo de liofilização e armazenamento e reação negativa para enterotoxinas estafilocócicas, ausência de antagonismo para com os patógenos testados, porém apresentou sinergismo com as BAL. As enzimas da linhagem S. xylosus U5 inoculada em salame tipo Milano que mostraram eficiente atividade sob as condições encontradas no produto, foram catalase, nitrito e nitrato redutase, contribuindo para as propriedades físico-químicas e sensoriais do produto. Não houve diferenças significativas na composição geral dos ácidos graxos livres entre as amostras, enquanto os parâmetros de cor foram superiores no salame inoculado e foi o produto preferido pelos degustadores.

El objetivo general de la memoria es la obtención de datos empíricos sobre el efecto de la fibra dietética en la longaniza y además optimizar las formulaciones de este producto con su inclusión, para lo cual se utilizaron longanizas con 1 y 2 % de fibra de trigo WF-1000 de JELUCEL y como control se usó longaniza tradicional. La producción de longaniza tradicional se realizó en la fábrica de cecinas “SUA WURT”, donde fue medido el rendimiento de la longaniza con fibra dietética comparando con la longaniza tradicional (control), siendo la longaniza con 2% de fibra dietética la que tuvo mejor rendimiento. Para los análisis descritos a continuación se debe indicar que las longanizas fueron previamente cocidas en agua y asadas en parrilla. Se analizó las pérdidas de peso producidas en la cocción de las longanizas, siendo nuevamente la longaniza con 2% de fibra dietética la que obtuvo mejor rendimiento. Se realizaron pruebas texturales en la máquina universal de ensayos de materiales “Lloyd LR 5K”, Lloyd Instruments Limited, en donde fueron evaluados la dureza, elasticidad, cohesión, gomosidad, chiclosidad, cizalla y penetración. La longaniza mejor evaluada en los parámetros dureza, gomosidad y penetración fue la longaniza con 2% de fibra dietética. Se analizó el color de las longanizas en el colorímetro “Macbeth – Munsell” modelo BBX-320DC, donde no fueron detectadas diferencias de color entre los tipos de longaniza. Se realizó la evaluación sensorial usando el test de diferencia contra control en donde se evaluaron los parámetros de color, aroma, jugosidad, elasticidad, dureza y sabor a longaniza, donde se corroboró que la fibra dietética no afecta el color ni el sabor de la longaniza. Dentro de lo que se refiere a optimización de la dosis, se indica que la mejor es un 1,5 % de fibra dietética para su aplicación en longanizas.Study of the effect of the dietary fiber in the Chilean longaniza: impact on the sensory quality and cooking behavior Summary The main objective of this study was obtain empirical data about the addition of dietary fibre effect in “Longaniza” and optimize the recipes of the product with its inclusion, “longaniza” with 1 and 2% wheat fibre WF-1000 of JELUCEL were prepared and as a control traditional “longaniza” was used. Traditional longaniza was manufactured in the “Longaniza” factory "SUA WURT", where the yield of the longaniza with dietary fiber compared with the traditional “longaniza” (control) was measured, being the “Longaniza” with 2 percent of dietary fiber with better yield. For the analysis described below the “Longanizas” were previously cooked in water and roasted on the grid. Weight losses produced in the cooking of the “Longanizas” were analysed, being the “Longaniza” with 2 percent of dietary fiber with better yield. Textural test was carried out in the universal machine for material essays “Lloyd LR 5K”, Lloyd Instruments Limited, where toughness, elasticity, cohesiveness, gumminess, chewiness, shear force and penetration were evaluated. The best fresh sausage evaluated on the parameters hardness, gumminess and penetration was the sausage with 2% of dietary fibre. The colour of the fresh sausage was analyze in the colorimeter "Macbeth - Munsell" model BBX-320DC, no difference was founded in colour between each kind of “Longaniza” Sensory evaluation was performed using difference against control test where parameters colour, juiciness, elasticity, hardness and flavour of the cooked and grilled fresh sausage were assessed, the conclusion was that the percentages of dietary fibre used do not affect the colour or the flavour in the longaniza. Regarding the dosage, considering economical aspect and sensory results, the best quantity of dietary fibre for add in “Longaniza” is around 1,5 %.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-22T12:46:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 226912.pdf: 593426 bytes, checksum: bd56c0e0a9795cea73cbb00cd7f34743 (MD5) / Atualmente, a crescente complexidade das aplicações embutidas tem demandado metodologias e estratégias que reduzam o impacto desta complexidade no desenvolvimento de sistemas embutidos. O reuso de componentes de software e hardware previamente projetados e verificados pode ser considerado um dos principais pilares das soluções propostas neste sentido. Todavia, este reuso pode não ser suficiente para determinar como os componentes devem ser integrados para que atendam os diferentes cenários de aplicação de sistemas embutidos. Alternativamente, padrões micro-arquiteturais conhecidos como plataformas podem ser utilizados para abstrair estes detalhes e oferecer ao projetista uma base de projeto que pode ser especializada de acordo com os requisitos da aplicação. Dentro deste contexto, o presente trabalho propõe uma estratégia que perfaz a especialização destas plataformas a partir de requisitos extraídos da aplicação. Isto é realizado através da descrição de componentes de hardware e software segundo as principais premissas da metodologia "Projeto de Sistema Orientados a Aplicação (AOSD)". Estas descrições formam uma base de dados sobre a qual uma ferramenta de inferência e configuração determina quais componentes devem compor a plataforma de hardware e o suporte operacional de sistemas embutidos orientados à aplicação. As etapas envolvidas neste processo são apresentadas em estudos de caso usando o sistema operacional EPOS --- um sistema operacional experimental baseado na metodologia AOSD --- e a plataforma de hardware LEON2.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos / Made available in DSpace on 2013-06-25T19:58:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 305465.pdf: 1444394 bytes, checksum: 1efc48d77d335715c2704cd3479fa944 (MD5) / Santa Catarina está entre os principais estados produtores de alimentos. A região Oeste do estado caracteriza-se por sua forte indústria agroalimentar, alicerçada historicamente em unidades familiares de produção. Estão instaladas no estado as maiores agroindústrias do país, além de centenas de micro e pequenas indústrias alimentícias. A conservação dos alimentos, bem como a garantia de sua inocuidade e segurança continua sendo um tema de importância na produção de alimentos, verificando-se atualmente uma tendência de inclusão de aditivos naturais capazes de preservá-los das alterações químicas e microbiológicas indesejáveis. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a atividade antimicrobiana e antioxidante de extratos vegetais e determinar a composição e a atividade antimicrobiana de óleos essenciais obtidos de plantas cultivadas na região Oeste de Santa Catarina, a fim de selecionar espécies promissoras para aplicação em alimentos, visando à extensão da vida de prateleira e à garantia da segurança e qualidade microbiológica. O teor de compostos fenólicos e flavonóides totais, a capacidade de sequestro dos radicais DPPH e ABTS e a capacidade de complexação com o Fe2+ foram determinados para extratos hidroalcoólicos provenientes de 12 espécies vegetais. A atividade antimicrobiana desses extratos e também de óleos essenciais provenientes de outras 10 espécies vegetais foi detectada pelo método de difusão em disco e a concentração mínima inibitória (CMI) e concentração mínima bactericida (CMB) dos produtos mais ativos foram determinadas pelo método de microdiluição. A composição majoritária dos óleos essenciais foi determinada por cromatografia gasosa e cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-DIC e CG-EM). A partir dos ensaios realizados in vitro e considerando a compatibilidade sensorial, aplicou-se o óleo essencial de louro (Laurus nobilis L.) em linguiça frescal Toscana, nas concentrações de 0,05 e 0,1% sobre a massa cárnea. O embutido foi periodicamente avaliado quanto à rancificação, pelo método do ácido tiobarbitúrico (TBARS), quanto ao pH e quanto à contaminação microbiológica, através da contagem total de micro-organismos mesófilos e psicrotróficos, contagem de coliformes totais e termotolerantes, Staphylococcus aureus e bactérias láticas. As linguiças adicionadas do óleo essencial não apresentaram diferença significante nos valores de TBARS, comparativamente ao controle. O pH foi significantemente (p<0,05) inferior durante o período de armazenamento, coerentemente à menor contaminação microbiana destas amostras em relação ao controle. As linguiças com adição de óleo essencial apresentaram menores contagens de micro-organismos aeróbios mesófilos, micro-organismos psicrotróficos, bactérias láticas e coliformes totais. Nenhuma das amostras apresentou contaminação por coliformes termotolerantes e S. aureus nos dias 0 e 14 de estocagem. A adição do óleo essencial de louro à linguiça frescal Toscana pode ser considerada promissora, uma vez que houve uma redução considerável na contaminação por coliformes totais, chegando a 2,8 ciclos logarítmicos (0,1% de óleo essencial adicionado), além de um aumento de dois dias na vida útil do produto, verificado através da contagem total de micro-organismos psicrotróficos. Estes efeitos foram observados utilizando-se concentrações de óleo essencial inferiores à média das CMI determinadas in vitro. O produto foi considerado aceitável sob o ponto vista sensorial, em ambas as concentrações testadas. / Santa Catarina is one of the main food-producing states in Brazil. The western region of that state has a strong agri-food industry, historically supplied by family-owned small farms. Plants of the largest Brazilian food companies, in addition to hundreds of small food companies, are located in that state. Food preservation, as well as food safety assurance, are important aspects of food production and the current trend is to apply natural additives that are capable of preserving foods from undesirable chemical and microbiological changes. The objective of the present study was to evaluate the antimicrobial and antioxidant activities of hydro-alcoholic plant extracts and to determine the chemical composition and the antimicrobial activity of essential oils extracted from plants cultivated in the Western region of Santa Catarina, aiming at selecting species that could be applied to food products to increase their shelf life and to improve their microbiological quality. Total phenolic and flavonoid contents, DPPH and ABTS quenching capacity, and Fe2+ chelation capacity were determined in hydro-alcoholic extracts from 12 plant species. The antimicrobial activity of these extracts and of the essential oils of other 10 plant species was determined by agar disc diffusion method, and the minimal inhibitory concentration (CMI) and minimal bactericidal concentration (CMB) of the most active products were determined by the microdilution method. The main composition of essential oils was determined by gas chromatography and gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-FID and GC-MS). Based on the results of the in-vitro assays and considering sensorial compatibility, laurel (Laurus nobilis L.) essential oil was applied to Tuscan fresh sausage at 0.05 e 0.1%. The sausage was regularly evaluated for rancification, using the thiobarbituric acid method (TBARS), for pH, and for microbiological contamination, by counting total mesophilic and psychrotrophic microorganisms, total coliforms and thermo-tolerant coliforms, Staphylococcus aureus and lactic acid bacteria. The sausages containing laurel essential oil presented similar TBARS values as those of the control sausage. However, their pH was significantly lower (p<0.05) during the storage period, which is consistent with their lower microbial contamination compared with the control sausage. Sausages with laurel essential oil presented lower counts of mesophilic aerobes, psychrotrophs, lactic acid producing bacteria and total coliforms. No contamination with thermo-tolerant coliforms or S. aureus was detected on days 0 and 14 of storage in any of the sausage samples. The addition of laurel essential oil to Tuscan fresh sausage significantly reduced total coliform contamination in up to 2.8 log and increased in two days product shelf life, as determined by the total count of psychrotrophic microorganisms. These effects were observed using lower essential oil concentrations than those previously used in in-vitro tests. The product was considered acceptable from the sensorial standpoint at both concentrations tested. The overall results indicate a promising application of laurel essential oil in fresh sausages.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-graduação em Ciências dos Alimentos, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-07-16T04:30:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 316508.pdf: 733809 bytes, checksum: dc85e43e93537a1ac137e9079a00ca8e (MD5) / Many foods are produced with the use of the smoking process, whether natural or artificial. The smoke give flavor, and color characteristic to smoked products, the main compounds found in the smoke are formic, acetic, butyric, caprylic, vanillic and syringic, dimethoxyphenol, methyl glyoxal, furfural, methanol, ethanol, octanol, acetaldehyde, diacetyl, acetone and 3,4-benzo(a)pyrene. These compounds have since organoleptic properties, even bactericidal, contributing to the life of these products. The detection of carcinogenic compounds, such as 3,4-benzo(a)pyrene, has led to studies of the effect of the conditions of smoke generation in their production. The present comparative studies was performed with three turkey breast sausage, using differents methods of smoking, natural smoke, liquid smoke and natural. The sensory evaluation showed a significant difference p <0.05 for use with liquid smoke sausage, considering the external color attribute. This result was in agreement with the method of Hunter color, where this also significantly different. The results of the analyzes of water activity, acidity and microbiology were similar for the three smoked, there was no significant difference p> 0.05. The moisture from the outer surface was significant difference p <0.05 for all three smoked, being the highest value observed in sausage with liquid smoke. The carcinogenic compounds were observed in the three types of smoking, however, with values below the limits accepted by the European Communities of 5 mg / kg. Yield values were higher in sausages where it was used the liquid smoke.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2012. / Made available in DSpace on 2013-07-16T04:37:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 316862.pdf: 4394654 bytes, checksum: bdb0cb2f62a279225434e07d464e4ad3 (MD5) / Tubulações metálicas são comumente utilizadas na indústria petroquímica para o transporte de produtos, matérias-primas e fluidos de processo. Estas tubulações estão sujeitas a avarias, inclusive decorrentes da própria interação com o material transportado, como ocorre no caso da corrosão interna. Devido à alta importância das tubulações metálicas e à consequente demanda da monitoração da sua integridade, novos métodos de inspeção geométrica interna têm sido desenvolvidos. Na categoria de métodos ópticos, foi desenvolvido um sensor por triangulação cônica a laser no LABMETRO-EMC-UFSC capaz de medir o perfil geométrico de uma secção de tubo a cada aplicação. Esta dissertação tem o objetivo de fornecer subsídios para que se possa utilizar este sensor em uma completa solução de perfilometria de tubos de refinarias de petróleo e de exploração sujeitos à corrosão interna, respeitadas as características do sensor e uma estrutura mecânica predefinida. Para possibilitar a medição do perfil geométrico de uma região completa formada por secções contíguas, foi desenvolvido um sistema de aquisição e disponibilização de imagens, através de hardware e software embarcados no novo perfilômetro, além de uma biblioteca de gerenciamento da câmera utilizada no sensor óptico. A integração destas ferramentas com o sensor e outros componentes do perfilômetro possibilitou o desenvolvimento de um protótipo capaz de adquirir a geometria interna de uma região de um tubo na forma de uma nuvem de pontos cilíndrica. Para realizar a leitura dos perfis geométricos inspecionados de forma inovadora e poderosa, foi desenvolvido um sistema de visualização e análise de nuvens de pontos utilizando técnicas de realidade virtual. O uso conjunto destas ferramentas permitiu a correta aplicação do perfilômetro baseado no sensor óptico por triangulação cônica a laser na inspeção de tubos de exploração de gás severamente danificados por corrosão interna. Portanto, esta dissertação demonstra a adequabilidade da tecnologia apresentada na inspeção geométrica de tubos na indústria de petróleo e gás.<br> / Abstract : Metal pipes are commonly used in the petrochemical industry to transport goods, raw materials and process fluids. These pipes are subject to damage, including those arisen from its interaction with the transported material, as it is the case of internal corrosion. Due to the high importance of metal pipes and the consequent demand of the monitoring of their integrity, new internal geometry inspection methods have been developed. With regard to the optical category, LABMETRO-EMC-UFSC has developed an optical sensor which uses laser conical triangulation and is capable of measuring the geometric profile of one pipe section per application. The objective of this study is to provide support for the implementation of this sensor into a complete profilometry solution, given the characteristics of the sensor and a default mechanical structure. This profilometer is used to assess the geometric inspection of pipes employed at oil refineries and exploration sites, for these pipes are subject to internal corrosion. To enable the measurement of the geometric profile of a full region formed by contiguous sections, this study has developed a system that acquires images through embedded hardware and software in the new profilometer. These images are made available through a management library used for the camera of the optical sensor. The integration of these tools with the sensor and the other profilometer components has enabled the development of a prototype which is able to acquire the internal geometry of the region of a pipe in the form of a cylindrical cloud of points. In order to read the acquired geometric profiles in an innovative and powerful manner, a virtual reality system has been developed for visualization and analysis of the clouds of points. The combined use of these tools has allowed the correct application of the profilometer based on the use of laser conical triangulation sensor. Ultimately, this thesis demonstrates the capability of the laser profilometer to geometrically inspect corroded pipes in the oil and gas industry.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-07-16T21:15:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 317173.pdf: 1692213 bytes, checksum: ebb7ed4498afb18971b709e26b5a248a (MD5) / Ensaios de desempenho sao fundamentais nas etapas de desenvolvimento e de controle de produção de compressores de refrigeração. Tratam-se de ensaios demorados, grande parte devido ao tempo demandado para que o compressor atinja condições estáveis de operação, exigência de todas as normas e recomendações aplicáveis. O longo tempo despendido para a realização dos ensaios de desempenho e preponderantemente decorrente do aquecimento lento do compressor sob avaliação, o que reduz a capacidade produtiva das bancadas de ensaio. Trabalhos recentes desenvolvidos no programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica da UFSC comprovam que a superposição de uma componente contínua a alimentação alternada de um compressor acelera seu aquecimento. Tal fenômeno e aplicado na redução do tempo de ensaio de compressores herméticos por meio de sistema de aceleração de transitório, desenvolvido nesse contexto. Tal sistema opera com controle e supervisão local, demandando, em cada bancada de ensaio, placa de aquisição de sinais, computador e software proprietários. Remover esses dispositivos do sistema e permitir a supervisão de um grupo de bancadas a partir de computador remoto, foram desafios que motivaram a execução desta dissertação. Foram analisadas diversas plataformas de hardware embarcado, passíveis de aplicação. Foi desenvolvido um protótipo capaz de operar integrado ao sistema de aceleração de transitório, com controle e supervisão remota, via rede Ethernet. A arquitetura de hardware resultante e responsável por adquirir grandezas elétricas e a partir delas calcular a frequência rotacional de motores de indução associados aos compressores herméticos, assim como a resistência de enrolamento dos mesmos, sem interrupção da corrente de carga, dados necessários para controle da injeção de corrente contínua. Adicionalmente, desenvolveu-se software para integração com módulo de aquisição de temperatura do corpo do compressor, permitindo comunicar tal valor diretamente ao Labview. A integração da aplicação embarcada com o programa Labview via rede Ethernet, possibilita que mulltiplas bancadas de ensaio possam ser supervisionadas a partir de um único computador, reduzindo desse modo o investimento em hardware e a necessidade de aquisição de licenças de softwares adicionais. Foi realizada uma análise operacional e metrológica que comprovou a adequação do sistema desenvolvido.<br> / Abstract : Performance tests are fundamental in the development and control stages of refrigeration compressors production. Such tests take a long time to be performed mainly due the stabilization time demanded to reach the operation conditions, which are required by any relevant standard. This waste happens mainly due the slow warming of the compressor under evaluation - reducing the productive capability of the test benches. Recent work developed on the Mechanical Engineering Post-graduate program at UFSC proves that a direct current component, superimposed on the compressor's alternating current supply, increases its warming speed. Such a phenomenon is applied on the tests time reduction of hermetic compressors via the transitory acceleration system, developed on this context. Such a system operates with local supervision and control, demanding, for each test bench, an acquisition board, a computer and a proprietary software. Removing these devices and allowing the supervision of a whole group of test benches from a remote computer were challenges which motivated to the execution of this work. Several embedded platforms, susceptible of application, were analyzed. A prototype capable of operating in integration to the transitory acceleration system, controlled and monitored remotely via Ethernet by a computer running Labview, has been developed. The resulting architecture was responsible for acquiring electric signals, which are then used for calculating the rotational frequency of the induction motor associated with the hermetic compressors, as well as its winding resistance. These measurements should not interrupt the supply current and are necessary to control the direct current level into the compressor. Additionally, a software has been developed to integrate via local network the temperature acquisition module with the Labview. The distributed concept used in this work, integrating the embedded application with the Labview software via Ethernet, will allow the supervision and control of several test benches by a single software license, in addition with the reduction of hardware costs. An operational and meteorological analysis has been carried out, which proved the developed system adequacy.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:54:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319076.pdf: 5406556 bytes, checksum: 0ca3d48be04ce50996f1a8e32edec6ab (MD5) Previous issue date: 2013 / Controle Preditivo Baseado em Modelo (MPC) é uma metodologia de controle comumente utilizada nos setores petroquímicos e químicos da indústria para o controle de grandes processos. Seu sucesso é devido ao fato possibilitar o desenvolvimento de algoritmos de controle multivariável com compensação intrínseca de atraso de transporte, também é capaz de lidar com as restrições do processo e seus parâmetros de ajuste interpretados no domínio do tempo são intuitivos. No entanto, seu uso na indústria é limitado a grandes processos onde o investimento em sistemas avançados de controle é economicamente viável, devido aos altos custos das soluções vendidas atualmente. Este trabalho propõe um sistema embarcado com controle preditivo que possa ser adquirido por companhias que tenham processos de pequeno e médio porte que poderiam obter ganhos de produtividade com o uso do MPC. Este documento vai descrever todos os passos realizados para desenvolver tal equipamento: o estudo da tecnologia usada no controle de processos atualmente e de vários algoritmos MPC, a metodologia de engenharia de software utilizada para desenvolver um programa bem estruturado e, finalmente, os experimentos feitos para validar o protótipo criado. Estes resultados incluem uma série de simulações Hardware-in-the-loop e um teste de integração com um processo real. <br>

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:24:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 317898.pdf: 940723 bytes, checksum: 70385db74b693722f5b78e9142faaa45 (MD5) Previous issue date: 2013 / Um dispositivo móvel é composto essencialmente de dois subsistemas (um "PC" e um "rádio"), os quais são geralmente implementados como distintos sistemas-em-chip multiprocessados (MPSoC). O "PC"suporta processamento multimídia e implementa a interface com o usuário fazendo uso de computação multi-thread sob gerenciamento de um sistema operacional complexo; o "rádio" realiza processamento de banda-base por meio de computação multi-tarefa gerenciada por um sistema operacional de tempo real. O aumento das taxas de transferência e dos requisitos de segurança demandam um crescimento da vazão sob uma restrição de potência que vem se mantendo quase inalterável para dispositivos móveis. Para lidar com a crescente demanda por eficiência energética, arquiteturas multicore são utilizadas para processamento da pilha de protocolo e aplicações de segurança, o qual requer computação multi-tarefa sob restrições de tempo real. Esta dissertação aborda a eficiência energética de computação multi-tarefa em arquiteturas multicore homogêneas por meio do uso racional do subsistema de memória.A dissertação caracteriza, sob restrições de tempo real, o consumo de energia, a vazão e a eficiência energética do subsistema de memória para uma importante classe de aplicações em dispositivos móveis: os algoritmos criptográficos. Os resultados mostram que os requisitos para escalonabilidade de tempo real limitam o crescimento da vazão com o aumento do tamanho da cache de tal forma que o consumo extra da cache não vale a pena. Também mostram que, no contexto da classe de aplicações-alvo, mais de 85% da energia gasta no subsistema de memória é devido ao consumo dinâmico. Tais resultados permitiram identificar otimizações de cache cruciais para lidar com o aumento das restrições de eficiência energética.Posteriormente, para um dado conjunto de tarefas periódicas, esta dissertação propõe uma nova abordagem para otimizar a eficiência energética do subsistema de memória (um grande responsável pelo consumo de energia em dispositivos baseados em SoC), a qual leva em conta restrições de tempo real. O problema-alvo é decomposto em dois subproblemas fracamente acoplados: particionamento de tarefas entre cores e particionamento dos itens de memória entre espaços de endereçamento cacheáveis e não-cacheáveis. Tal abordagem reduz o consumo dinâmico sem causar um aumento significativo no tempo médio de execução ou no consumo estático. Experimentos realizados com tarefas de um protocolo de segurança real mostraram que reduções entre 7,7% e 33% da energia consumida pelo subsistema de memória pode ser obtida com a decomposição proposta, em comparação com um sistema de referência que mantém todos os itens de programa em um espaço de endereçamento cacheável. <br> / Abstract: A mobile device is essentially a combination of two subsystems (a \PC" and a \radio"), which are often implemented as distinct multiprocessor systems-on-chip (MPSoC). The former supports multimedia processing and implements the end-user interface by relying on multi-thread computing under the management of a complex operating system; the latter implements baseband processing by performing multi-task computing under the management of a real-time operating system. Increasing data rates and security requirements ask for rising throughputs under the nearly unchanging power constraints imposed to mobile devices. To cope with the ever growing demand for energy efficiency, multicore architectures are used for protocol stack and security processing, which require multi-task computing under real-time constraints. This dissertation addresses the energy efficiency of multi-task computing on homogeneous multicore architectures through the rational use of the memory subsystem. First, the dissertation reports, under real-time constraints, the energy consumption, the throughput, and the energy efficiency of the memory subsystem for an important class of applications within a mobile device: the cryptographic algorithms. The results show that real-time schedulability requirements limit the growth of throughput with increasing cache size in such a way that the extra cache consumption does not pay off. They also show that, in the context of multi-task computing, more than 85% of the energy spent in the memory subsystem is due to dynamic consumption. Such results allowed us to identify crucial cache optimizations to cope with increasing energy efficiency requirements. Then, for a given set of periodic tasks, the dissertation proposes a new approach to optimize the energy efficiency of the memory subsystem (a major energy consumer in SoC-based devices) while taking into account real-time constraints. The target problem is decomposed into two loosely coupled subproblems: the partitioning of tasks among cores and the partitioning of memory items between cached and uncached address spaces. The approach reduces the dynamic energy consumption with no significant increase in average execution time and static consumption. Experiments performed with tasks from a real-life security protocol showed that memory energy reductions from 7.7% up to 33% can be obtained with the proposed decomposition, as compared to a baseline system that keeps all program items in cached address space.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-21T09:41:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 214283.pdf: 969806 bytes, checksum: 94efba85d957dc7f65244f5ecf5b11cf (MD5) / Sistemas Embutidos são sistemas direcionados a uma aplicação específica, com alta integração de seus componentes de hardware e software e uma interface de comunicação com o ambiente externo específica de cada aplicação. O perfil de desenvolvimento do projeto de um sistema embutido (embedded system) implica em uma metodologia que envolva tanto os componentes de software quanto os componentes de hardware, levando-se em conta especialmente o tempo e o custo de um projeto. Neste sentido, a especificação de uma ferramenta capaz de auxiliar na metodologia e desenvolvimento destes sistemas, vem com o objetivo de diminuir o tempo de desenvolvimento de um projeto e a reutilização de componentes de software e aplicações já desenvolvidas. Esta dissertação apresenta um estudo sobre metodologias de projeto para sistemas embutidos, linguagens de descrição de componentes e ferramentas de projeto existentes atualmente e finalmente um modelo proposto para uma ferramenta de software baseada em componentes. A ferramenta dispõe de um ambiente onde cada componente de software é descrito em uma linguagem aqui denominada LDEC (linguagem de descrição de componentes), própria da ferramenta e, inserido em um repositório de componentes. Os componentes presentes no repositório podem ser selecionados, através de uma interface gráfica, de modo a compor um software de aplicação embutida. Uma aplicação ou componente, podem ser reutilizados, desde que estejam descritos e inseridos no repositório da ferramenta. Através da ligação dos componentes e a configuração da aplicação, a ferramenta possibilita gerar os arquivos fontes, executáveis e de descrição da aplicação. A validação da ferramenta é apresentada através de estudos de caso descritos no final da dissertação.