Este trabalho aborda o desenvolvimento de uma arquitetura de controle em tempo real para servoposicionadores pneumáticos, baseada em computadores pessoais (PCs). Os servoposicionadores pneumáticos são de baixo custo, leves, não poluentes e de fácil utilização. Como apresentam boa relação entre peso e força, são bastante atraentes em aplicações de robótica. Entretanto, devido a suas não linearidades, os servoposicionadores pneumáticos apresentam dificuldades em seu controle. Visando compensá-las, são desenvolvidos algoritmos de controle cada vez mais complexos, necessitando de ferramentas mais robustas quanto ao poder de processamento. Ferramentas com características necessárias para o desenvolvimento de algoritmos e para o controle em tempo real de sistemas custam caro, o que dificulta o desenvolvimento de novas tecnologias de controle de servoposicionadores pneumáticos. Este trabalho apresenta uma revisão das soluções utilizadas na construção de sistemas pneumáticos de posicionamento e daquelas adotadas no controle digital de sistemas automáticos. Descrevese o processo de construção de uma bancada experimental, e o desenvolvimento das soluções em hardware e software para o controle digital é discutido. Visando uma solução economicamente atraente, são utilizados unicamente softwares de código aberto e de livre utilização, assim como hardwares de baixo custo.Para verificar a eficiência da solução proposta, a arquitetura de controle é utilizada para realizar a identificação dos parâmetros do sistema pneumático. Dentre eles, destacam-se a vazão mássica e o atrito, informações importantes para simulação e controle do sistema. Também são utilizados controladores do tipo Proporcional-Integral-Derivativo, implementados para apoiar o estudo do desempenho da arquitetura no controle do servoposicionador pneumático.

Os sistemas operacionais de tempo real, assim como os sistemas embarcados, estão inseridos no desenvolvimento de projetos de automação industrial segmentado em diversas áreas de pesquisa como, por exemplo, robótica, telecomunicações, e barramentos industriais. As aplicações de sistemas modernos de controle e automação necessitam de alta confiabilidade, velocidade de comunicação, além de, determinismo temporal. Sistemas operacionais de tempo real (SOTR) têm-se apresentado como uma solução confiável quando aplicadas em sistemas que se fundamentam no cumprimento de requisitos temporais. Além disso, o desempenho computacional é totalmente dependente da capacidade operacional da unidade de processamento. Em um sistema monoprocessado, parte da capacidade computacional da unidade de processamento é utilizada em atividades administrativas, como por exemplo, processos de chaveamento e salvamento de contexto. Em decorrência disto, surge a sobrecarga computacional como fator preponderante para o desempenho do sistema. Este trabalho tem por objetivo, analisar e fornecer uma arquitetura alternativa para realizar o co-processamento de tarefas em uma plataforma IBM-PC, aumentando a capacidade computacional do microprocessador principal. No presente trabalho, a plataforma de coprocessamento realiza a execução do algoritmo de escalonamento do sistema operacional, desta forma distribuiu-se o gerenciamento temporal das tarefas entre a plataforma IBM-PC e a unidade de co-processamento.

Aplicações recentes no setor de automação industrial utilizam barramentos de campo para prover comunicação entre dispositivos. Estas aplicações normalmente exigem que os barramentos apresentem suporte tempo real. A garantia do adequado atendimento a requisitos temporais restritos é de fundamental importância para o correto funcionamento do sistema. Este documento apresenta um sistema de validação temporal para aplicações desenvolvidas utilizando tecnologias de barramentos de campo. O sistema desenvolvido, chamado BR-Tool, permite monitoração em tempo de execução de uma rede de barramento de campo, confrontando os dados obtidos com requisitos temporais previamente definidos pelo operador. O sistema BR-Tool é composto por dois elementos: um sub-sistema de aquisição de mensagens (placa de aquisição) e um sub-sistema de validação (ferramenta computacional). A placa de aquisição foi especialmente projetada para operar com diferentes interfaces de barramentos de campo, realizando as tarefas de captura de eventos, marcação temporal e salvamento de um histórico de eventos. A ferramenta de validação, que roda no computador, realiza as tarefas de filtragem de eventos, especificação de requisitos e validação temporal, permitindo diversos modos de visualização dos resultados. A comunicação entre a placa de aquisição e a ferramenta de validação é implementada por uma interface PCI, permitindo operar com velocidades de até 12Mbps.

Um sistema tempo-real caracteriza-se por possuir requisitos temporais para execução de suas atividades, e de acordo com a sua tolerância ao atendimento destes requisitos é classificado em hard-real-time ou soft-real-time. O presente trabalho se propõe a apresentar uma arquitetura de hardware e software para suporte a sistemas tempo-real embarcados de baixo custo com objetivo de aplicação em pesquisas no meio acadêmico e que possa ser usado até em ambientes hard-real-time. A motivação para este trabalho está na necessidade de incorporação de garantias temporais (determinismo) em sistemas operacionais, características estas tão necessárias para sistemas tempo-real, e que são problemáticas de serem mantidas em sistemas dinâmicos que usam arquiteturas de hardware e software convencionais. Apoiado em estudos já realizados neste sentido, esta proposta pretende suprir o suporte em hardware, usando para tal microcontroladores de 32bits com alta capacidade de processamento e um ambiente de software confiável, já conhecido, com porte para sistemas embarcados e com código fonte aberto: o uClinux, porém com modificações para a sua adaptação no hardware proposto e para enfatizar as suas características tempo-real. / Real-time systems are characterized by the fact that not only logical but also timing correctness properties have to be satisfied. Typically, a real-time system is divided into two categories: hard-real-time, if missing a deadline may lead to catastrophic consequences, and soft-real-time, if a late completion gracefully degrades the performance without causing damage. This work presents a low cost embedded hardware and software architecture to support real-time systems. While mainly intended for research purposes, the proposed architecture should provide support to the development of hard-real-time systems. The proposed architecture addresses a common problem in conventional architectures: the maintenance of a deterministic temporal behavior, essential in real-time systems, and damaged by an overload caused by operating systems activities. The proposed architecture make use of a 32bits high performance microcontroller, a reliable, popular and open source code operating system to embedded applications uClinux, and enhance these with extensions to better cope with real-time systems development.

Made available in DSpace on 2014-06-12T16:00:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7069_1.pdf: 2309680 bytes, checksum: 9f82816fc4ec4e7c3d5e9a9fec8419fe (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Em sistemas embarcados, uma de suas partes críticas é o escalonador de tarefas. Este é responsável por determinar qual tarefa ocupará o processador em cada instante de tempo. Uma escolha de tarefa errada pode ter resultados que vão de uma diminuição de desempenho à perda de vidas humanas. Diante de sistemas cada vez mais complexos, surge a necessidade de criar escalonadores de tarefas especializados para aplicações específicas com o intuito de melhorar o desempenho desses sistemas. Sendo a implementação de escalonadores uma tarefa trabalhosa, que requer o uso de linguagens de baixo nível, esse trabalho de mestrado apresenta uma linguagem específica de domínio, a SchedLanguage, para facilitar a implementação de políticas de escalonamento dirigidas a prioridades. Com uma sintaxe simples, a SchedLanguage facilita a implementação de escalonadores, permitindo que estes sejam especificados em um nível de abstração maior. Além disso, também proporciona uma detecção precoce de erros relacionados ao entendimento e definição do sistema. Também é mostrado neste trabalho a ferramenta SchedTool, que gera um escalonador a partir de uma especificação em SchedLanguage. A utilização da linguagem proposta neste trabalho não é restrita a uma única plataforma. Por necessitar de algumas informações relacionadas à plataforma utilizada, uma mesma especificação nessa linguagem pode ser utilizada em diferentes plataformas. A linguagem e a ferramenta apresentadas neste trabalho foram validadas utilizando uma plataforma de referência ArchC, sendo utilizadas para escalonar diferentes tipos de tarefas

Orientador: Celio Cardoso Guimarães / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-23T17:14:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nanni_EdicezarLeandro_M.pdf: 5558031 bytes, checksum: 1f46f7a5fa8950b399bcbe31efc2b68d (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Log-structured File Systems, ou LFS, são sistemas de arquivos que possuem alto desempenho em ambientes de engenharia, escritórios e ensino, pois organizam os dados na forma de um log no disco. Seu alto potencial de aumento de desempenho provém da eliminação de grande parte dos posicionamentos do braço do disco (seeks) nas escritas e do uso tradicional de processadores e memória cache nas leituras. Nesta dissertação, a estrutura do LFS é examinada em detalhes, analisando-se as suas duas principais implementações [ROS92a, SEL93a], e comparada com o sistema de arquivos tradicional do UNIX, o FFS [MCK84], no que diz respeito à organização dos dados, funcionamento e desempenho. As vantagens e desvantagens do LFS em relação ao FFS também são apresentadas. Diversos aspectos de sistemas de arquivos, como tecnologias de hardware, cache de dados e a camada VFS (Virtual File System) [KLE86] são analisados. Neste trabalho, apresentamos a construção de um protótipo de um LFS no sistema operacional LINUX. Para este fim, utilizamos a ferramenta UserFS [FIT93], que possibilita a processos de usuário responderem às chamadas de sistema normalmente feitas apenas ao código do sistema de arquivos implementado no núcleo do sistema operacional / Abstract: Log-structured File Systems (LFS) have high performance in workloads found in offices, engineering and educational environments, due to the physical data organization in a log, i.e., a sequential area in the disk. It's high potential for performance improvements come from the elimination of disk seeks in write operations and the traditional use of processors and memory cache in read operations. This dissertation examines in detail the structure of LFS and compares it to the traditional UNIX Fast File System (FFS) [MCK84], with respect to physical data organization internal workings and performance. The two main known LFS implementations [ROS92a, SEL93a] are also reviewed and compared. Many file system aspects such as hardware technologies, cache memories and the Virtual File System (VFS) [KLE86] are also examined. In this work we built a LFS prototype for the LINUX operating system. For this purpose we have used the UserFS tool [FIT93]. This tool allows a use r process to act on system calls usually handled by file system code inside the operating system kernel / Mestrado / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Paulo Licio de Geus / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-25T08:02:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zapelini_ChristianeZim_M.pdf: 17757851 bytes, checksum: 023c331e3d623a2f12a70e58c4d4bbcf (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Devido às várias versões do sistema operacional UNIX e da crescente diversidade de hardware, administrar sistemas em rede é uma tarefa contínua e na maioria das vezes complexa. É imprescindível para o bom funcionamento de um ambiente de rede a existência de um mecanismo para monitorizar o desempenho fornecendo dados confiáveis para uma atuação do administrador. As plataformas de gerência e administração de redes UNIX comerciais e acadêmicas existentes possuem vantagens e deficiências, muitas vezes preteridos por comandos e utilitários isolados devido a sua rapidez e agilidade. Idealmente, tal ferramenta deve ser simples, fácil de usar, de baixo impacto na máquina e na rede, portátil, capaz de traduzir informação de alta qualidade e de fácil extensibilidade para os requisitos locais, automatizando portanto algumas ações do administrador.SIMON (Sistema de Monitorização), apresentado nesta dissertação, obtém um bom compromisso entre tais qualidades, utilizando uma interface Java para fornecer os dados coletados de maneira mais amigável, otimizando assim o desempenho de ambos, rede e administrador. / Abstract: Due to the existence of several variants of the UNIX operating system and to the increasing hardware diversity, administering networked systems is a continuous, most1y complex, task. For good working conditions in a networked environment, it is a necessary requirement the availability of a mechanism to monitor performance and to supply reliable data for the administrator' s actions. Current commercial and academic platforms for UNIX network management and administration have both advantages and drawbacks, at times being overlooked in favor of more simple commands and utilities for their quickness. The ideal tool should be simple, easy to use, of low impact on both the machine and the network, portable, able to convey high quality information and easily extendable to cover local requirements, thus automating some of the administrator' s actions. SIMON, presented in this dissertation, yields a good compromise from the above mentioned features; it uses a Java interface to supply collected data in a more mendly way, thus optimizing the performance of both the network and the administrator. / Mestrado / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Yoshiyuki Hase / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-24T00:23:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vazquez_PedroAntonioMuniz_D.pdf: 4644467 bytes, checksum: 416b49720fc45787d34e8353567a2640 (MD5) Previous issue date: 1998 / Doutorado

Orientador: Celio Cardoso Guimarães / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Ciencia da Compuitação / Made available in DSpace on 2018-07-20T09:03:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OliveiraJunior_HermanoPeixotode_M.pdf: 2731094 bytes, checksum: fa7f569198cccdfed5c5cf7547a78d5b (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: A performance dos dispositivos de I/O em um sistema de computação não tem acompanhado o desenvolvimento da unidade central de processamento (CPU). Como resultado, o poder computacional das máquinas que fazem uso de uma grande quantidade de I/O tem sido desperdiçado. Como exemplo, a performance de um servidor de arquivos é severamente limitada pela performance do disco magnético. Esta tese se concentra neste dispositivo de I/O. Um simulador de um subsistema de discos magnéticos, baseado na arquitetura RAID 5 proposta por Patterson, é apresentado / Abstract: The performance of I/O devices in a computing system has not been follo­wing the developments of the Central Processing Unit (CPU). As a result, the computational power of machines which make use of a large amount of I/O has been largely worthless. As an example, the performance of a file server is severely limited by the performance of the magnetic disco This thesis is focused on this I/O device. A simulator of a magnetic disc subsystem, based on the RAID 5 architecture proposed by Patterson, is presented here / Mestrado / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Celio Cardoso Guimarães / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-25T05:09:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franca_FranklinRobertAraujo_M.pdf: 2925187 bytes, checksum: 014c0bbe469d20c4bf2628a6256756fe (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Plan 9 é um sistema operacional distribuído desenvolvido no Computing Sciences Research Center da Bell Laboratories. Plan 9 suporta várias arquiteturas de hardware e usa três tipos de componentes: terminais, servidores de arquivos e servidores de CPU. No Plan 9 todos os objetos do sistema apresentam-se como arquivos que podem existir tanto local quanto remotamente e respondem a um protocolo chamado 9P, que executa sobre o protocolo de transporte IL (Internet Link) e que têm funções semelhantes ao NFS. Nesta dissertação é feito um estudo do sistema Plan 9 concentrando-se nos recursos de comunicação suportados pelo kernel entre processos locais e remotos. E feita uma comparação do desempenho desses mecanismos de comunicação através de micro-benchmarks e de macro-benchmarks, nos sistemas operacionais Plan 9, Linux e UNIX/SunOS. O desempenho da comunicação remota do Plan 9 é também comparado com UNIX/NFS. / Abstract: Plan 9 is a distributed operating system developed at the Bell Labs' Computing Sciences Research Center. Plan 9 supports several hardware architectures and uses three types of components: terminals, file servers and CPU servers. All Plan 9 resources look like files which can be local or remote, and respond to a protocol named 9P which runs over the transport protocol IL (Internet Link) and which are similar to NFS. In this dissertation we study the Plan 9 system, focusing on the kernel communication facilities between local and remote processes. The performance of these communication mechanisms are compared through micro and macro-benchmarks in the Plan 9, Linux and UNIX/SunOS operating systems. The performance of Plan 9 remote communication is also compared with UNIX/NFS. / Mestrado / Mestre em Ciência da Computação