Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2015-12-11T17:51:34Z No. of bitstreams: 1 2015_RonaldoSebastiãoFerreiraJúnior.pdf: 1464987 bytes, checksum: dc18ed72fcd991f7fcc3803de1044643 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-12-21T14:49:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_RonaldoSebastiãoFerreiraJúnior.pdf: 1464987 bytes, checksum: dc18ed72fcd991f7fcc3803de1044643 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-21T14:49:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_RonaldoSebastiãoFerreiraJúnior.pdf: 1464987 bytes, checksum: dc18ed72fcd991f7fcc3803de1044643 (MD5) / Nas últimas décadas técnicas em arranjos de antenas, filtragem adaptativa e processamento de sinais têm recebido grande atenção, por sua versatilidade, possibilidade de aplicação em sistemas embarcados, RADARes, SONARes e afins. Várias técnicas de filtragem adaptativa e beamforming têm sido desenvolvidas desde a década de 1960. Desde então, a complexidade de diversos sistemas e modelos estocásticos vem crescendo de uma forma exponencial, para isto é necessário a adoção de novas técnicas de simulação como a Transformada da Incerteza, de modo que as tradicionais técnicas de simulação como a de Monte Carlo sejam auxiliadas ou substituídas, a fim de obter celeridade no lançamentos de novos produtos e tecnologias no mercado. A filtragem de posto reduzido possibilita a maximização e a otimização da performance da adaptação de filtros adaptativos, além de reduzir a redundância dos sinais recebidos, por meio da redução da dimensão do sinal recebido do arranjo de antenas, com isto, facilita-se o armazenamento de sinais recebidos para pós-processamento e afins. Este trabalho tem como foco a verificação e estudo da performance da Transformada da Incerteza para a simulação de filtros de posto reduzido e radioaltímetros. / In the last decades, antenna arrays techniques, adaptive filtering and signal processing have been in great focus due to its versatility, embedded systems applications, RADARs, SONARs, etc. Various adaptive filtering and beamforming techniques have been developed since the 1960's, and along with those, the performance assessment complexity of stochastic systems simulations has been increasing in a exponential rate. It is mandatory to adopt and develop new simulational techniques, like the Unscented Transform, in order to aid or replace the traditional Monte Carlo simulation, in order to give celerity to the development time of new products and technologies for the market. The reduced rank filtering allows a faster adaptation time for adaptive filters and the elimination of redundant information of an antenna array, optimizing the raw storage for post processing and treatment. The focus of this work is to evaluate the Unscented Transform performance assessment over reduced rank filters and radioaltimeters.

Pesquisas acadêmicas em virtualização de redes vêm sendo realizadas durante diversos anos, nos quais diferentes abordagens de alocação de redes virtuais foram propostas. Tais abordagens, no entanto, negligenciam requisitos operacionais importantes impostos por plataformas de virtualização. No caso de virtualização baseada em SDN/OpenFlow, um exemplo fundamental de tais requisitos operacionais é a disponibilidade de espaço de memória para armazenar regras em dispositivos OpenFlow. Diante dessas circunstâncias, argumentamos que a alocação de redes virtuais deve ser realizada com certo grau de conhecimento sobre infraestruturas físicas; caso contrário, após instanciadas, tais redes podem sofrer instabilidade ou desempenho insatisfatório. Considerando redes físicas baseadas em SDN/OpenFlow como um cenário importante de virtualização, propõe-se um arcabouço baseado na coordenação entre a alocação de redes virtuais e redes OpenFlow para realizar a instanciação de redes virtuais de forma adequada. A abordagem proposta desdobra-se nas seguintes contribuições principais: uma abstração de infraestruturas virtuais que permite que um requisitante represente os detalhes de seus requerimentos de rede de maneira aprofundada; um compilador ciente de privacidade que é capaz de pré-processar requisições com tal grau de detalhamento, ofuscando informações sensíveis e derivando requisitos operacionais computáveis; um modelo para a alocação de redes virtuais que visa a maximizar a viabilidade no nível físico. Resultados obtidos por meio de uma avaliação da nossa abordagem evidenciam que considerar tais requisitos operacionais, bem como computá-los de forma precisa, é imprescindível para garantir a “saúde” das redes virtuais hospedadas na plataforma de virtualização considerada. / Research on network virtualization has been active for a number of years, during which a number of virtual network embedding (VNE) approaches have been proposed. These approaches, however, neglect important operational requirements imposed by the underlying virtualization platforms. In the case of SDN/OpenFlow-based virtualization, a crucial example of an operational requirement is the availability of enough memory space for storing flow rules in OpenFlow devices. Due to these circumstances, we advocate that VNE must be performed with some degree of knowledge of the underlying physical networks, otherwise the deployment may suffer from unpredictable or even unsatisfactory performance. Considering SDN/OpenFlow-based physical networks as an important virtualization scenario, we propose a framework based on VNE and OpenFlow coordination for proper deployment of virtual networks (VNs). The proposed approach unfolds in the following main contributions a virtual infrastructure abstraction that allows a service provider to represent the details of his/her VN requirements in a comprehensive manner; a privacy-aware compiler that is able to preprocess this detailed VN request in order to obfuscate sensitive information and derive computable operational requirements; a model for embedding requested VNs that aims at maximizing their feasibility at the physical level. Results obtained through an evaluation of our framework demonstrate that taking such operational requirements into account, as well as accurately assessing them, is of paramount importance to ensure the “health” of VNs hosted on top of the virtualization platform.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-01-23T12:26:20Z No. of bitstreams: 1 2012_SamuelCesarCruzJuniorl.pdf: 12642741 bytes, checksum: 30f7702ac15ece5b57c34d01cfa7505e (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-02-05T12:15:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_SamuelCesarCruzJuniorl.pdf: 12642741 bytes, checksum: 30f7702ac15ece5b57c34d01cfa7505e (MD5) / Made available in DSpace on 2013-02-05T12:15:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_SamuelCesarCruzJuniorl.pdf: 12642741 bytes, checksum: 30f7702ac15ece5b57c34d01cfa7505e (MD5) / Nas últimas décadas tem-se observado um aumento exponencial de dispositivos eletrônicos dedicados ao conforto, comodidade, diversão ou segurança pessoal. A massificação dos equipamentos eletrônicos já abrange mercados de consumo e de capitais, como: indústria automobilística, áudio e vídeo, eletrodomésticos, bens de consumo, robótica, entre outros. A grande possibilidade de interação entre o homem e as máquinas é o combustível para o desenvolvimento da eletrônica dedicada a uma ou algumas aplicações, os quais são chamados de sistemas embarcados ou embutidos. A partir daí os sistemas ubíquos têm ganhado mercado como soluções computacionais pela interação sutil e constante entre homens e equipamentos eletrônicos de maneira muito natural no cotidiano das pessoas. Buscando atender a uma demanda por um hardware de aquisição, processamento e controle de sinais para ambientes não industriais foi elaborada uma plataforma de desenvolvimento. Este hardware possui dois núcleos de processamento, uma Maquina RISC Avançada 7 - ARM7 1 e um Arranjo de Portas Programáveis em Campo - FPGA 2 com interface externa com suporte a protocolos específicos (SPI, RS232, JTAG, USB, Ethernet) e ainda interface com o usuário por meio de botões, potenciômetro e LEDs. Ademais, os dois núcleos podem trabalhar em conjunto ou separadamente, conforme a necessidade do usuário. A combinação da versatilidade e baixo custo dos processadores ARM7 (amplamente utilizados em sistemas embarcados, com a multifuncionalidade) com a flexibilidade e alta capacidade de processamento dos FPGAs forma uma interessante combinação para os mais diversos projetos voltados para controle e automação de sistemas. __________________________ / 1 Em inglês, Advanced RISC Machine. / 2 Em inglês, Field-Programmable Gate Array ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Over the last decades it has been observed an exponential increase of electronic devices dedicated to provide comfort, convenience, fun and safety to people. The popularity of electronic equipment comprises consumer and capital markets, such as: automobile, audio and video industries, household appliances and consumer goods, among others. The vast possibility of interaction between human and machine is the fuel for the development of electronic devices dedicated to one or more applications, which are called embedded or built-in systems. From this point on, the ubiquitous systems has gained market as computer solutions for constant and subtle interaction between humans and electronic equipment in a very natural way of an everyday life. To achieve the requirements for specific tasks, namely hardware acquisition, processing and controlling signals for non-industrial environments, a development board kit has been designed. This hardware has two processing cores, an ARM7 (Advanced RISC Machine) and a FPGA (Field-Programmable Gate Array), which have external interfaces supporting specific protocols (e.g. SPI, RS232, JTAG, USB, Ethernet), and also user interfaces through push buttons, potentiometer and LEDs. Additionally, the two devices can work together or separately, as required by the user. The combination of versatility and low cost of ARM7 processor (widely used in embedded systems with multi-functionality) and the high flexibility and processing power of FPGAs shows up an interesting solution for projects related to control and automation systems.

Na simulação heterogênea de um sistema eletrônico complexo, um mesmo modelo pode ser composto por partes distintas em relação às tecnologias ou linguagens utilizadas na sua descrição, níveis de abstração, ou pela combinação de partes de software e de hardware (escopo da co-simulação). No uso de modelos heterogêneos, a construção de uma ponte eficaz entre diferentes simuladores, em conjunto com a solução de problemas tais como sincronização e tradução de dados, são alguns dos principais desafios. No contexto do projeto de sistemas embarcados, a validação desses sistemas via co-simulação está sujeita a estes desafios na medida em que um mesmo modelo de representação precisa suportar a cooperação consistente entre partes de hardware e de software. Estes problemas tornam-se mais significativos quando abordados em ambientes distribuídos, o que aumenta a complexidade dos mecanismos que gerenciam os ítens necessários à correta cooperação entre partes diferentes. Contudo, embora existam abordagens e ferramentas voltadas para o tratamento de modelos heterogêneos, inclusive em ambientes distribuídos, ainda persiste uma gama de limitações causadas pela distribuição e heterogeneidade de simuladores. Por exemplo, restrições quanto à variedade de tecnologias (ou linguagens) utilizadas na descrição das partes de um modelo, flexibilidade para o reuso de partes existentes, ou em tarefas de gerenciamento de sincronização/dados/interface/distribuição. Além disso, em geral, nas soluções existentes para simulação heterogênea, alterações são necessárias sobre as partes do modelo, limitando a preservação de sua integridade. Esta é uma característica indesejável, por exemplo, no reuso de componentes IP (Intellectual Property) Neste contexto, esta tese apresenta o DCB (Distributed Co-simulation Backbone), cujo propósito geral é o suporte à execução distribuída dos modelos heterogêneos. Para isso, são observados de modo integrado quatro fatores básicos: a distribuição física; a independência dos componentes (partes); o encapsulamento das estratégias de gerenciamento de tempo, de dados e de comunicação; e a sincronização híbrida. Em geral, as soluções existentes valorizam um fator em detrimento dos demais, dependendo dos propósitos envolvidos e sua variação em relação ao grau de especificidade (soluções proprietárias ou restritas a um escopo de aplicações). O Tangram, também discutido nesta tese em termos de requisitos, é uma proposta de ambiente para projeto de modelos heterogêneos distribuídos. No contexto da especificação do DCB, esta proposta tem como objetivo geral agregar num mesmo ambiente funcionalidades de apoio para a busca e catalogação de componentes, seguidas do suporte à construção e à execução distribuída de modelos heterogêneos via DCB. À luz dos princípios de generalidade e flexibilidade da arquitetura do DCB, o Tangram visa permitir que o projetista reduza seu envolvimento com detalhes relacionados ao provimento de condições necessárias à cooperação entre componentes heterogêneos. No escopo desta tese, ênfase foi dada à co-simulação de sistemas embarcados, ênfase esta observada também na construção do protótipo do Tangram/DCB, e nos estudos de caso. Contudo, a estrutura do DCB é apropriada para qualquer domínio onde a simulação possa ser utilizada como instrumento de validação, entre outros propósitos.

Sistemas computacionais de tempo-real são tipicamente construídos a partir de primitivas de sincronização que fornecem uma noção do tempo no objetivo de coordenar a execução múltiplos fluxos de instruções em um processador. Quando o processamento é centralizado, a base de tempo destas primitivas é extraída do oscilador local da plataforma, permitindo que as ações do sistema sejam devidamente ordenadas, respeitando restrições de tempo e causalidade. No entanto, em sistemas distribuídos o problema não pode ser resolvido desta forma em decorrência de imperfeições nos dispositivos físicos. Diferenças mínimas na freqüência de osciladores fazem com que as bases de tempo dos componentes divirjam cada vez mais ao longo do tempo, dificultando ou até mesmo impossibilitando um ordenamento consistente de eventos. Por esta razão, sincronização de relógios é um serviço de fundamental importância, sobretudo em aplicações críticas, onde os níveis de confiabilidade exigidos são mais elevados. O presente trabalho consiste na proposta e implementação de uma plataforma de comunicação otimizada para sistemas de controle distribuídos, caracterizados por uma alta regularidade no comportamento da comunicação. O objetivo é propor uma solução em baixo nível com suporte para o projeto de sistemas distribuídos no domínio de aplicações críticas. A plataforma proposta, à qual foi atribuído o nome CASCA, sigla para “Communication Architecture for Safety- Critical Applications”, é de fato uma extensão time-triggered do protocolo CAN. Acima da camada de enlace do protocolo original foram projetados mecanismos sincronização de relógios e criação inicial da base de tempo, implementados na forma de uma combinação de hardware e software. Principais características da plataforma são jitter mínimo, uma base de tempo global essencialmente distribuída e particionamento temporal. Diferentes alternativas de projeto foram consideradas, observando com maior atenção a viabilidade de prototipação em dispositivos FPGA para fins de validação e aplicação imediata em plataformas reconfiguráveis. Como forma de validação da plataforma, um sistema elementar formado por três nodos foi sintetizado com sucesso em bancada obtendo-se como resultado uma base de tempo essencialmente distribuída com precisão menor do que um micro-segundo.

Na era de sistemas embarcados complexos, a interface direta de dispositivos e sistemas integrados para o mundo real demanda o uso de sensores e seus circuitos analógicos de suporte. Desde que a maioria das características físicas de um sensor requer algum tipo de calibração, este trabalho compara e discute quatro técnicas digitais de calibração adaptadas para aplicação em sistemas embarcados. Para fins de comparação, estes métodos de calibração foram implementados em Matlab5.3, e em um DSP (Digital Signal Processor) . Através das medidas realizadas durante a operação em regime do DSP, pode-se determinar parâmetros importantes de projeto, como potência dissipada e tempo de processamento. Outros critérios de comparação, como área consumida, tempo de processamento, facilidade de automação e taxa de crescimento do custo área e do custo velocidade com o aumento de resolução também foram analisados. Os resultados das implementações são apresentados e discutidos com o objetivo de descobrir qual o melhor método de calibração para aplicações em sistemas embarcados.

O aumento na complexidade dos sistemas embarcados, compostos por partes de hardware e software, aliado às pressões do mercado que exige novos produtos em prazos cada vez menores, tem levado projetistas a considerar a possibilidade de construir sistemas a partir da integração de componentes já existentes e previamente validados. Esses componentes podem ter sido desenvolvidos por diferentes equipes ou por terceiros e muitas vezes são projetados utilizando diferentes metodologias, linguagens e/ou níveis de abstração. Essa heterogeneidade torna complexo o processo de integração e validação de componentes, que normalmente é realizado através de simulação. O presente trabalho especifica mecanismos genéricos e extensíveis que oferecem suporte à cooperação entre componentes heterogêneos em um ambiente de simulação distribuída, sem impor padrões proprietários para formatos de dados e para a descrição do comportamento e interface dos componentes. Esses mecanismos são baseados na arquitetura DCB (Distributed Co-Simulation Backbone), voltada para co-simulação distribuída e heterogênea e inspirada nos conceitos de federado (componente de simulação) e federação (conjunto de componentes) que são definidos pelo HLA (High Level Architecture), um padrão de interoperabilidade para simulações distribuídas. Para dar suporte à co-simulação distribuída e heterogênea, esse trabalho descreve mecanismos que são responsáveis pelas tarefas de cooperação e distribuição, chamados de embaixadores, assim como o mecanismo gateway, que é responsável pela interoperabilidade entre linguagens e conversão de tipos de dados. Também é apresentada uma ferramenta de suporte à geração das interfaces de co-simulação, que são constituídas de dois embaixadores configuráveis e um gateway para cada federado, gerado a partir de templates pré-definidos.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:55:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2263_1.pdf: 2414518 bytes, checksum: 01b9a2155fe407f0c71932cd2effe4ef (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A Organização Mundial de Saúde estima que existam cerca de 40 milhões de pessoas cegas no mundo. Para muitas delas, o uso de bengalas ou de cães-guia pode ser suficiente para atingir destinos conhecidos. Entretanto, no caso de destinos novos, através de caminhos desconhecidos (e que podem mudar dinamicamente), a limitação desses instrumentos de auxílio torna-se evidente. Com a proliferação de pesquisas em tecnologias sensíveis ao contexto, foram desenvolvidos diversos sistemas de auxílio à navegação. A maior parte desses sistemas, entretanto, dá resposta sonora aos usuários, não podendo ser usados em ambientes com barulho intenso ou em situações em que eles precisam concentrar a atenção em algum evento que use a audição. Nesse contexto, os dispositivos hápticos surgem como uma alternativa ao uso do som, uma vez que interagem com o usuário através do tato. O objetivo deste trabalho é fazer um levantamento do estado-da-arte de tecnologias assistivas para deficientes visuais, além de desenvolver o protótipo de um dispositivo háptico integrado a um sistema de auxílio à navegação, na forma de um wearable computer ( computador vestível ), destinado ao uso de deficientes visuais

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:57:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3223_1.pdf: 3618806 bytes, checksum: 05e567144f3dd10992fd90a58afc26a1 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A informática, frente às novas tecnologias de sistemas de informação e comunicação (TICs), adquire cada vez mais relevância, com possibilidades de profundas mudanças no cenário educacional em todo o mundo. Porém, apesar destes avanços tecnológicos associados à educação, países que adotam sistemas similares ao nosso, um modelo educacional baseado na mera transmissão de conhecimento, concebe o aluno como um ser passivo, sem capacidade crítica e reflexiva, com uma visão de mundo segundo o que lhe foi transmitido. Nesse sentido, o computador é um instrumento poderoso, que pode ajudar na formação deste aluno, no desenvolvimento de atividades interativas e colaborativas, através dos vários tipos de mídias existentes. Com o propósito de contribuir com o aperfeiçoamento neste contexto, tendo como modelo a educação brasileira no cenário público, este trabalho propõe o desenvolvimento de um dispositivo portátil e com recursos multimídia, de baixo custo e uso simplificado, focado na dinâmica da sala de aula. A combinação das funcionalidades de um sistema de projeção e um computador permite a conexão com a Internet, manipulação de conteúdo multimídia, desenvolvimento de tarefas colaborativas com a participação dos alunos, apresentação de conteúdos educacionais, entre outras funções. Este dispositivo foi introduzido em algumas salas de aula, onde foi constatado, através de relatos dos professores, o benefício de sua utilização na construção do conhecimento, tanto em atividades em sala de aula como fora dela. O sistema desenvolvido, os resultados dos testes nas escolas, assim como os pontos fortes e fracos desta tecnologia, serão abordados detalhadamente neste trabalho

Made available in DSpace on 2014-06-12T16:00:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5849_1.pdf: 9541185 bytes, checksum: a1db1cbcabde1b51784a9e8d71de33c4 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Este trabalho apresenta uma nova tecnica de inspeção visual automatica para detecção, em tempo real, de deformações em bordas (LEDges), uma aplicação e duas implementações desta tecnica: uma baseada em microcontrolador e outra, em FPGA. A principal inovação da LEDges e um novo modelo de iluminação estruturada que torna mais facil a segmentação pela limiarização a imagem do objeto sob inspeção. Esta técnica alem de reduzir significantemente o esforco computacional para executar a segmentação, representação e descrição da imagem, tambem reduz o uso de recursos computacionais, tais como processador e memoria. Adicionalmente, a LEDges pode ser implementado em diversas arquiteturas. Esta exibilidade permite a construção e sistemas de inspeção visual automaticos satisfazendo a demanda crescente por desempenho, com menor tempo de resposta e menor uso de recursos computacionais quando comparados a outras soluções de mesma complexidade computacional. A LEDges foi implementada e aplicada a um problema industrial real onde defeitos foram detectados com sucesso em bordas de tubos de creme dental