Orientadores: Paulo Cesar Centoducatte, Rodolfo Jardim de Azevedo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-03T20:18:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WanderleyNetto_EduardoBraulio_D.pdf: 1509383 bytes, checksum: 7f2b5d47609daeb50be111be056b2377 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A compressão de códigos de programas representa uma alternativa para diminuição de área de silício usada na fabricação de chips para sistemas embarcados. Este requisito tem sido fortemente influenciado pela crescente funcionalidade, incluíndo aplicações em multimídia, exigida para os softwares que neles executam. Recentes estudos apresentam a compressão de código como alternativa também para melhorar o desempenho e reduzir o consumo de energia nestes sistemas. Este trabalho apresenta um novo método de compressão, o ComPacket, baseado em pequenos dicionários incompletos com um descompressor em hardware situado entre a cache e o processador (RISC), permitindo assim que a cache guarde o código comprimido e portanto possibilitando uma maior capacidade de armazenamento. Além disto, um novo paradigma de construção de dicionários é introduzido de tal forma a propiciar uma melhor exploração da tríade de requisitos área-desempenho-consumo de energia. Este paradigma baseia-se ao mesmo tempo em informações estatísticas obtidas de profiles dinâmico e estático do uso de instruções em um programa e por isto é denominado Multi-Profile. Foram realizados experimentos de uso de dicionários Multi-Profile em dois métodos de compressão de código: o Instruction Based Compression (IBC), desenvolvido anteriormente em nosso laboratório e o novo ComPacket. Para o IBC, a razão de compressão média varia entre 71% e 77% para um conjunto de aplicações retiradas das suites Mediabench e MiBench, enquanto o número de ciclos de clock usados para execução do código comprimido varia em média de 75% a 65% dos valores obtidos sem compressão. Usando o mesmo conjunto de aplicações e o ComPacket, a razão de compressão média varia entre 72% e 88%, o número de ciclos de clock chega a 52% do original para uma construção específica do dicionário e a redução no consumo de energia na cache de instruções chega a 46% do valor original (sem com pressão) / Abstract: Code compression is an approach to reduce the silicon area requirement to produce embedded systems chips. This requirement is stronlgy affected by the increasing functionality, including multimedia applications, required by the embedded softwares. Recently, some researches point out the code compression as an alternative to increase performance and reduce energy consumption. This work introduces a new code compression method, the ComPacket, based on small, incomplete dictionary and a new decompressor hardware which is located between the cache and the processor (RIS C), thus making the cache to keep compressed instructions augmenting its storage capacity. Moreover, a new paradigm to build dictionaries is introduced, such that a better exploration of area-performance-energy consumption trade-offs is achieved. This paradigm is based on both dynamic and static profiles informations at the same time, which led the name of Multi-Profile. We used this paradigm on two code compression scheme: the Instruction Based Compression (IBC), formerly developed in our Laboratory, and the new ComPacket. For the IBC, the average compression ratio varies from 71% to 77% for the benchmarks excerpted from Mediabench and MiBench suites, while a cycle count reduction of 75% to 65% were achieved (related to original uncompressed execution of the code). For the ComPacket, the average compression ratio varies from 72% to 88% and the cycle count reduction is as low as 52% for a special case of dicionary construction. The instruction cache energy reduction reaches 46% of the original / Doutorado / Doutor em Ciência da Computação

Orientadores: Rodolfo Jardim de Azevedo, Guido Costa Souza de Araujo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:58:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castro_PauloEduardoFerreirade_M.pdf: 1132527 bytes, checksum: cfdb0daa4743be271190e616191a0f06 (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado / Mestre em Matemática

Orientador: Elnatan Chagas Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-25T08:50:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sousa_AntonioHeronaldode_D.pdf: 9476626 bytes, checksum: 6fc4c287239d7216bd6d55c7a1e61b23 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo sobre a viabilidade de se utilizar novas metodologias de engenharia de software em ambientes microcontrolados. É abordado o uso da programação orientada a objetos, juntamente com a programação visual, na construção de linguagens mais acessíveis e mais produtivas para a programação de microcontroladores. Como resultado, foi proposto um protótipo de uma linguagem, chamada 0++. Esta linguagem se caracteriza por utilizar, em conjunto, estruturas gráficas e estruturas textuais para melhor representar dados e algoritmos. Além disso, ela foi projetada para combinar as características de reusabilidade da programação orientada a objetos e a acessibilidade da programação visual. Ela permite o desenvolvimento de aplicações usando estruturas visuais orientadas a objetos, a fim de melhorar a qualidade e acessibilidade de informações trocadas no desenvolvimento de software para sistemas microcontrolados...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: This thesis presents a feasibility investigation about use of new engineering software methodologies in microcontroller systems. The approach is to use object oriented programming paradigm with visual programming to build a more productive microcontroller programming language. It was developed a microcontroller programming language, called 0++. The main feature of this language is to use, at the same time, graphical structures and text to represent data and procedures. Also, it was designed to combine the reusability of object-oriented programming and the accessibility of visual programming. It allows the development of applications using visual object-oriented structures in order to improve quality and accessibility of information exchange in microcontroller systems software design...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Guido Costa Souza de Araujo, Furio Damiani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-25T15:39:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pannain_Ricardo_D.pdf: 6042721 bytes, checksum: d6e278fd26ea3a4767806f99dad1c243 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: O crescente uso de sistemas embutidos é uma evidência nos mercados de telecomunicações, multimídia e produtos eletro-eletrônicos em geral. Por serem sistemas utilizados em um mercado com grande volume de produção, as reduções de custo de projeto têm um impacto considerável no preço final do produto. Como resultado da necessidade de redução de custos, estes sistemas são muitas vezes implementados integrando um núcleo de um processador, um circuito de aplicação específica (ASIC - Application Specific Integrated Circuits) e uma memória de programa/dados em um único chip (SOC - System-On-a-Chip).Como os sistemas embutidos estão se tornando cada vez mais complexos, o tamanho dos seus programas vem crescendo de maneira considerável. O resultado é o aparecimento de sistemas nos quais a memória de programa ocupa uma grande área de silício, mais do que os outros módulos. Portanto, minimizar o tamanho do programa torna-se uma parte importante dentro dos esforços de projeto destes sistemas. Uma maneira de reduzir o tamanho do programa é projetar sistemas que possam executar código comprimido. Nós propomos uma técnica de compressão de código de programa chamada de fatoração de operandos. A idéia principal desta técnica é a separação das árvores de expressão do programa em seqüências de operadores representadas por um conjunto de instruções e de operandos representados pelo conjunto de registradores e imediatos das instruções... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The increasing use of embedded systems is a clear trend in the telecommunication, multimedia and consumer electronics industry. Because these systems are designed for high-volume market, a cost reduction can have a large impact in the final price of the product. Driven by the need to reduce cost, these systems are implemented by putting together a core processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuits) and a program/data memory into a single chip. These systems are known as SOC - System-On-a-Chip. As embedded systems are becoming more complex, the size of embedded programs is growing considerably large. The results are systems in which program memories account for the largest share of total die area, more than the area of the others modules. Thus, minimizing program size has become an important part of the design effort of these systems. We propose a program code compression technique called operand factorization. The key idea of operand factorization is the separation of program expression trees into sequences of operators and operands (registers and immediates). Using operand factorization we show that tree and operand sequences have exponential frequency distributions. A set of experiments is performed to determine the best encoding technique that explores this feature. The experimental results, using the studied techniques, show an average compression ratio of 43% for SPEC CINT95 programs, running on a MIPS R2000 processor and 60% for a set embedded programs running on the TMS320C25... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-04-25T17:52:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Paulo Cézar Guimarães Dantas Júnior.pdf: 2579689 bytes, checksum: 5ef60064d4f99277e6e28f01eb1e61ce (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-25T17:52:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Paulo Cézar Guimarães Dantas Júnior.pdf: 2579689 bytes, checksum: 5ef60064d4f99277e6e28f01eb1e61ce (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / Glaucoma é uma doença ocular causada principalmente pela elevação da pressão intraocular que provoca lesões no nervo óptico e se não for tratado adequadamente, pode levar à cegueira. A detecção precoce do glaucoma é a melhor solução para limitar a progressão da doença, pois os defeitos no campo visual dos pacientes causados pelo glaucoma são muitas vezes imperceptíveis pelos próprios o que leva a um diagnóstico tardio. Embora seja relativamente fácil para os pacientes o acesso aos cuidados de saúde em nações desenvolvidas, as comunidades remotas e pobres têm pouco ou nenhum acesso a esses serviços, aumentando o risco de cegueira associada ao glaucoma. Infelizmente, os equipamentos para o diagnóstico de glaucoma não são acessíveis para algumas pessoas em todo o mundo, evitando que regiões inteiras tenha acesso aos cuidados dos olhos. Se este tratamento puder ser realizado ambulatorialmente, há um ganho de conforto para o paciente, agilidade no tratamento e economia para o sistema de saúde. O diagnóstico do glaucoma baseia-se na avaliação do nervo óptico através das imagens do fundo da retina e da medida da pressão interna. Motivado por esse contexto, o presente trabalho tem como objetivo propor o desenvolvimento de um sistema embarcado portátil e de baixo custo, que utiliza técnicas de processamento de imagens com a finalidade de auxiliar no exame precoce de detecção de glaucoma em regiões pobres e remotas, fornecendo informações significativas para ajudar no aumento da precisão dos diagnósticos e da qualidade da análise para tratamentos. O algoritmo proposto teve uma sensibilidade de 88,46%, especificidade de 95,45% e uma precisão total de 91,95%. Este algoritmo foi validado utilizando uma Beagleboard-xM, uma Raspberry Pi Modelo B e usando duas arquiteturas, somente o processador Atom e o processador Atom e a FPGA, em um kit de desenvolvimento DE2i-150, e obteve o diagnóstico de glaucoma com 10, 17, 3 e 8 segundos, respectivamente. / Glaucoma is an eye disease mainly caused by elevated intraocular pressure that causes injuries in optic nerve head and can lead to blindness if not treated properly. Early detection of glaucoma is the best solution to limit the progression of the disease, because damages caused by glaucoma in visual field of patients are most of the times not perceptible until late stages of the disease. Although it is relatively easy for patients to access health care in developed nations, poor and remote communities have little or none access to these services, increasing blindness risk. Unfortunately, equipments for the diagnosis of glaucoma are not affordable for health services in poor countries, limiting eye care in those countries. If treatment is done in early stages of the disease, it is simpler and less expensive. The glaucoma diagnosis is based on the evaluation of the optic nerve by examining fundus images and measuring eye internal pressure. Motivated by this context, the present work aims to propose the development of a low-cost embedded system that is fast and portable, using images processing techniques in order to to assist early glaucoma detection in poor and remote regions, providing significant information to increase diagnosis accuracy and quality of treatments analysis. The proposed algorithm had a sensitivity of 88.46%, specificity of 95.45% and a total accuracy of 91.95%. The proposed solutions took 10, 17, 3 and 8 seconds on the BeagleBoard-xM, Raspberry Pi Model B, DE2i-150 only using Atom processor and DE2i-150 using Atom processor and FPGA, respectively.

[ES] En todos los sistemas energéticos influyen gran cantidad de variables dinámicas, así definidas por su relación de dependencia respecto del tiempo. Debido a la gran cantidad de variables que definen los sistemas energéticos, se complica cualquier actuación que busque, dentro del campo de la optimización y gestión de la Eficiencia Energética (EE), su mejora. Por esta razón, tanto las organizaciones públicas como privadas, promueven la obtención y desarrollo de nuevos procedimientos matemáticos que permitan tratar la complejidad de las variables implicadas en las instalaciones energéticas y extraer adecuadamente la información que proporcionan de los sistemas energéticos, de cara a lograr alcanzar real- mente los objetivos de EE internacionalmente acordados. La mayoría de los estudios que se han realizado desde finales del siglo XX se han centrado en su mayoría en el campo de la ingeniería civil, donde existen innumerables estudios matemáticos orientados a la mejora de la EE que, por ejemplo, han permitido reducir los costes de producción y distribución, el consumo de combustibles fósiles, la emisión de gases de efecto invernadero o el coste de ciclo de vida. Esta proliferación de estudios, con el consiguiente aumento del conocimiento, no se ha producido al mismo nivel dentro del sector naval y mucho menos en el caso de los buques de guerra, campo en el que la literatura científica existente es escasa, tanto en cantidad como en casos estudiados. Partiendo de esta constatación, la presente tesis doctoral tiene como objetivo principal el análisis exhaustivo del estado actual de los sistemas energéticos de los buques de guerra y la aplicación de procedimientos matemáticos en este ámbito, enmarcados dentro del con- trol estadístico de la calidad (CEC) industrial. Se identificarán en primer lugar las variables críticas para la calidad (CTQ) de los sistemas energéticos del buque, en sus diferentes modos de funcionamiento como pueden ser los de fondeado, navegando o en puerto; se medirán, se analizarán y se estimarán para facilitar la inferencia o predicciones de sus valores respecto del tiempo; se controlarán y mejorarán mediante la aplicación de herramientas de Minería de Datos (MD) (análisis exploratorio), CEC y ajuste de modelos de series de tiempo. Con todo esto, se podrán estimar y calcular las correlaciones existentes entre las CTQ, predecir sus valores (con intervalos de confianza), definir y detectar alarmas, tendencias y patrones en los datos proporcionados por los sistemas energéticos que permitan des- cubrir posibilidades de mejora de su EE a través de la búsqueda fundamental de causas asignables. Esto permitirá establecer líneas de acción para la modificación y diseño de los sistemas embarcados en buques de guerra existentes y futuros, así como ofrecer bases para implantar sistemas de gestión energética automática e inteligentes a través de la automatización de procesos. / [CA] En tots els sistemes energètics, des de la seva producció fins al consum, influeixen gran quantitat de variables dinàmiques, així definides per la seva relació de dependència res- pecte al temps. A causa de la gran quantitat i tipologia de variables que defineixen els sistemes energètics, es complica qualsevol actuació que tinga per objectiu, dins el camp de l'optimització i gestió de l'eficiència energètica, la seva millora. Per aquesta raó, tant les organitzacions públiques com privades, promouen la obtenció i desenvolupament de nous procediments matemàtics que permetin tractar la complexitat de les variables implicades en les installacions energètiques i extreure adequadament la informació que proporcionen dels sistemes energètics, de cara a aconseguir arribar realment els objectius d'eficiència energètica internacionalment acordats. La majoria dels estudis que s'han realitzat des de finals del segle XX s'han centrat majoritàriament en el camp de l'enginyeria civil, on existeixen innombrables estudis matemàtics orientats a la millora de l'eficiència energètica que, per exemple, han permès reduir els costos de producció i distribució, el consum de combustibles fòssils, l'emissió de gasos defecte hivernacle o el cost de cicle de vida. Aquesta proliferació d'estudis, amb el consegüent augment del coneixement, no s'ha produït al mateix nivell dins del sector naval i molt menys en el cas dels vaixells de guerra, camp en el qual la literatura científica existent és escassa, tant en quantitat com en casos estudiats. Partint d'aquesta constatació, la present tesi doctoral té com a objectiu principal l'anàlisi exhaustiva de l'estat actual dels sistemes energètics dels vaixells de guerra i l'aplicació de procediments matemàtics en aquest àmbit, emmarcats dins el control estadístic de la qualitat CEC industrial. S'identificaran en primer lloc i les variables crítiques per la qualitat (CTQ) en els sistemes energètics del vaixell, en les seves diferents maneres de funcionament com són elsde fondejat, navegant o en port; es mesuraran, s'analitzaran, s'estimaran, i es faran prediccions del seu valor en cada instant de temps, es controlaran i milloraran mitjançant l'aplicació d'eines de mineria de dades (anàlisi exploratòria), CEC i ajust de models de sèries de temps. Amb tot això, es podran estimar i calcular les correlacions existents entre les variables critiques per la qualitat CTQ, predir els seus valors (amb intervals de confiança), definir i detectar alarmes, tendències i patrons en les dades proporcionades pels sistemes energètics que permetin descobrir possibilitats de millora de la seva eficiència energètica a través de la recerca fonamental de causes assignables. Això permetrà establir línies d'acció per a la modificació o redisseny dels sistemes em- barcats en vaixells de guerra existents i futurs, així com donar les bases per implantar sistemes de gestió energètica automàtica i intelligents a través de l'automatització de processos. / [EN] The energy production and consumption systems are affected by a large number of dynamic variables. Thus, these variables are defined by their relationship and its depen- dence in time. Due to, the number and typology of variables which are present in energy systems is very large. So, the actions developed to seek for Energy Efficiency improvement and optimization is too complicated. For this reason, public and private organizations promote the acquisition and development of new mathematical procedures that allow dealing with the complexity of the variables involved in energy installations and to extract the information which the data provide from the energy systems. In order to achieve the objectives marked on international agreements, and treaties about energy efficiency. Most of the studies which have been conducted since the late 20th Century have focused on the field of civil engineering mostly. There are countless mathematical studies aimed on improving energy efficiency, which have made it possible to reduce: production and distribution costs; consumption of fossil fuels; emission of greenhouse gases or cost of life cycle in example. The proliferation of studies, and the consequent increase in knowledge, has not occurred at the same level within the naval sector. In fact, the case of warships is a field in which the existing scientific literature is scarce in quantity and in studied cases. This thesis has as main objective an exhaustive analysis of the current state of the energy systems of warships and the application of mathematical procedures in this field. The work is framed within the industrial Statistical Quality Control (SQC). Firstly, critical quality variables (CQV) will be identified in the vessel's energy systems, in its different modes of operation, such as anchor, cruising or port. The variables will be measured, analyzed, estimated, and predicted in value, rangeand and time. Also, these varialbes will be controlled and improved by the application of data mining tools (explo- ratory analysis), SQC and, they will be adjusted by time series models. It will be possible to estimate and calculate the existing correlations between the critical variables for the CQV's quality of these systems; to predict their values (with confidence intervals) and to define and detect alarms, trends and patterns in the data provided by the energy systems. So, it is possible to discover elements which improve the Energy Efficiency over the bases of assignable causes. This will allow establishing lines of action for the modification or redesign of the systems emabrked in the existing and future warships, as well as providing the bases to implement automatic and intelligent energy management systems through the automation of processes. / Carrasco Pena, PJ. (2019). Análisis y control estadístico de la calidad aplicado a la eficiencia energética de sistemas embarcados en buques de guerra [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/135275

A área de pesquisa e prototipagem de soluções para Sistemas de Potência compartilha, com outras áreas da engenharia, vários problemas relacionados a software, principalmente, os seus custos e o seu tempo de desenvolvimento. Mais especificamente, nas aplicações com sistemas embarcados e dispositivos computacionais em tempo real, a presença de fatores como a complexidade dos algoritmos, os requisitos críticos de desempenho e as restrições impostas pelo hardware da aplicação, fazem com que o desenvolvimento do software evolua de forma muito lenta. Finalmente, quando um projeto está terminado, seu software já é obsoleto ou completamente incompatível para uso em novos projetos, com um hardware novo. Esse trabalho apresenta uma possível solução a esses problemas, por meio de um arcabouço de software para aplicações em tempo real. Através de uma metalinguagem de descrição de fluxos de dados baseada em blocos, e de ferramentas de compilação e interpretação, esse arcabouço permite abstrair o projeto, a implementação e os testes da aplicação, do desenvolvimento das demais partes do dispositivo, favorecendo um projeto sistemático em módulos, o futuro reuso de códigos, a fácil manutenção de algoritmos e a execução de testes cruzados, entre plataformas, com previsibilidade de resultados. O arcabouço foi elaborado e testado em um cenário de Sistemas de Potência, com a criação de um relé digital de proteção contra sobrecorrentes, com aquisição de dados via barramento de processo da norma IEC 61850. Entretanto, toda a metodologia desse trabalho pode ser aplicada a qualquer outra área correlata, mediante a extensão de sua metalinguagem. / The research and prototype area for Power System solutions share, among other engineering disciplines, several problems concerning software, mainly their developing time and costs. More specifically, in embedded system and real time computing devices applications, the presence of factors, such as the algorithm complexity, the critical performance requirements and other restrictions imposed by the application hardware, makes the software development to slowly evolve. Finally, when a project is over, its software is already obsolete or completely incompatible for use in other projects, with a new hardware. This work presents a possible solution to these problems, through a software framework for real time applications in Power Systems. Through a block based data stream description metalanguage, and compiling and interpreting tools, this framework allows the application design, implementation and testing procedures to be abstracted from the development of other device parts, permitting a systematic and modular project, the code reuse in the future, easy algorithm maintenance and the execution of cross-platforms tests with predictable results. The framework was created and tested in Power System scenarios, especially in the construction of a digital protection overcurrent relay, with data acquisition through the IEC 61850 process bus. However, the entire methodology of this study could be applied to any other related area, by extending its metalanguage with the appropriate building blocks.

Este trabalho apresenta uma implementação de VPN utilizando-se dos circuitos reprogramáveis do tipo FPGA (Field Programmable Gate Array) que são a base da computação reconfigurável. VPNs utilizam criptografia para permitir que a comunicação seja privada entre as partes. Assim, todo o custo computacional decorrente desta prática é executado em nível de hardware, procurando-se atingir um alto desempenho e voltado para as aplicações de sistemas embutidos. O uso desta solução, VPN por hardware, será na interligação de um robô (em desenvolvimento no Laboratório de Computação Reconfigurável - LCR do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação da Universidade de São Paulo) ao seu servidor de configuração e tarefas, através de linhas privadas. O emprego de uma VPN em robótica permitirá a utilização de um sistema de comunicação, com ou sem fio, e toda a infra-estrutura da Internet para a comunicação com o robô (e no futuro entre os robôs) a qualquer distância de forma segura e confiável. O hardware reconfigurável utilizado para a VPN deste trabalho proporciona flexibilidade no modo de implementação, possibilitando que o sistema seja adequado para satisfazer situações que exijam alto desempenho. Além disso, a arquitetura proposta possibilita que parte das operações sejam executadas em software (no caso, foi utilizado o sistema operacional ?Clinux e ferramentas para se estabelecer a VPN) e parte das operações executadas em hardware (um coprocessador criptográfico AES). As principais ferramentas de software são o conjunto ipsec-tools que foram desenvolvidas para serem executadas com o IPSec nativo do Kernel e devidamente portadas para o ?Clinux / This work designs a system that implements a VPN using FPGA (Field Programmable Gate Array) reprogrammable circuits, which are the basis of reconfigurable computing. VPNs use cryptography to allow private communication between parts. In this manner, the computational cost of the cryptography is handled by the hardware, achieving great performance and allowing its usage on embedded systems applications. The system proposed in this thesis has been used to establish secure communication between a PC and a mobile robot (that is in development at Reconfigurable Computing Laboratory - LCR of Institute of Mathematics and Computer Science of Univesity of São Paulo). The use of VPN in robotics will allow a communication, either wired or wireless, using Internet?s infrastructure with the robot (and in the future among robots), in a secure and trustable manner. The reconfigurable hardware used in this work allows flexibility in the implementation, making possible its usage in situations that requires high performance. Furthermore, the proposed architecture allows part of applications executing in software (using ?Clinux operating system and tools to establish the VPN) and other parts in hardware (a cryptographic coprocessor AES). The main software tools are the ipsec-tools that were developed to execute with native Kernel IPSec?s implementation and were properly ported to ?Clinux

Embedded systems, including critical embedded systems (CES) are increasingly present in the modern society, providing specific solutions from small to large complex systems, such as in cars, airplanes, and healthcare equipment. Failures in these systems can result in damage to human beings, and to the environment, or can represent an unrecoverable financial loss. In this sense, it is very important to ensure they are built with quality. To provide such quality, it is necessary to consider their software architecture, which impacts on the quality of the systems. This way, the main objective of this Masters project is to propose a quality model concerning the most important quality attributes for CES, which may be used to support (but not limited to) architectural activities such as analysis and evaluation in the context of CES. / Sistemas embarcados, incluindo sistemas embarcados críticos (SEC), estão cada vez mais presentes na sociedade moderna, provendo soluções específicas que variam de sistemas pequenos até sistemas grandes e complexos, como é possível encontrar em carros, aviões e equipamentos médicos. Falhas nesses sistemas podem resultar em danos à seres humanos e ao meio ambiente, ou então em uma perda financeira irrecuperável. Sendo assim, é muito importante garantir que os SEC sejam construídos e apresentem um nível adequado de qualidade. Para garantir que esses sistemas alcancem tal qualidade, é necessário considerar sua arquitetura de software, já que esta impacta de maneira significativa na qualidade do software enquanto artefato ou produto. Deste modo, o objetivo deste projeto de mestrado é de propor um modelo de qualidade que contém os atributos de qualidade mais importantes para SEC, servindo como artefato para apoiar a execução de atividades arquiteturais (além de outras que possam se beneficiar) tais como análise e avaliação, no contexto de SEC.

O consumo de energia é uma das questões mais importantes em sistemas embarcados. Estudos demonstram que neste tipo de sistema a cache é responsável por consumir a maior parte da energia fornecida ao processador. Na maioria dos processadores embarcados, os parâmetros de configuração da cache são fixos e não permitem mudanças após sua fabricação/síntese. Entretanto, este não é o cenário ideal, pois a configuração da cache pode não ser adequada para uma determinada aplicação, tendo como consequência menor desempenho na execução e consumo excessivo de energia. Neste contexto, este trabalho apresenta uma implementação em hardware, utilizando computação reconfigurável, capaz de reconfigurar automática, dinâmica e transparentemente a quantidade de ways e por consequência o tamanho da cache de dados do processador embarcado LEON3, de forma que a cache se adeque à aplicação em tempo de execução. Com esta técnica, espera-se melhorar o desempenho das aplicações e reduzir o consumo de energia do sistema. Os resultados dos experimentos demonstram que é possível reduzir em até 5% o consumo de energia das aplicações com degradação de apenas 0.1% de desempenho / Energy consumption is one of the most important issues in embedded systems. Studies have shown that in this type of system the cache consumes most of the power supplied to the processor. In most embedded processors, the cache configuration parameters are fixed and do not allow changes after manufacture/synthesis. However, this is not the ideal scenario, since the configuration of the cache may not be suitable for a particular application, resulting in lower performance and excessive energy consumption. In this context, this project proposes a hardware implementation, using reconfigurable computing, able to reconfigure the parameters of the LEON3 processor\'s cache in run-time improving applications performance and reducing the power consumption of the system. The result of the experiment shows it is possible to reduce the processor\'s power consumption up to 5% with only 0.1% degradation in performance