Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T11:08:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T18:34:58Z : No. of bitstreams: 1 174349.pdf: 2604061 bytes, checksum: e84f9d7f7621eda4890aaf35ad19c64e (MD5) / Este trabalho explora a gerência de segurança no âmbito de gerenciamento de sistemas distribuídos. Nesse contexto um mecanismo de autenticação e de autorização foi implementado. A implementação considera as tecnologias da Internet (Java, WWW and Applet Java) e sistemas distribuídos baseados em objetos distribuídos segundo o OMG-CORBA (Object Management Group - Common Object Request Broker Architecture). O mecanismo implementado foi validado pela sua aplicação no protótipo SETWeb (Sistema de Extrato Telefônico via Web) que faz parte do SSTCC ( Sistema de Segurança para Telecomunicação Contra Clonagem de Celulares ).

Este trabalho descreve o acoplamento entre um minicomputador genérico e uma experiência de defeito "RAMAN", com vistas ao conteole e aquisição dos dados da mesma. / This work describes an interface between a generic minicomputer and a Laser Raman spectrometer for control and data acquisition in experiments.

A complexidade dos sistemas integrados em chips bem como a arquitetura de processadores comerciais vem crescendo dramaticamente nos últimos anos. Com isto, a dificuldade de avaliarmos a suscetibilidade às falhas em decorrência da incidência de partículas espaciais carregadas nestes dispositivos cresce com a mesma taxa. Este trabalho apresenta uma análise comparativa da susceptibilidade à erros de software em um microprocessador embarcado ARM Cortex-A9 single core de larga escala comercial, amplamente utilizado em aplicações críticas, executando um conjunto de 11 aplicações desenvolvidas para um ambiente bare metal e para o sistema operacional Linux. A análise de soft errors é executada por injeção de falhas na plataforma de simulação OVPSim juntamente com o injetor OVPSim-FIM, capaz de sortear o momento e local de injeção de uma falha. A campanha de injeção de falhas reproduz milhares de bit-flips no banco de registradores do microprocessador durante a execução do conjunto de benchmarks que possuem um comportamento de código diverso, desde dependência de fluxo de controle até aplicações intensivas em dados. O método de análise consiste em comparar execuções da aplicação onde falhas foram injetadas com uma execução livre de falhas. Os resultados apresentam a taxa de falhas que são classificadas em: mascaradas (UNACE), travamento ou perda de controle de fluxo (HANG) e erro nos resultados (SDC). Adicionalmente, os erros são classificados por registradores, separando erros latentes por sua localização nos resultados e por exceções detectadas pelo sistema operacional, provendo novas possibilidades de análise para um processador desta escala. O método proposto e os resultados obtidos podem ajudar a orientar desenvolvedores de software na escolha de diferentes arquiteturas de código, a fim de aprimorar a tolerância à falhas do sistema embarcado como um todo. / The complexity of integrated system on-chips as well as commercial processor’s architecture has increased dramatically in recent years. Thus, the effort for assessing the susceptibility to faults due to the incidence of spatial charged particles in these devices has growth at the same rate. This work presents a comparative analysis of soft errors susceptibility in the commercial large-scale embedded microprocessor ARM Cortex-A9 single core, widely used in critical applications, performing a set of 11 applications developed for a bare metal environment and the Linux operating system. The soft errors analysis is performed by fault injection in OVPSim simulation platform along with the OVPSim-FIM fault injector, able to randomly select the time and place to inject the fault. The fault injection campaign reproduces thousands of bit-flips in the microprocessor register file during the execution of the benchmarks set, with a diverse code behavior ranging from control flow dependency to data intensive applications. The analysis method is based on comparing applications executions where faults were injected with a fault-free implementation. The results show the error rate classified by their effect as: masked (UNACE), crash or loss of control flow (HANG) and silent data corruption (SDC); and by register locations. By separating latent errors by its location in the results and exceptions detected by the operating system, one can provide new better observability for a large-scale processor. The proposed method and the results can guide software developers in choosing different code architectures in order to improve the fault tolerance of the embedded system as a whole.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:05:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2666.pdf: 2277421 bytes, checksum: 20d05d396167c8e1a5e62c7b212cb0b7 (MD5) Previous issue date: 2009-08-27 / Applications with time restrictions are becoming common in our daily lives. These applications range from games to applications for controlling air traffic. Applications with time restrictions that use the Internet / Intranet as a mean of communication (e.g. streaming audio and video, VoIP and messaging PRC-RT), require that their packets be delivered before the end of its deadline. In these cases prioritize traffic from the packets generated by these applications in relation to the other packets is a way of trying to minimize the loss of deadlines. Thus this work presents an architecture of gateway with QoS and traffic forecasting that aims to focus on requests from time-restricted applications. Gateway classifies traffic based on the IEEE 802.1q standard, in six classes with different priorities and uses the Box-Jenkins mathematical model to predict the amount of traffic for each class of service and provide resources to meet the classes according to their priority. / Aplicações com restrições temporais (soft e hard real-time) vêm se tornando comuns em nosso cotidiano. Essas aplicações variam desde jogos online até aplicações de controle de tráfego aéreo. As aplicações com restrições temporais que utilizam como meio de comunicação a Internet/Intranet (e.g. streaming de áudio e vídeo, VoIP e mensagens RPCRT), necessitam de um mecanismo de QoS para que seus pacotes sejam entregues antes do término de seu deadline. Nestes casos, priorizar o tráfego dos pacotes gerados por essas aplicações em relação aos demais pacotes é uma forma de tentar minimizar a perda dos deadlines. Assim este trabalho apresenta uma arquitetura de gateway com QoS e previsão de tráfego que visa privilegiar as requisições das aplicações que possuem restrições temporais. O gateway classifica o tráfego, com base no padrão IEEE 802.1q, em seis classes com prioridades distintas e utiliza o modelo matemático Box-Jenkins, para prever o volume de tráfego para cada classe de serviço e disponibilizar recursos para o atendimento das classes de acordo com sua prioridade.

Submitted by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2016-10-25T21:55:38Z No. of bitstreams: 1 FACHINI_Elizeu_2016.pdf: 7355773 bytes, checksum: 57880fc3ade64c5d25c3ec2901d87e9b (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2016-10-25T21:55:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FACHINI_Elizeu_2016.pdf: 7355773 bytes, checksum: 57880fc3ade64c5d25c3ec2901d87e9b (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2016-10-25T21:56:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FACHINI_Elizeu_2016.pdf: 7355773 bytes, checksum: 57880fc3ade64c5d25c3ec2901d87e9b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-25T21:56:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FACHINI_Elizeu_2016.pdf: 7355773 bytes, checksum: 57880fc3ade64c5d25c3ec2901d87e9b (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / Não recebi financiamento / Monitoring is the act of collecting information concerning the characteristics and status of resources of interest. It can be used to the management and allocation of resources, detection and correction of failures and also to the evaluation of performance parameters. To automatically accomplish the monitoring a tool is needed that has functionalities related the acquiring, processing, distributing and presenting of monitoring events. In this work we are interested in a monitoring system to give support to the experimental execution of distributed algorithms, with the objective of correlating the device status with the execution data and, this way, make possible an analysis of cluster resources used by the application. Then, it’s needed a tool with particular characteristics, such as the ability to collect data with a small time period, with low intrusiveness and making the full data available. As was not possible find in the literature a tool with the features required, we developed a new monitoring tool named MSPlus. The features of this tool were evaluated through experiments with the isolated tool and comparing it with other tool. Additionally, we apply the tool in a distribucted system to monitor a distribucted algorithm. / O monitoramento é o ato de coletar informações referentes às características e estado dos recursos de interesse. Ele pode ser utilizado para gerência e alocação de recursos, detec- ção e correção de falhas e também para avaliação de parâmetros de desempenho. Para realizar o monitoramento de modo automático é necessário a utilização de ferramentas, que tem funcionalidades referentes a captação, processamento, distribuição e apresentação dos eventos de monitoramento. Neste trabalho temos interesse em um sistema de monitoramento para dar suporte à execução experimental de algoritmos distribuídos, com o objetivo de relacionar o estado dos dispositivos com os dados da execução e, desta forma, permitir uma análise do uso de recursos do aglomerado pela aplicação. É necessário então uma ferramenta com características particulares como fazer a coleta de informações com pequeno intervalo de tempo, com baixa intrusividade e realizar o armazenamento total dos dados. Como não foi possível encontrar na literatura uma ferramenta com as características desejadas, desenvolvemos uma nova ferramenta de monitoramento chamada MSPlus. As características dessa nova ferramenta foram analisadas através de experimentos de forma isolada e em comparação a outra ferramenta. Adicionalmente, aplicamos a ferramenta em um sistema distribuído monitorando um algoritmo distribuído.

Submitted by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-06-01T17:22:55Z No. of bitstreams: 1 BARBIERI_Rodrigo_2016.pdf: 14770872 bytes, checksum: 86ee1d6f53ed262fa0977a741b0d1d78 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-06-01T17:23:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 BARBIERI_Rodrigo_2016.pdf: 14770872 bytes, checksum: 86ee1d6f53ed262fa0977a741b0d1d78 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-06-01T17:23:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 BARBIERI_Rodrigo_2016.pdf: 14770872 bytes, checksum: 86ee1d6f53ed262fa0977a741b0d1d78 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-01T17:23:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BARBIERI_Rodrigo_2016.pdf: 14770872 bytes, checksum: 86ee1d6f53ed262fa0977a741b0d1d78 (MD5) Previous issue date: 2016-08-04 / Não recebi financiamento / Due to the widespread adoption of distributed systems when building applications, demand for reliability and availability has increased. These properties can be achieved through replication techniques using algorithms that must be capable of tolerating faults. Certain faults such as arbitrary faults, however, may be more difficult to tolerate, resulting in more complex and resource intensive algorithms that end up being not very practical to use. Using an existing benign fault-tolerant middleware based on Paxos, we propose and experiment with the usage of consistency validation techniques and a distributed validation mechanism to harden it, thus allowing any application built on top of this hardened middleware to tolerate non-malicious arbitrary faults. / Devido a crescente adoção de sistemas distribuídos ao se desenvolver aplicações, a demanda por confiabilidade e disponibilidade tem aumentado. Essas propriedades podem ser alcançadas através de técnicas de replicação que utilizam algoritmos capazes de tolerar falhas. Alguns tipos de falhas como falhas arbitrárias, porém, podem ser mais difíceis de tolerar, resultando em algoritmos mais complexos e custosos que acabam não sendo tão viáveis de serem usados. Utilizando um middleware tolerante a falhas benignas já existente baseado em Paxos, nós propomos e experimentamos o uso de técnicas de validação de consistência e um mecanismo de validação distribuída para fortalecê-lo, permitindo então que qualquer aplicação desenvolvida em cima deste middleware fortalecido tolere falhas arbitrárias não-maliciosas.

Esta tese propõe um método denominado PM-MDA para o desenvolvimento de Modelos de Plataforma (Platform Model - PM) no contexto da abordagem Model Driven Architecture (MDA). O método PM-MDA tem como foco o desenvolvimento de projetos de Software embarcado baseados em Sistemas Operacionais em Tempo Real (Real-Time Operating System - RTOS). Adicionalmente, este estudo define um perfil UML 2.0 para modelagem da aplicação e plataforma de software embarcado denominado Profile for modeling Application and Platform of Embedded Software (PROAPES) que é usado no método PM-MDA. Tal perfil define um conjunto de estereótipos para descrever genericamente Modelos de Plataforma e Modelos Independentes de Plataforma (Platform Independent Model - PIM). Além disso, são definidas extensões desse perfil, tal como o perfil PROAPESX que permite a modelagem de PMs para versões do RTOS X Real-Time Kernel e hardware associados. Além disso, o perfil PROAPES possibilita vincular um PIM a um PM, permitindo que esses modelos sejam inseridos como atributos de entrada em uma Transformação de Modelos. No contexto da MDA, esse perfil constitui-se em um metamodelo de plataforma (um metamodelo de uma família de plataformas similares) para a construção de modelos de plataforma. Desse modo, um PM é usado como parte fundamental para o desenvolvimento de software embarcado na abordagem MDA, fornecendo meios de obter independência de plataforma. Em abordagens atuais de MDA, as transformações de modelos empregam implicitamente os modelos de plataforma. Como os interesses referentes à plataforma não são separados dos interesses referentes às transformações de modelos, para cada plataforma requerida deve existir uma ou mais transformações de modelos correspondentes que são configuradas especificamente para aquela plataforma. O resultado são processos de transformações de modelos difíceis de serem automatizados. No domínio de sistemas embarcados, o uso de MDA é ainda mais importante devido à heterogeneidade de plataformas e à complexidade destes sistemas. O método PM-MDA, que faz uso do perfil PROAPES, visa sistematizar o processo de criação e disponibilização de modelos de plataforma separados do processo de transformação de modelos, possibilitando a geração de processos de transformações de modelos eficientes e adaptáveis. / This thesis proposes a method called PM-MDA for the development of Platform Models in the context of Model Driven Architecture (MDA). The PM-MDA method focuses on the development of embedded software projects based on Real-Time Operating Systems (RTOS). Additionally, this study defines a UML 2.0 Profile for Modeling Application and Platform of Embedded Software (PROAPES), which is used in the PM-MDA method. Such profile defines a set of stereotypes to generically describe Platform Models (PMs) and Platform Independent Models (PIMs). Further, extensions are defined in this profile, e.g. the PROAPESX profile, allowing the modeling of PMs into versions of the X RTOS Real-Time Kernel and associated hardware. In its turn, the PROAPES profile enables the link of a PIM to a PM, allowing these models to be entered as input attributes in a Model Transformation. In the context of MDA, this profile is a platform metamodel for building PMs, i.e., a metamodel of a family of similar platforms. In this way, a PM is used as a fundamental part in the development of embedded software in the MDA approach by providing means of obtaining platform independence. In current MDA approaches, model transformations implicitly employ PMs. As the concerns regarding the platform are not separated from the concerns related to model transformations, for each required platform there must be one or more corresponding model transformations that are configured specifically for that platform. This results in model transformation processes that are expensive and difficult to be automated. In some application domains such as embedded systems, the use of MDA is more motivating because of the heterogeneity of platforms and the complexity of these systems. The PM-MDA method, which makes use of the PROAPES profile, aims to systematize the process of creating and providing platform models separated from the model transformation process, enabling the generation of efficient and adaptable model transformations.

CNPq / Sistemas embarcados são sistemas computacionais projetados para aplicações específicas, os quais estão presentes em praticamente todos os dispositivos eletrônicos atuais. A utilização de um sistema operacional (SO) é uma maneira de simplificar o desenvolvimento de software, livrando os programadores do gerenciamento do hardware de baixo nível e fornecendo uma interface de programação simples para tarefas que ocorrem com frequência. A alta complexidade dos computadores pessoais atuais torna a utilização de um SO indispensável. Por outro lado, sistemas embarcados são arquiteturas limitadas, geralmente com muitas restrições de custo e consumo. Devido às demandas adicionais impostas por um SO, os desenvolvedores de sistemas embarcados enfrentam a crítica decisão quanto à adoção ou não de um SO. Nesta dissertação, apresenta-se uma série de critérios a fim de auxiliar os projetistas de sistemas embarcados na decisão quanto ao uso ou não de um SO. Além disso, outros critérios são apresentados com o intuito de guiar a seleção do SO mais adequado às características do projeto. Adicionalmente, escolheu-se 15 sistemas operacionais para serem analisados de acordo com os critérios apresentados, os quais podem ser utilizados como base para o processo de seleção de um SO. Adicionalmente, a fim de avaliar o impacto da adoção de um SO em um projeto embarcado, apresenta-se um estudo de caso no qual uma aplicação modelo (uma estação meteorológica embarcada) foi desenvolvida em três diferentes cenários: sem um SO, usando um SO de tempo real (µC/OS-II), e usando um SO de propósito geral (uClinux). Uma FPGA e um SoPC foram utilizados para obter uma plataforma flexível de hardware apta para acomodar as três configurações. A adoção de um SO proporcionou uma redução de até 48% no tempo de desenvolvimento; em contrapartida, isto aumentou os requisitos de memória de programa em pelo menos 71%. / An embedded system (ES) is a computing system designed for a specific purpose, present essentially in every electronic device. The use of an operating system (OS) is advocated as a means to simplify software development, freeing programmers from managing low-level hardware and providing a simpler programming interface for common tasks. The high complexity of modern desktop computers makes an OS indispensable; embedded systems, on the other hand, are limited architectures, usually severely cost- and power-constrained. Because of the additional demands imposed by an OS, embedded developers are faced with the crucial decision of whether to adopt an OS or not. In this work, we introduce a set of criteria to help determine whether an OS should be adopted in an embedded design. We then go further and establish a series of rules to help decide which OS to pick, if one should be used. In addition, we present a case study in which a sample application (an embedded weather station) was developed under three different scenarios: without any OS, using the µC/OS-II real-time OS, and using the uClinux general-purpose OS. An FPGA and a SoPC were used to provide a flexible hardware platform able to accommodate all three configurations. The adoption of an OS provided a reduction of up to 48% in development time; on the other hand, it increased program memory requirements in at least 71%.

Esta tese propõe um método denominado PM-MDA para o desenvolvimento de Modelos de Plataforma (Platform Model - PM) no contexto da abordagem Model Driven Architecture (MDA). O método PM-MDA tem como foco o desenvolvimento de projetos de Software embarcado baseados em Sistemas Operacionais em Tempo Real (Real-Time Operating System - RTOS). Adicionalmente, este estudo define um perfil UML 2.0 para modelagem da aplicação e plataforma de software embarcado denominado Profile for modeling Application and Platform of Embedded Software (PROAPES) que é usado no método PM-MDA. Tal perfil define um conjunto de estereótipos para descrever genericamente Modelos de Plataforma e Modelos Independentes de Plataforma (Platform Independent Model - PIM). Além disso, são definidas extensões desse perfil, tal como o perfil PROAPESX que permite a modelagem de PMs para versões do RTOS X Real-Time Kernel e hardware associados. Além disso, o perfil PROAPES possibilita vincular um PIM a um PM, permitindo que esses modelos sejam inseridos como atributos de entrada em uma Transformação de Modelos. No contexto da MDA, esse perfil constitui-se em um metamodelo de plataforma (um metamodelo de uma família de plataformas similares) para a construção de modelos de plataforma. Desse modo, um PM é usado como parte fundamental para o desenvolvimento de software embarcado na abordagem MDA, fornecendo meios de obter independência de plataforma. Em abordagens atuais de MDA, as transformações de modelos empregam implicitamente os modelos de plataforma. Como os interesses referentes à plataforma não são separados dos interesses referentes às transformações de modelos, para cada plataforma requerida deve existir uma ou mais transformações de modelos correspondentes que são configuradas especificamente para aquela plataforma. O resultado são processos de transformações de modelos difíceis de serem automatizados. No domínio de sistemas embarcados, o uso de MDA é ainda mais importante devido à heterogeneidade de plataformas e à complexidade destes sistemas. O método PM-MDA, que faz uso do perfil PROAPES, visa sistematizar o processo de criação e disponibilização de modelos de plataforma separados do processo de transformação de modelos, possibilitando a geração de processos de transformações de modelos eficientes e adaptáveis. / This thesis proposes a method called PM-MDA for the development of Platform Models in the context of Model Driven Architecture (MDA). The PM-MDA method focuses on the development of embedded software projects based on Real-Time Operating Systems (RTOS). Additionally, this study defines a UML 2.0 Profile for Modeling Application and Platform of Embedded Software (PROAPES), which is used in the PM-MDA method. Such profile defines a set of stereotypes to generically describe Platform Models (PMs) and Platform Independent Models (PIMs). Further, extensions are defined in this profile, e.g. the PROAPESX profile, allowing the modeling of PMs into versions of the X RTOS Real-Time Kernel and associated hardware. In its turn, the PROAPES profile enables the link of a PIM to a PM, allowing these models to be entered as input attributes in a Model Transformation. In the context of MDA, this profile is a platform metamodel for building PMs, i.e., a metamodel of a family of similar platforms. In this way, a PM is used as a fundamental part in the development of embedded software in the MDA approach by providing means of obtaining platform independence. In current MDA approaches, model transformations implicitly employ PMs. As the concerns regarding the platform are not separated from the concerns related to model transformations, for each required platform there must be one or more corresponding model transformations that are configured specifically for that platform. This results in model transformation processes that are expensive and difficult to be automated. In some application domains such as embedded systems, the use of MDA is more motivating because of the heterogeneity of platforms and the complexity of these systems. The PM-MDA method, which makes use of the PROAPES profile, aims to systematize the process of creating and providing platform models separated from the model transformation process, enabling the generation of efficient and adaptable model transformations.

Este trabalho descreve o acoplamento entre um minicomputador genérico e uma experiência de defeito "RAMAN", com vistas ao conteole e aquisição dos dados da mesma. / This work describes an interface between a generic minicomputer and a Laser Raman spectrometer for control and data acquisition in experiments.