Orientadores: Ariovaldo Verandio Garcia e Alcir Jose Monticelli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-21T08:26:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zagari_EduardoNicolaFerraz_M.pdf: 6499242 bytes, checksum: afbf9227df546b9a164aab340310382d (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Este trabalho apresenta dois modelos de implementação de escalonadores para as funções de análise de rede em tempo real em um Centro de Controle. Os escalonadores propostos gerenciam funções como o configurador de rede, o estimador de estado e o fluxo de potência on-line, tanto de forma periódica como por solicitação do operador. O primeiro modelo é um escalonador estático, baseado no algoritmo Taxa Monotônica com Servidor Esporádico, e o segundo, baseado no algoritmo Próximo Prazo, é um escalonador com atribuição dinâmica de prioridades. As características das funções avançadas de análise de rede foram analisadas quanto aos seus aspectos de restrições temporais e independência entre instâncias de varreduras do sistema de aquisição de dados distintas. As implementações foram feitas para arquiteturas computacionais monoprocessadas, sob o sistema operacional UNIX. Foram realizados testes em um sistema elétrico da região de Campinas através de três ambientes distintos / Resumo: Este trabalho apresenta dois modelos de implementação de escalonadores para as funções de análise de rede em tempo real em um Centro de Controle. Os escalonadores propostos gerenciam funções como o configurador de rede, o estimador de estado e o fluxo de potência on-line, tanto de forma periódica como por solicitação do operador. O primeiro modelo é um escalonador estático, baseado no algoritmo Taxa Monotônica com Servidor Esporádico, e o segundo, baseado no algoritmo Próximo Prazo, é um escalonador com atribuição dinâmica de prioridades. As características das funções avançadas de análise de rede foram analisadas quanto aos seus aspectos de restrições temporais e independência entre instâncias de varreduras do sistema de aquisição de dados distintas. As implementações foram feitas para arquiteturas computacionais monoprocessadas, sob o sistema operacional UNIX. Foram realizados testes em um sistema elétrico da região de Campinas através de três ambientes distintos / Abstract: This work presents two real-time schedulers for network analysis functions in energy management systems. The proposed schedulers handle functions such as network configuration, state estimation and on-line power flow, both in periodic mode as well as in asynchronous mode (interruption handling). The first mo dei is a fixed priority scheduler, designed using the rate monotonic scheduling algorithm with a sporadic server, and the second one, based on the earliest deadline scheduling algorithm, is a dynamic scheduler. Time constraints and independence of the network functions were studied and then considered in the definition of the scheduler characteristics. The schedulers implementations described in this work refer specifically to the network analysis functions running on a single processor in Unix workstations. Tests have been performed with part of the CPFL network (Campinas region) and the results are reported in the dissertation / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

[pt] O objetivo do presente trabalho foi apresentar e avaliar técnicas estruturadas e ferramentas conceituais de modelagem para o desenvolvimento de sistemas de Tempo-Real, baseadas em extensões sobre Diagramas de Fluxo de Dados – DFDs, sendo estas propostas, primeiramente, por Ward e Mellor nos livros Structured Development for Real-Time Systems. Assim, modelou-se um Piloto Automático para Automóvel, sendo para este desenvolvido os Modelos da Essência, da Implementação (Modelo da Configuração dos Processadores, Modelo da Configuração dos Processos e Modelos da Configuração dos Módulos) e da Automação. / [en] This work goal was to describe and to evaluate structured techniques and conception tools of modelling to develop Real-Time Systems, based on Data Flow Diagrams – DFDs – extensions, that were first described by Ward & Mellor on Structured Development for Real-Time Systems books. Therefore, it was modeled a Control Cruise System, describing its Essential Model, Implementation Model (Process Model, Task Model and Module Model) and Project Model.

Orientadores: Paulo Sérgio Martins Pedro, Edson Luiz Ursini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T04:51:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MassaroJunior_FlavioRubens_M.pdf: 3302871 bytes, checksum: aa117bbaac53f7ead30d1a21700e03aa (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Modos de operação e mudanças de modo são uma abstração útil para permitir que sistemas de tempo real sejam flexíveis e configuráveis. Trabalhos prévios em escalonamento preemptivo com prioridades fixas permitem que as tarefas passem de um modo de operação para outro provendo garantias de tempo real. No entanto, a configuração adequada dos parâmetros críticos, tais como o offset de uma tarefa, apesar de trabalhos anteriores terem abordado este assunto, permanece uma lacuna a ser explorada. Sem um método que automatize esta etapa do processo, garantindo ao mesmo tempo que os requisitos básicos sejam atendidos, a adoção plena de mudanças de modo em sistemas de tempo real permanece limitada a sistemas relativamente simples, com um conjuntos de tarefas limitado. Propomos um método para atribuir offsets às tarefas em uma mudança modo, através de uma abordagem Metaheurística (algoritmos genéticos). Este método permite a configuração e/ou a minimização da latência de pior caso de uma mudança modo. A latência de uma mudança de modo é um parâmetro crítico para ser minimizado, uma vez que durante a mudança de modo o sistema oferece funcionalidade limitada, uma vez que o conjunto de tarefas está parcialmente em operação. Também elaboramos uma classificação das mudanças de modo de acordo com as necessidades das aplicações. Esta classificação, quando aplicada a uma série de estudos de casos, permitiu validar a abordagem de minimização/configuração, estender a classificação anteriormente existente e demonstrar que o método é flexível, já que pode acomodar uma ampla variedade de tipos de mudanças de modo / Abstract: Modes of operation and mode-changes are a useful abstraction to enable configurable, flexible real-time systems. Substantial work on the fixed priority preemptive scheduling approach allowed tasks across a mode-change to be provided with real-time guarantees. However, the proper configuration of critical parameters such as task offsets, despite initial work, remains a gap in research. Without a method that automates this design step, while assuring that the basic requirements are met, the full adoption of mode-changes in real-time systems remains limited to relatively simple systems with limited task sets. We propose a method to assign offsets to tasks across a mode-change, using a metaheuristic approach (genetic algorithms). This method allows the configuration and/or the minimization of the worst-case latency of a mode-change. The latency of a mode change is a critical parameter to be minimized, since during the mode change the system offers limited functionality due to the fact that the task set is still incomplete. We also provide a classification of mode changes according to applications¿ requirements. This classification was useful, once applied to a number of case studies, both to validate the configuration approach and to a greater extent to show that the method is flexible in that it can accommodate a wide variety of types of mode-changes / Mestrado / Mestre em Tecnologia

Recentes pesquisas têm investigado modelos de garantia de desempenho baseados em restrições temporais, parametrizadas pela especificação de limites superiores de tempo médio de resposta. Este trabalho estende o desenvolvimento da política de escalonamento de temporeal EBS, aplicável a esse problema, apresentando um mecanismo de controle de admissão de requisições em aplicações com tais requisitos. A abordagem baseia-se em um método adaptativo capaz de administrar o nível de degradação do sistema, de forma a isolar o efeito do comportamento de um usuário sobre a qualidade de serviço oferecida aos demais usuários. Também é proposta uma modificação na implementação do algoritmo originalmente definido para a EBS, de forma a diminuir sua complexidade temporal. Resultados de simulação demonstram a efetividade dos mecanismos propostos / In recent research works performance guarantee models based on temporal constraints with specified response-time upper bounds have been investigated. This work extends the development of the EBS real-time scheduling policy, applicable to this problem, by proposing an admission control mechanism. The introduced approach is based on an adaptive model which, based on the system degradation level, tries to isolate the impact of the behavior of a given user upon the quality of service offered to the other users. Its also proposed a new algorithm to reduce the complexity order of the original EBS implementation. Simulation results illustrate the effectiveness of proposed methods

A utilização das redes sem fio nos mais diversos segmentos vem crescendo vertiginosamente nos últimos anos. Aliado ao crescimento da utilização das redes, está a diversificação de aplicações utilizadas por todos os usuários, sejam eles corporativos ou domésticos. Isto tem contribuído significativamente para o desenvolvimento de tecnologias que ofereçam mecanismos de qualidade de serviço, de forma a permitir o uso satisfatório de aplicações como voz e vídeo em tempo real. Este trabalho estuda os efeitos que a existência de tráfego de voz e dados em redes sem fio padrão IEEE 802.11 causa no desempenho da rede e por consequência no desempenho das aplicações. Para realizar este estudo foram executadas simulações baseadas em uma rede sem fio com topologia ad hoc, com variações no número de estações e quantidade de tráfego gerado. Foram simulados os padrões 802.11g e 802.11e com o objetivo de analisar o desempenho dos mecanismos de qualidade de serviço e os benefícios que estes mecanismos geram para a transmissão de tráfego em tempo real em redes sem fio padrão IEEE 802.11. Verificou-se que o padrão IEEE 802.11e apresenta um ganho de desempenho para aplicações de tempo real, porém ele apresenta limitações que devem ser consideradas nos projetos de redes sem fio. / The use of wirelles networks in most various sectors has been growing drastically in past years Allied to the wireless networks use, the diversification of applications and services provided can be directly verified whether by home or corporate users. This alliance contributes significantly to the needs of technology development which offer the quality of service mechanisms, allowing satisfactory use of real-time applications like voice and video This paper studies the effects that coexistent voice and data traffic on a IEEE 802.11 standard wireless network cause in the network performance and, consequently, in the applications performance. To make this study a reality, it was necessary to run simulations of a wireless ad hoc topology network, with variations in the number of workstations and the quantity of generated traffic. The 802.11g and 802.11e standards were used in the simulations with the purpose of analyzing the performance of quality of service mechanisms and the benefits they create for the real-time transmissions in IEEE 802.11 standard wireless networks. It was verified that the IEEE 802.11e standard presents a perfomance gain for the real-time applications, but it has limitations that should be considered in wireless networks design.

A utilização das redes sem fio nos mais diversos segmentos vem crescendo vertiginosamente nos últimos anos. Aliado ao crescimento da utilização das redes, está a diversificação de aplicações utilizadas por todos os usuários, sejam eles corporativos ou domésticos. Isto tem contribuído significativamente para o desenvolvimento de tecnologias que ofereçam mecanismos de qualidade de serviço, de forma a permitir o uso satisfatório de aplicações como voz e vídeo em tempo real. Este trabalho estuda os efeitos que a existência de tráfego de voz e dados em redes sem fio padrão IEEE 802.11 causa no desempenho da rede e por consequência no desempenho das aplicações. Para realizar este estudo foram executadas simulações baseadas em uma rede sem fio com topologia ad hoc, com variações no número de estações e quantidade de tráfego gerado. Foram simulados os padrões 802.11g e 802.11e com o objetivo de analisar o desempenho dos mecanismos de qualidade de serviço e os benefícios que estes mecanismos geram para a transmissão de tráfego em tempo real em redes sem fio padrão IEEE 802.11. Verificou-se que o padrão IEEE 802.11e apresenta um ganho de desempenho para aplicações de tempo real, porém ele apresenta limitações que devem ser consideradas nos projetos de redes sem fio. / The use of wirelles networks in most various sectors has been growing drastically in past years Allied to the wireless networks use, the diversification of applications and services provided can be directly verified whether by home or corporate users. This alliance contributes significantly to the needs of technology development which offer the quality of service mechanisms, allowing satisfactory use of real-time applications like voice and video This paper studies the effects that coexistent voice and data traffic on a IEEE 802.11 standard wireless network cause in the network performance and, consequently, in the applications performance. To make this study a reality, it was necessary to run simulations of a wireless ad hoc topology network, with variations in the number of workstations and the quantity of generated traffic. The 802.11g and 802.11e standards were used in the simulations with the purpose of analyzing the performance of quality of service mechanisms and the benefits they create for the real-time transmissions in IEEE 802.11 standard wireless networks. It was verified that the IEEE 802.11e standard presents a perfomance gain for the real-time applications, but it has limitations that should be considered in wireless networks design.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pòs-graduação em Engenharia de Automação e Sistemas / Made available in DSpace on 2012-10-24T17:11:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 268492.pdf: 2027637 bytes, checksum: 7c5542f8bdacb74b8e19ba630b5386c8 (MD5) / Esta dissertação apresenta uma plataforma hardware e software adequada ao desenvolvimento de aplicações de controle tempo real embarcado. Além da plataforma em si, são apresentadas e discutidas as principais etapas de desenvolvimento de um SCTRE, onde são ressaltados os modelos computacionais que representam sub-partes do sistema a ser projetado e as ferramentas utilizadas em todo o processo. O trabalho também faz um levantamento sobre alguns sistemas operacionais de tempo real, protocolos de redes e outras ferramentas que podem auxiliar o desenvolvimento de aplicações de controle embarcado. Nesse sentido, desenvolveu-se um estudo de caso para o controle de seguimento de trajetória aplicado à manobras de estacionamento visando o estudo detalhado de cada etapa apresentada e as principais características das ferramentas escolhidas. O projeto consiste então de um sistema de estacionamento autônomo, onde são realizados o controle de velocidade e direção do veículo projetados e analisados em simulações computacionais. Para a realização de testes do sistema, visando a uma aplicação real, instrumentou-se um veículo protótipo de modo a ser possível observar detalhes construtivos da aplicação e validar os modelos e projetos de controle desenvolvidos. Por fim, foram realizadas filmagens que constatam a operacionalidade do sistema de estacionamento.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T16:54:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 296722.pdf: 2285068 bytes, checksum: 9d2dc2ca0efc188ccce4ec6c2477a046 (MD5) / Esta tese propõe um protocolo MAC híbrido para redes ad hoc móveis denominado HCT-MAC (Hybrid Contention/TDMA MAC). A principal característica deste protocolo é o fato do mesmo suportar a mobilidade de nodos e ao mesmo tempo oferecer meios para atender prazos de entrega de mensagens. Para tanto, o HCT-MAC implementa um mecanismo de reserva de recursos oportunístico e de curto alcance, que se adapta continuamente às mudanças de topologia de uma rede com dispositivos móveis. A reserva de recursos se ampara na auto-organização dos dispositivos móveis em grupos denominados clusters, cujos membros realizam um acesso ao meio do tipo TDMA. No caso de dispositivos que não pertencem a clusters, o acesso ao meio se realiza com disputa do tipo CSMA. A formação de clusters é obtida com uma abordagem que agrupa iterativamente e de forma adaptativa dispositivos com base em suas estimativas de qualidade de enlace. O protocolo proposto foi testado e avaliado por meio de uma implementação prática e também de simulações. Os resultados dos experimentos mostraram que o uso do HCT-MAC proporcionou melhoras significativas na utilização do meio e taxa de mensagens entregues comparados a um protocolo CSMA, graças a reserva de recursos oportunística obtida com a auto-organização das redes simuladas. Outra contribuição deste trabalho é um método para analisar a capacidade tempo-real probabilística de uma rede em que o acesso ao meio funciona em ciclos de ativação e desativação, como no caso do uso do HCT-MAC em uma rede com dispositivos móveis. / This thesis proposes the HCT-MAC (Hybrid Contention/TDMA MAC), a hybrid MAC protocol for mobile ad hoc networks. The main characteristic of this protocol is to cope with mobility while also providing means to cope with message deadlines. Thereby it provides a short range and opportunistic resource-reservation mechanism, which adapts continuously to topology changes that occur in a network composed by mobile devices. Resourcereservation is supported by the fact that devices are self-organized in groups called clusters. Members of clusters access the medium in a contention-free manner similar to TDMA, and nodes which are not members of cluster access the medium with CSMA. Clusters are formed iteratively and adaptively based on measurements of link quality between nodes. The proposed protocol was tested and evaluated with simulations and a real prototype. Results of the simulation experiments showed that the HCT-MAC protocol provided a significant improvement in medium utilization and ratio of delivered messages compared to a CSMA protocol. That was related to the opportunistic resource-reservation in the self-organized networks of the experiments. Another contribution of this thesis is a method to analyze the probabilistic real-time capacity of a network which uses a MAC protocol with intermittent communication links, as is the case of the HCT-MAC protocol in a mobile network.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação / Made available in DSpace on 2012-10-22T11:49:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 232784.pdf: 1097107 bytes, checksum: f4dac9ab787f0e280f49e381a3362dac (MD5) / Tecnologias para integração de sistemas, como Web Services, vêm sendo empregadas com sucesso para integração de softwares empresariais, permitindo a interação entre sistemas utilizados em diferentes organizações. Web Services têm se mostrado uma arquitetura eficiente para a interconexão de sistemas através da rede. Sistemas Embutidos estão cada vez mais integrados à Internet através da interconexão destes dispositivos em redes TCP/IP. E a integração de aplicações provenientes dos Sistemas Embutidos a outros sistemas vem se mostrando, do mesmo modo, cada vez mais necessária. Este trabalho busca propor e apresentar uma arquitetura baseada em Web Services com diferenciação de serviços para integração de Sistemas Embutidos a outros sistemas. Portanto, realizamos uma definição de uma política de escalonamento com diferenciação entre os serviços e analisamos a adequação da arquitetura de Web Services e da infra-estrutura desenvolvida neste trabalho para a integração de aplicações desenvolvidas sobre sistemas embutidos. A implantação desta arquitetura foi alcançada através do estudo, da modelagem e desenvolvimento do suporte para execução de web services projetados com o toolkit gSOAP tendo como ambiente o sistema embutido SHIP, identificando as limitações para sua integração com outros dispositivos. Ao longo deste trabalho, realizamos mudanças no firmware deste dispositivo com o intuito de permitir a sua integração através do uso de Web Services, e também criamos uma extensão ao toolkit gSOAP para que este oferecesse suporte a diferenciação de serviços. Através da implementação dos serviços usados como testes, conseguimos demonstrar que podemos disponibilizar uma plataforma para o desenvolvimento de Web Services em sistemas embutidos, tanto em relação ao desempenho, quanto ao classificador de serviços proposto, sendo viável para um conjunto significativo de aplicações com restrições temporais do tipo melhor-esforço e de tempo real brando (soft). System integration technologies, such as Web Services, have been employed successfully for the integration of business software, allowing the interaction between systems hosted by different companies. Web Services has shown an efficient architecture for the interconnection of systems through the net. Embedded Systems are more integrated to the Internet through the interconnection of these devices in TCP/IP nets. And the integration of applications proceeding from the Embedded Systems to other systems, in a similar way, becomes more necessary. This work seeks to propose and to present an architecture based on Web Services with services differentiation for Embedded Systems integration to other systems. Therefore, we made a scheduling politics definition with differentiation between the services and analyze the adequacy of the Web Services architecture and the infrastructure developed in this work for the integration of applications developed on Embedded systems. The implantation of this architecture was reached through the study, modeling and development of a web services execution support projected with the gSOAP toolkit having as embedded system environment the SHIP board, identifying the limitations for its integration with other devices. Along these work, we made changes in the firmware of these device in order to allow their integration through the use of Web Services, and also we create an gSOAP#s toolkit extension to provide services differentiation support. Through the services implementation used as tests, we demonstrate that we can provide a platform for the development of Web Services in Embedded Systems, achieving performance and classifying services, being viable for a significant set of applications with time constraints such as best-effort and soft real-time.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-20T22:06:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 203412.pdf: 421299 bytes, checksum: 51c6c20a8db8d929a6e24bf29936e52a (MD5) / A utilizaçao de sistemas computacionais vem obtendo grande abrangencia nas mais diversas areas de conhecimento. Dentre as atividades a que estes podem estar relacionados, existem aquelas que possuem alguns requisitos temporais. Os sistemas de tempo real são aqueles cujo correto funcionamento está associado, não apenas às respostas corretas a determinados estímulos, mas também às restriçoes temporais impostas pelo ambiente. Muitas pesquisas vem sendo desenvolvidas com o objetivo de dar suporte a sistemas de tempo real atrav´es de soluções proprietárias ou extensões para sistemas operacionais de propósito geral. O RTAI é uma extensão do Linux para tempo real, cuja pilha de protocolo de rede é chamada RTNET. Neste trabalho é apresentada a implementação de um protocolo alternativo de rede, na forma de um m´odulo, para comunicação de tarefas em modo usuário que desejem fazer uso da pilha RTNET. São apresentados, ainda, os resultados dos testes de forma comparativa aos protocolos UDP/IP.