Made available in DSpace on 2014-06-12T16:00:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6366_1.pdf: 916097 bytes, checksum: 97d1590a79f754b720809815be7c379e (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Sistemas críticos de tempo real estão se tornando cada vez mais utilizados. A grande complexidade na criação de aplicações para tempo real favorece o surgimento de novos recursos que facilitam ao projetista adequar tais sistemas às suas necessidades, entre eles os Sistemas Operacionais de Tempo Real (SOTR). Conseqüência disso é que a adoção dos SOTR têm aumentado significativamente, principalmente entre os que são baseados em Sistemas Operacionais de Propósito Geral (SOPG), mais precisamente os que são baseados em Linux. Existem também aqueles sistemas que foram desenvolvidos especificamente para o tratamento de tarefas temporais, sendo um dos mais famosos o VxWorks da Wind River como também o Windows CE da Microsoft. Contudo o SOTR é uma peça integrante em um sistema de tempo real. O presente trabalho tem como ideal facilitar o projetista de tempo real a escolher entre os diversos tipos de SOTR, entre eles o sistema proprietário da Microsoft, Windows CE e os sistemas de código aberto RTLinux e RTAI. Elementos chaves, como previsibilidade, tamanho, modularidade e adaptabilidade são verificados para ter o conhecimento necessário que auxilie o projetista no desenvolvimento de sistemas mais confiáveis. O resultado final será a verificação da real capacidade e maturidade de tais sistemas, auxiliando o projetista de tempo real na criação de aplicações. Também será analisado se os mesmos podem ter seus escalonadores modificados

Este trabalho descreve o projeto e a implementação de instrumentação eletrônica dedicada para neurobiofísica, com foco para pesquisas em codificação neural com invertebrados. Foram desenvolvidos sistemas de tempo real, controlados por computador, para a aquisição de tempos de disparo de spikes neurais oriundos de neurônios do cérebro de moscas, e para a geração de sinais de controle de estímulos visuais gerados a uma taxa de varredura vertical de 500Hz, usado para estimulações visuais em invertebrados. Estes sistemas possuem hardware dedicado, incluindo front end analógico, hardware digital baseado em FPGAs, hospedado em microcomputador IBM/PC compatível, que prove a interface do sistema com o usuário. Dois protótipos foram construídos, sendo o primeiro com ênfase em hardware dedicado, e o segundo com ênfase em sistema operacional de tempo real para controle do hospedeiro. Ambos sistemas estão sendo utilizados no laboratório Dipteralab do IFSC, para o estudo da transmissão da informação no duto óptico da mosca / This work describes the project and implementation of custom build electronic instrumentation to be used in neurobiophysical research, more precisely in neural coding experiments with invertebrates. A hard real time computer controlled integrated system was developed capable to acquire the timestamps of evoked neural spikes of a fly submitted to visual stimuli. The visual stimuli generator is a custom build system connected to the hard real time computer capable to generate images at a frame rate of 500Hz. Dedicated hardware was developed, including an analog front end and FPGA based digital circuits. The IBM/PC compatible computer hosted hardware provides the system interface with the end user. Two prototypes were build, one based on dedicated hardware and the other based on real time routines executed on the host computer. Both systems are in use at the Dipteralab of our institute to study the information transmission of the optic flow signal in fly.

Este trabalho descreve o projeto e a implementação de instrumentação eletrônica dedicada para neurobiofísica, com foco para pesquisas em codificação neural com invertebrados. Foram desenvolvidos sistemas de tempo real, controlados por computador, para a aquisição de tempos de disparo de spikes neurais oriundos de neurônios do cérebro de moscas, e para a geração de sinais de controle de estímulos visuais gerados a uma taxa de varredura vertical de 500Hz, usado para estimulações visuais em invertebrados. Estes sistemas possuem hardware dedicado, incluindo front end analógico, hardware digital baseado em FPGAs, hospedado em microcomputador IBM/PC compatível, que prove a interface do sistema com o usuário. Dois protótipos foram construídos, sendo o primeiro com ênfase em hardware dedicado, e o segundo com ênfase em sistema operacional de tempo real para controle do hospedeiro. Ambos sistemas estão sendo utilizados no laboratório Dipteralab do IFSC, para o estudo da transmissão da informação no duto óptico da mosca / This work describes the project and implementation of custom build electronic instrumentation to be used in neurobiophysical research, more precisely in neural coding experiments with invertebrates. A hard real time computer controlled integrated system was developed capable to acquire the timestamps of evoked neural spikes of a fly submitted to visual stimuli. The visual stimuli generator is a custom build system connected to the hard real time computer capable to generate images at a frame rate of 500Hz. Dedicated hardware was developed, including an analog front end and FPGA based digital circuits. The IBM/PC compatible computer hosted hardware provides the system interface with the end user. Two prototypes were build, one based on dedicated hardware and the other based on real time routines executed on the host computer. Both systems are in use at the Dipteralab of our institute to study the information transmission of the optic flow signal in fly.

Este trabalho apresenta um estudo sobre sistemas operacionais de tempo real (RTOS) utilizados na implementação da infraestrutura de controle digital para sistemas mecatrônicos, mas serve também como referência para outros sistemas que possuam restrições de tempo. Além de ter um caráter experimental, onde foram medidos e analisados dados como o pior tempo de resposta dos sistemas e a latência para tratamento de interrupções, este trabalho de pesquisa ainda contempla a implementação e uso de RTOS em situações práticas, bem como contempla a construção de uma plataforma geral de pesquisa que servirá de base para futuros trabalhos no laboratório de mecatrônica. Os sistemas analisados neste trabalho foram o VxWorks, QNX, Linux, RTAI, Windows XP, Windows CE e \'mü\'C/OS-II. Outro produto gerado durante este trabalho foi um Live CD para auxiliar na implementação e ensino de conceitos e sistemas de tempo real. / This work presents a study about real time operating systems (RTOS) that are utilized as infrastructure to create digital control systems for mechatronics systems, and also for systems that have critical time constraints. Parameters like worst case response time and interrupt latency were measured for each operating system. This research project also covers the implementation and use of RTOS in practical situations. A general research platform for robotics and real time research was also developed and will be used for future works in the Mechatronics Laboratory. The tested systems were VxWorks, QNX, Linux, RTAI, Windows XP, Windows CE and \'mü\'C/OS-II. Another product released during this work was a Live CD to aid the implementation and teaching of real time systems and concepts.

Este trabalho apresenta um estudo sobre sistemas operacionais de tempo real (RTOS) utilizados na implementação da infraestrutura de controle digital para sistemas mecatrônicos, mas serve também como referência para outros sistemas que possuam restrições de tempo. Além de ter um caráter experimental, onde foram medidos e analisados dados como o pior tempo de resposta dos sistemas e a latência para tratamento de interrupções, este trabalho de pesquisa ainda contempla a implementação e uso de RTOS em situações práticas, bem como contempla a construção de uma plataforma geral de pesquisa que servirá de base para futuros trabalhos no laboratório de mecatrônica. Os sistemas analisados neste trabalho foram o VxWorks, QNX, Linux, RTAI, Windows XP, Windows CE e \'mü\'C/OS-II. Outro produto gerado durante este trabalho foi um Live CD para auxiliar na implementação e ensino de conceitos e sistemas de tempo real. / This work presents a study about real time operating systems (RTOS) that are utilized as infrastructure to create digital control systems for mechatronics systems, and also for systems that have critical time constraints. Parameters like worst case response time and interrupt latency were measured for each operating system. This research project also covers the implementation and use of RTOS in practical situations. A general research platform for robotics and real time research was also developed and will be used for future works in the Mechatronics Laboratory. The tested systems were VxWorks, QNX, Linux, RTAI, Windows XP, Windows CE and \'mü\'C/OS-II. Another product released during this work was a Live CD to aid the implementation and teaching of real time systems and concepts.