Os métodos tradicionais de validação de requisitos de desempenho de software, baseados em testes do código, permitem a detecção de problemas somente nas fases finais do ciclo de desenvolvimento de software. Mudanças no software nas fases finais do desenvolvimento são em geral mais custosas e demoradas para serem efetivadas do que aquelas identificadas em fases preliminares. As técnicas de desenvolvimento de software orientadas a modelos permitem verificar requisitos de desempenho durante todo o ciclo de vida do software. Este trabalho propõe um framework de simulação para verificação de requisitos de desempenho de sistemas computacionais de tempo real, baseado em técnicas de desenvolvimento de software orientadas a modelos. O modelo de software é representado por diagramas de instalação e de estados UML (Unified Modeling Language) anotados com informações de desempenho de acordo com o padrão UML Profile for MARTE (Modeling and Analysis of Real-Time and Embedded Systems). O framework gera automaticamente o modelo de desempenho baseado em Diagrama de Ciclo de Atividades (Activity Cycle Diagram - ACD) a partir do modelo de software UML. ACD é uma representação gráfica simples, que permite a modelagem de sistemas para simulação discreta. O modelo de análise de desempenho é simulado e os resultados da análise dos experimentos de simulação são usados para indicar possíveis melhorias no modelo do software, caso os requisitos de desempenho não sejam atendidos. A análise de desempenho e a realimentação do modelo de software são baseadas na identificação de antipadrões de desempenho no modelo ACD. Os antipadrões de desempenho descrevem erros comuns na arquitetura do software, que podem provocar problemas de desempenho, assim como suas soluções. Finalmente, para validação do framework dois estudos de caso de sistemas computacionais de tempo real são apresentados.

A utilização de protocolos de comunicação em rede de computadores é uma prática que começou a ser difundida nos anos 60 e ultimamente tem passado por um grande crescimento em todas as áreas de aplicação; na indústria, nas escolas, nos escritórios e nos lares através da Internet. Os protocolos de comunicação em rede de computadores que se tornaram padrão foram os TCP/IP que através da Internet passaram a ser os mais utilizados no mundo. Atualmente crescem as implementações destes protocolos em sistemas embarcados, o número de dispositivos e utilitários domésticos conectados a Internet continuam aumentando. São eletrodomésticos, celulares, telefones com funções especiais, sistemas de segurança, câmaras de monitoramento, enfim uma gama muito grande de novos dispositivos conectados em rede. Neste trabalho será mostrada uma implementação de protocolos TCP/IP em um sistema embarcado que utiliza um sistema operacional multitarefas de tempo real que não possui os recursos existentes em um computador normal, um módulo GPS (Global Positioning System) da Tyco Electronics com micro-controlador da ST Electronics. Foram implementados os protocolos IP, ICMP, SLIP, ARP, UDP, TCP utilizados na pilha de protocolos TCP/IP e as aplicações de telnet, http e Daytime, com funções básicas, utilizando apenas 14 Kbytes de memória ROM (Flash) e 22 Kbytes de memória RAM de dados do sistema embarcado alvo. Também consta desta implementação, o desenvolvimento e testes de um driver para interface Ethernet de comunicação de dados entre um PC (Personal Computer) e o módulo GPS utilizando uma placa Ethernet padrão ISA.

Interoperability is a key property of distributed applications, which is hard to achieve due to the large number of interoperating components and semantic heterogeneity. Distributed Real-Time Systems (RTS) have strict requirements of performance. The interoperability of Distributed RTS components challenges the computer engineering community to fulfill these requirements. These systems are increasingly based on Commercial-Off-The-Shelves (COTS) middlewares for data exchange, which design is implemented to solve the interoperability problem for several context-domain systems and support many distinct computational requirements. As a result, the complexity of these middleware solutions deteriorates the overall system performance, which is unacceptable according to RTS requirements. This work brings a new approach for RTS interoperability, since it is focused on the basic middlewares functionality (distributed computing) for the RTS domain-context. The solution provides a mechanism, named Interoperability Mechanism, designed to substitute the interfaces translations used in actual middleware systems. Hence, the proposed solution includes an open, reusable and standardized Component-based Architectural Reference-Model including the interoperability aspect, named IRMA that delivers specific domain-context interoperability solution eliminating complex middlewares solutions. Therefore, the new approach facilitates the development of an open, reusable, standardized, and interoperable RTS by implementing the IRMA framework. The contribution of the proposed approach is an effective communication process among RTS components that reduces architectural layers, and the development effort due to the formalized Reference-Model design. The IRMA framework is applied in a RTS prototype to test and validate the new approach, providing indications of improvements.

Os dispositivos eletrônicos, diariamente, estão presentes na vida dos seres humanos. Também encontrados em automóveis, onde recebem a denominação de Autotrônica, seu uso vem aumentando a cada modelo de veículo lançado no mercado. Esses dispositivos vêm apresentando funcionalidades mais complexas e críticas. Alguns dos dispositivos autotrônicos precisam reagir em Tempo-Real a estímulos determinísticos oriundos de outros sistemas embarcados no veículo. Por isso são classificados de Sistemas de Tempo-Real Autotrônicos, e se utilizam de software e hardware para cumprirem seus requisitos específicos. A fim de manter seus custos nos patamares mais baixos possíveis, alguns desses dispositivos autotrônicos se utilizam de hardware com baixo poder computacional, possuindo recursos mínimos, necessários e suficientes para realizarem suas missões. Com isso, cada vez mais, se faz necessário o desenvolvimento de softwares, para serem embarcados nesses hardwares, com maior qualidade, confiabilidade e segurança (safety). Projetistas, desenvolvedores e engenheiros atuantes nessa área, buscam, projeto a projeto, modelos mais eficientes para o desenvolvimento desses softwares. Atualmente, a utilização dos conhecimentos e modelos de desenvolvimento trazidos da Engenharia de Software para os sistemas de software autotrônicos, tais como utilização da Unified Modeling Language - UML e ferramentas de Model Driven Development - MDD, é pouco explorada na área, principalmente, devido à possibilidade de causar desperdício de recursos em hardware e atrasos no desenvolvimento do produto. Este trabalho de pesquisa apresenta uma proposta alternativa às abordagens tradicionais, para o desenvolvimento desses sistemas, através de um Modelo de Desenvolvimento para Sistemas de Software Autotrônicos MODDESSA. Com sua aplicação, foi possível se embarcar esses sistemas em hardware com baixo poder computacional utilizando os principais conceitos da UML, técnicas de Modelagem para a Programação Baseada em Objetos - PBO, ferramentas de MDD e técnicas pertinentes para se automatizar o processo de geração do código do software aplicativo, sem utilizar um Sistema Operacional de Tempo Real - SOTR, obtendo-se um estudo de caso contendo 3 (três) experimentos aplicáveis na área da autotrônica.

Neste trabalho, o estudo do controle de um manipulador robótico é abordado do ponto de vista da simulação computacional e da implementação prática do sistema de controle do robô, ora em contrução na Divisão de Engenharia Mecânica e Aeronáutica do ITA do ponto de vista da simulação, obtivemos o modelo dinâmico do manipulador robótico de seu sistema de acionamento. Diversas estratégias de controle foram consideradas, em particular estratégias adaptativas do tipo LPAC (Linear Perturbed Adaptive Control) e Torque Computado. A implementação do sistema de controle envolveu p desenvolvimento de software em tempo real na linguagem de programação "C", utilizando o hardware composto de microcomputador IBM-PC compatível e placas de aquisição AD/DA. É implementado em controlador PID adaptativo do tipo MRAC (Model Reference Adaptive Control). O Software desenvolvido pode ser utilizado no controle do robô completo com 3 graus de liberdade, assim que estiver completa a montagem mecânica do manipulador.