Made available in DSpace on 2013-08-07T18:42:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000430304-Texto+Completo-0.pdf: 2164502 bytes, checksum: db47a771a28123bb6c1aa5df3d495e3b (MD5) Previous issue date: 2010 / The innovations on integrated circuit fabrics are continuously reducing components size, which increases the logic density of systems‐on‐chip (SoC), but also affect the reliability of these components. Chip‐level global buses are especially subject to crosstalk faults, which can lead to increased delay and glitches. This work evaluates different fault tolerant approaches for Networkson‐ chip (NoCs) such that the network can maintain the original network performance even in the presence of faults. Four different approaches are presented and evaluated in terms of area overhead, packet latency, power consumption, and residual fault coverage. Results demonstrate that the use of CRC coding at each link is preferred when minimal area and power overhead are the main goals. However, each one of the methods presented here has its own advantages and can be applied depending on the target application. / As inovações na fabricação de circuitos integrados têm reduzido continuamente o tamanho dos componentes, permitindo um aumento na densidade lógica de sistemas eletrônicos complexos, denominados SoCs (Systems‐on‐a‐Chip), mas afetando também a confiabilidade destes componentes. Barramentos globais utilizados para interconexão de componentes em um chip estão cada vez mais sujeitos aos efeitos de crosstalk, que podem causar atrasos e picos nos sinais. Este trabalho apresenta e avalia diferentes técnicas para tolerância a falhas em redes intra‐chip, nos quais a rede é capaz de manter o mesmo desempenho da rede original mesmo na ocorrência de falhas. Quatro técnicas são apresentadas e avaliadas em termos de consumo adicional de área, latência dos pacotes, consumo de potência e análise de defeitos residuais. Os resultados demonstram que o uso de codificação CRC nos enlaces é vantajoso quando o mínimo acréscimo de área e consumo de potência é o principal objetivo. Entretanto, cada um dos métodos apresentados neste trabalho tem as suas próprias vantagens e podem ser utilizados dependendo da aplicação alvo.

Submitted by Kleber Silva (kleberbs@ufba.br) on 2017-05-30T21:07:39Z No. of bitstreams: 1 Tese - Allan Edgar.pdf: 1175001 bytes, checksum: 05b3225aca4c54ed2100838c6ad4fbf1 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-06-01T12:00:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Allan Edgar.pdf: 1175001 bytes, checksum: 05b3225aca4c54ed2100838c6ad4fbf1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-01T12:00:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese - Allan Edgar.pdf: 1175001 bytes, checksum: 05b3225aca4c54ed2100838c6ad4fbf1 (MD5) / Sistemas distribuídos são usualmente caracterizados por um conjunto de processos residentes em sítios variados de uma rede de computadores e que se comunicam através de canais de comunicação. Processos e canais são caracterizados por comportamentos temporais síncronos ou assíncronos a depender dos recursos subjacentes (sistemas operacionais e subsistema de comunicação). Diferentemente dos sistemas convencionais, as características temporais dos sistemas híbridos e dinâmicos variam com o tempo, de acordo com a disponibilidade de recursos e ocorrência de falhas. Tais sistemas estão se tornando cada vez mais comuns nos dias de hoje devido à crescente diversidade, heterogeneidade e onipresença das redes e dispositivos computacionais. Devido à sua grande complexidade, tais sistemas são difíceis de serem testados ou verificados. Nesta tese, introduzimos um novo ambiente de simulação para tais ambientes, onde diversos modelos de falhas e comportamentos temporais podem ser associados dinamicamente a processos e canais de comunicação. Tal ambiente fora utilizado no desenvolvimento e na avaliação de desempenho de diversos protocolos distribuídos, como, por exemplo, de um protocolo de comunicação em grupo adequado à ambientes híbridos e dinâmicos, onde é possível adaptar o comportamento dos algoritmos conforme o estado percebido do sistema (self-aware), de um protocolo de comunicação em grupo auto-configurável e de uma versão adaptativa do clássico protocolo PBFT, utilizado para replicação ativa de estado em ambientes sujeitos a falhas bizantinas.

Made available in DSpace on 2014-07-18T02:01:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000459325-Texto+Completo-0.pdf: 2898170 bytes, checksum: 16df18a4b13e444ddaa394a95eaebeae (MD5) Previous issue date: 2014 / The use of Real-Time Operating System (RTOS) became an attractive solution to design safety-critical real-time embedded systems. At the same time, we enthusiasti-cally observe the widespread use of multicore processors in an endless list of our daily applications. It is also a common agreement the increasing market pressure to reduce power consumption under which these embedded, portable systems have to operate. As the major consequence, these systems are becoming more and more sensitive to transi-ent faults originated from a large spectrum of noisy sources such as conducted and radi-ated Electromagnetic Interference (EMI) and ionizing radiation (single-event effect: SEE and total-ionizing dose: TID). Therefore, the system’s reliability degrades. In this work, we discuss the development and validation of an Infrastructure-Intellectual Prop-erty (I-IP) able to monitor the RTOS’ activity in a multicore processor system-on-chip. The final goal is to detect faults that corrupt the task scheduling process in embedded systems based on preemptive RTOS. Examples of such faults could be those that pre-vent the processor from attending an interruption of higher priority, tasks that are strict-ly allocated to run on a given core, but are running on another one, or even the execu-tion of low-priority tasks that are passed over high-priority ones in the ready-task list maintained on-the-fly by the RTOS. This I-IP, namely RTOS-Watchdog, was described in VHDL and is connected to each of the processor CPU-Addresses busses. The RTOS–Watchdog has a parameterizable interface to easily fit any processor bus. A case-study based on a multicore processor running different test programs under the control of a typical preemptive RTOS was implemented. The case-study was prototyped in a Xilinx Virtex4 FPGA mounted on a dedicated platform (board plus con-trol software) fully developed at the Computing Signals & Systems’ Group (SiSC) [1] of the Catholic University (PUCRS). For validation, the whole system was exposed to combined effects of EMI and TID. Such experiments were performed in several steps, part of them carried out at PUCRS, Brazil, and part at the Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI) and Centro Atómico, both located in the city of Buenos Aires, Argentina. The obtained results demonstrate that the proposed approach provides higher fault coverage and reduced fault latency when compared to the native fault detec-tion mechanisms embedded in the kernel of the RTOS. / O uso de sistemas operacionais de tempo real (Real-Time Operating Systems, RTOS), tornou-se uma solução atrativa para o projeto de sistemas embarcados críticos de tempo real. Ao mesmo tempo, observamos com entusiasmo o amplo uso de proces-sadores multicores em uma lista interminável de nossas aplicações diárias. É também um acordo comum a crescente pressão do mercado para reduzir o consumo de energia em que estes sistemas portáteis embarcados necessitam para operar. A principal conse-quência é que estes sistemas estão se tornando cada vez mais suscetíveis à falhas transi-entes originadas por um amplo espectro de fontes de ruídos como Interferência Eletro-magnética (Electromagnetic Interference, EMI) conduzida e irradiada e radiação ioni-zante (single-event transient: SET e total-ionizing dose: TID). Portanto, a confiabilidade destes sistemas é degradada. Nesta dissertação, discute-se o desenvolvimento e valida-ção de um I-IP (Infrastructure-Intellectual Property) capaz de monitorar a atividade do RTOS em um processador multicore. O objetivo final é detectar falhas que corrompem o processo de escalonamento de tarefas em sistema sistemas embarcados baseados em RTOS preemptivos. Como exemplo destas falhas podem ser aquelas que impedem o processador de atender uma interrupção de alta prioridade, tarefas alocadas para serem executadas por um determinado núcleo, mas que são executadas por outro núcleo, ou até a execução de tarefas de baixa prioridade enquanto houver tarefas de alta prioridade na lista de tarefas prontas atualizada dinamicamente pelo RTOS. Este I-IP, chamado RTOS–Watchdog, foi descrito em VHDL e é conectado ao Barramento de Endereços da CPU em cada núcleo do processador. O RTOS–Watchdog possui uma interface parame-trizável de modo a facilitar a adaptação a qualquer processador. Um estudo de caso baseado em um processador multicore executando diferen-tes benchmarks sob o controle de um RTOS preemptivo típico foi desenvolvido. O es-tudo de caso foi prototipado em uma FPGA Xilinx Virtex4 montada em uma plataforma dedicada (placa mais software de controle) totalmente desenvolvida no Grupo Compu-ting Signals & Systems (SiSC) [1] da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS). Para a validação, todo o sistema foi exposto aos efeitos combinados de EMI e TID. Estes experimentos foram realizados em diversos passos, parte deles foram realizados na PUCRS, Brasil e parte no Instituto Nacional de Tecnologia Industrial (INTI) e Centro Atómico, ambos na cidade de Buenos Aires, Argentina. Os resultados demonstram que a abordagem proposta fornece uma maior cobertura de falhas e latência de falhas reduzida quando comparados aos mecanismos de detecção de falhas nativos embarcados no kernel do RTOS.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000434259-Texto+Completo-0.pdf: 861644 bytes, checksum: a1d7d01d86f05de127324b3bd5e5c832 (MD5) Previous issue date: 2011 / The increasing number of embedded computer systems being used in several segments of our society, from simple consumer products to safety critical applications, has intensified the study and development of new test methodologies and fault tolerance techniques capable of assuring the high reliability expected from those systems. Fault injection represents an extremely efficient way of the test and the fault-tolerant techniques often adopted in complex integrated circuits, such as Systems-on-Chip (SoCs). This work proposes a new fault injection platform that combines concepts related to hardware-based and simulation-based fault injection techniques. This new platform is able to inject different kinds of faults into the busses present in several functional components in a VHDL described SoC. The use of saboteurs controlled by a fault injection manager instantiated in the same FPGA as the target system provides high controllability coupled with low intrusiveness and a wide range of possible fault models. Moreover, it is worth noting that the proposed platform represents an easy solution with respect to the configuration and automation of fault injection campaigns. / O aumento do número de sistemas computacionais embarcados sendo utilizados em diversos segmentos de nossa sociedade, de simples bens de consumo até aplicações críticas, intensificou o desenvolvimento de novas metodologias de teste e técnicas de tolerância a falhas capazes de garantir o grau de confiabilidade esperado os mesmos. A injeção de falhas representa uma solução extremamente eficaz de avaliar metodologias de teste e técnicas de tolerância a falhas presentes em circuitos integrados complexos, tais como Systems-on-Chip (SoCs). Este trabalho propõe uma nova plataforma de injeção de falhas que combina conceitos relacionados a técnicas de injeção de falhas baseadas em hardware e em simulação. Esta nova plataforma proposta é capaz de injetar diferentes tipos de falhas nos barramentos presentes em diversos componentes funcionais de um SoC descrito em VHDL. O uso de sabotadores controlados por um gerenciador de injeção de falhas instanciado no mesmo FPGA que o sistema a ser avaliado é capaz de prover uma alta controlabilidade aliada a baixa intrusividade e uma grande gama de modelos de falhas. Além disso, é importante salientar que a plataforma proposta representa uma solução fácil no que diz respeito à configuração e automação de experimentos de injeção de falhas.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000401158-Texto+Completo-0.pdf: 9853099 bytes, checksum: 1e66fe399c5e86bc932c94f590606b95 (MD5) Previous issue date: 2008 / Considering that the power-supply bus (VCC and Gnd) can degrade signal integrity of Systems-on-Chip (SoC) by means of voltage oscillations that conduct to functional failure, the goal of this work is validate a new technique, named CDCDC (Clock Duty Cycle Dynamic Control), which aims at improving digital synchronous integrated circuits (IC) robustness to this kind of disruption. The considered technique performs the dynamic control of the clock duty cycle according to the presence of perturbations (noise) on the power-bus. This dynamic control of the clock signal performs the stretching or shrinking of the duty cycle, which allows the synchronous circuit to present higher robustness to power-supply fluctuations, while maintaining the same clock pace. Conversely, conventional approaches, in this case, use to reduce clock rate to ensure proper signal integrity. Considering that the electromagnetic interference (EMI) is one of the main sources of voltage oscillations in the power-bus of integrated circuits (ICs), which in turn may compromise the reliability of electronic systems due to the reduction of signal-to-noise ratio, this work aims at validating the use of the CDCDC technique to increase the robustness of ICs operating under the EMI exposition. / Tendo em vista que o barramento de alimentação (VCC e Gnd) afeta diretamente a integridade de sinal de sistemas em chip (Systems-on-Chip, SoC) através de oscilações de tensão que podem induzir a erros funcionais, este trabalho tem por objetivo validar uma técnica inovadora, denominada CDCDC (Clock Duty Cycle Dynamic Control). Esta técnica visa aumentar a robustez de circuitos integrados (CI) digitais síncronos a tais oscilações de tensão. A técnica em questão realiza o controle dinâmico do ciclo de trabalho (duty-cycle) do sinal de relógio (clock) de acordo com a presença de perturbações (ruídos) nas linhas de alimentação. Este controle dinâmico do sinal de relógio realiza o prolongamento ou a redução do ciclo de trabalho, permitindo assim que o circuito síncrono apresente uma maior robustez às flutuações dos níveis de tensão nas linhas de alimentação, sem que haja redução da freqüência do sinal de relógio. Garante-se desta forma, a manutenção do desempenho do sistema mesmo quando este estiver operando em ambientes expostos ao ruído. Considerando que a interferência eletromagnética (EMI) é uma das principais causas de oscilações no barramento de alimentação de circuitos integrados (CI’s), o que por sua vez compromete drasticamente a confiabilidade dos sistemas através da redução da margem de sinal/ruído, este trabalho tem por objetivo validar a utilização da técnica CDCDC para o aumento da robustez de CI’s operando expostos à EMI.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000443096-Texto+Completo-0.pdf: 6133830 bytes, checksum: 908c7fe6bab5b7e729af71ec9803c982 (MD5) Previous issue date: 2012 / The world we live today is very dependent of the technology advance and the Systemson- Chip (SoC) are one of the most important actors of this advance. As a consequence, the Moore's law has been outperformed due to this strong demand on the SoCs for growth, so that new silicon technologies has emerged along with new fault models that decreased the reliability of these devices. SoCs built using Very Deep Sub-Micron technology have a great number of interconnections, increasing the occurrence of Resistive-Open defects that occur on these interconnections up to the point where Resistive-Open defects have become the most important responsible for defective SoCs escaping the manufacturing tests. According to SIA Roadmap's projection, the area consumed by the SRAM on the SoC will be around 95% of the available area, knowing these memory have a great number of interconnections there is also a great probability of occurring Resistive-Open defects on the SRAM circuits which will compromise the overall SoC reliability. When found on SRAMs cells, these defects are able to cause dynamic and static functional faults according to its size, where static faults are sensitized by performing only one operation at the SRAM cell, while dynamic are sensitized by two or more operations. The most common manufacturing tests used to detect defective SoCs are today unable to detect dynamic faults caused by weak Resistive-Open defects. March test performs access on the memory with the intention of sensitizing the faults and detect them as consequence. Due to the higher number of operations necessary to sensitize dynamics faults, this test is not able to detect them properly. Another test is the Iddq test, which is able to detect the presence of defects by monitoring the overall current consumption of a SoC while it's being excited by a known vector of data on its inputs. The consumed current is compared to thresholds or to another similar device that is being excited on the same way. Iddq test is not able to distinguish the variations on current caused by process variations or defects presence. There is an other type of test using On-Chip Current Sensors (OCCS) with March tests that performs current monitoring on the circuits of the SoC and compare them with a threshold in order to set a ag when the monitored current gets higher or lower than a con gured thresholds. Because the mentioned test uses threshold, it is not able to detect Resistive-Open defects that could happen in any node, with any size, in the SRAM cell performing any operation. In this scenario the current consumption could be higher or lower than the defectless current consumption of a cell, making impossible to detect defects using thresholds. By all that, the objective of this dissertation is to propose a defect detection technique able to overcome the three mentioned limitations of preview explained tests. For that, OCCS are along with March test, but a Neighborhood Comparator Logic (NCL) has been included with the objective to perform the detections itself, removing from the OCCS the mission of nding defects. Now the OCCS is only responsible in converting the monitored current consumption signal to a one bit PWM digital signal. In this form, no threshold will be required because the NCL will obtain the reference of the correct current consumption (behavior reference) within the SRAM circuits, by comparing the neighboring cells and adopting the most common behavior as the reference one, so that it will detect those cells that behave di erently from the reference as defective ones. The neighborhood's cells are excited in a parallel form by the test processor, which performs a March test algorithm. The NCL, the OCCS and the March test, together, compose the proposed Resistive-Open detection technique, which has been validated on this work. As result, the proposed technique has shown being able to detect all of the 10 million defective cells of a 1Gbit SRAM containing the hardest defect to detect (small ones). No defective cell has escaped the simulated test and there was only 294,890 good cells being wasted, which represents 0. 029% of the simulated SRAM cells. All of that, by costing only the equivalent to the area of 56 SRAM cells per monitored column and a manufacturing test that performs 5 operations per line of the SRAM. / O mundo de hoje é cada vez mais dependente dos avanços tecnológicos sendo os sistemas em chip (SoC, do inglês System-on-Chip) um dos principais alicerces desse avanço. Para tanto que a lei de Moore, que previu que a capacidade computacional dos SoCs dobraria a cada ano, já foi ultrapassada. Devido a essa forte demanda por crescimento novas tecnologias surgiram e junto novos modelos de falhas passaram a afetar a con abilidade dos SoCs. Os SoCs produzidos nas tecnologias mais avançadas (VDSM - Very Deep Sub-Micron), devido a sua alta integração de transistores em uma área pequena, passaram a apresentar um grande número de interconexões fazendo com que os defeitos do tipo Resistive-Open, que ocorrem nessas interconexões, se tornassem os maiores responsáveis por SoCs com defeitos escaparem os testes de manufaturas. Ainda, segundo projeções da SIA Roadmap, a área consumida pela SRAM será em torno de 95% da área utilizada por um SoC. E sabendo que essas memórias possuem inúmeras interconexões, existe uma grande probabilidade de ocorrer defeitos do tipo Resistive-Open em seus circuitos. Esses defeitos são capazes de causar falhas funcionais do tipo estáticas ou dinâmicas, de acordo com a sua intensidade. As falhas estáticas são sensibilizadas com apenas uma operação e as dinâmicas necessitam de duas ou mais operações para que sejam sensibilizadas. Os testes de manufatura mais utilizados para aferir a saúde dos SoCs durante o processo de manufatura são hoje ine cientes frente aos defeitos do tipo Resistive-Open. O mais comum deles é o March Test, que efetua operações de escrita e leitura na memória com o objetivo de sensibilizar falhas e por m detectá-las, entretanto é ine ciente para detectar as falhas do tipo dinâmicas porque é necessário efetuar mais operações que o tempo disponível permite para que essas falhas sejam sensibilizadas. Outro teste utilizado durante a manufatura chama-se teste de corrente quiescente (teste de Iddq), este monitora a corrente consumida do SoC como um todo durante a injeção de vetores nos sinais de entrada, o consumo de corrente do chip é comparado com limiares ou outro chip idêntico sob o mesmo teste para detectar defeitos, entretanto não é possível distinguir entre variações inseridas, nos sinais monitorados, pelos defeitos ou pelos corners, que são variações nas características dos transistores fruto do processo de manufatura. E, por m, o último teste que é apresentado é uma mistura dos dois testes anteriores, utiliza sensores de correntes e algoritmos de operações como em March Test onde que o defeito é detectado pelos sensores de corrente embutidos quando a corrente monitorada ultrapassa dado limiar, embora esse teste tenha condições de detectar defeitos que causam falhas dinâmicas e de não sofrerem in uência dos corners, ele é ine caz ao detectar defeitos do tipo Resistive-Open que possam ocorrer em qualquer local, com qualquer tamanho de impedância em uma SRAM executando qualquer operação, porque os defeitos do tipo Resistive-Open ora aumentam o consumo de corrente e ora o diminui de acordo com essas três características citadas. Comparações por limiares não têm condições de contornar esta di culdade .Com tudo isso, o objetivo desta dissertação de mestrado é propor uma técnica de detec ção de defeitos que seja capaz de vencer as três limitações dos testes convencionais de manufatura apontadas. Para a tarefa, sensores de corrente são utilizados associadamente com March Test, entretanto com o acréscimo de uma Lógica Comparadora de Vizinhança (LCV) que tomará para si a função de detectar defeitos, deixando os sensores apenas encarregados em transformar a corrente analógica em um sinal digital e que tem a capacidade de eliminar a necessidade do uso de limiares, junto com as demais limitações apontadas. A LCV monitora o comportamento de uma vizinhança células e, comparando-os entre si, acusa aquela ou aquelas células que se comportarem diferentemente das suas vizinhas como defeituosas, desta maneira a referência de comportamento correto é obtida da pró- pria vizinhança durante a execução do teste de manufatura, eliminando a necessidade de conhecimento prévio do tipo de distúrbio causado pelos defeitos do tipo Resistive-Open, trazendo facilidade na hora de projetar o sistema de detecção de defeitos e adicionado o poder de detectar qualquer defeito que gere alterações no sinal de corrente consumida das células da SRAM. Neste contexto, o sensor de corrente tem apenas a função de gerar o sinal digital, que é de 1 bit para cada sinal monitorado (V dd e Gnd) e modulado em largura de pulso (PWM), assim a LCV também tem sua complexidade diminuída, pois é constituída por apenas portas lógicas.A LCV e os sensores de corrente são utilizados durante o teste de manufatura, as comparações que ocorrem na vizinhança são efetuadas paralelamente nas células da mem ória, então o teste de manufatura necessita efetuar operações de acesso para excitar semelhantemente todas as células que participam da mesma vizinhança. O March Test é um teste que efetua operações desta natureza e, portanto, é utilizado para controlar a execução do teste e recolher os dados proveniente da LCV, que contém o resultado da detecção efetuada em cada vizinhança. A LCV, o sensor de corrente e o March Test juntos compõem a técnica de detecção de defeitos proposta nesta dissertação, e foram validados quanto as suas funções para comprovar que operam como projetados. Por m, a técnica proposta se mostrou capaz de detectar as 10 milhões de células defeituosas (com o defeito mais difícil de detectar que causa falha funcional dinâmica) em uma SRAM de 1Gbit, sem deixar passar nenhuma célula defeituosa pelo teste de manufatura, junto a isso, 294. 890 células boas foram desperdiçadas, isto-é, foram dadas como defeituosas enquanto não tinham defeitos, o que representa apenas 0,029% de desperdício. Tudo isso, ao custo de área equivalente a área consumida por 56 células de memória, por coluna monitorada, e ao custo de um teste de manufatura que executa apenas 5 operações em cada linha da SRAM.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000444651-Texto+Completo-0.pdf: 12436643 bytes, checksum: 55eac64fc740807199185f2d82272612 (MD5) Previous issue date: 2010 / Nowadays, it is possible to observe a growing number of embedded systems in applications ranging from simple consumer to safety critical uses. To cope with the actual situation, new test methodologies, fault tolerance techniques, as well as new paradigms that are capable of guaranteeing the robustness and reliability of the systems, have been developed. Therefore, it can be said that robustness and reliability represent two of the most important challenges for the design of integrated circuits and systems. Further, it is important to highlight that the environment hostility where embedded systems can be found has significantly increased due to different types of interference caused by several kind of sources. In this context, Electromagnetic Interference (EMI), that can interfere or degrade the proper behavior of the circuit, represents one of the principal problems when aiming for reliable and robust embedded systems. Therefore, it is necessary to introduce design techniques directly aimed to achieve Electromagnetic Compatibility (EMC), thus eliminating or reducing the effects of EMI to acceptable levels. This work proposes a new hardware-based fault injection platform able to inject Power Supply Disturbances (PSD) into integrated circuits and systems according to the IEC 61000-4-29 normative. The developed platform can be used as a support mechanism during the development of PSD-tolerant embedded systems. Moreover, it is important to note that the new fault injection platform represents a viable and easy-to-configure alternative that can be used to evaluate the robustness and reliability of embedded systems. / O crescente número de sistemas computacionais embarcados nos mais diversos segmentos de nossa sociedade, desde simples bens de consumo até aplicações críticas, intensificou o desenvolvimento de novas metodologias de teste, de técnicas de tolerância a falhas, bem como de novos paradigmas de implementação, capazes de garantirem a confiabilidade e a robustez desejada para os mesmos. Assim, características como confiabilidade e robustez de circuitos integrados e sistemas representam dois dos mais importantes desafios no projeto dos mesmos. Sistemas computacionais embarcados encontram-se inseridos em ambientes cada vez mais hostis devido a diferentes tipos de interferência gerados pelas mais variadas fontes. Neste contexto, a interferência eletromagnética (Electromagnetic Interference - EMI) representa um dos mais críticos problemas no que diz respeito a confiabilidade e robustez em circuitos integrados e sistemas, podendo comprometer ou degradar o funcionamento dos mesmos. Assim, para eliminar ou reduzir esses efeitos à níveis aceitáveis, é necessário introduzir o uso de técnicas de projeto visando à compatibilidade eletromagnética (Electromagnetic Compatibility - EMC). Este trabalho propõe uma nova plataforma de injeção de falhas baseada em hardware, capaz de injetar ruído eletromagnético conduzido nas linhas de alimentação (Power Supply Disturbances – PSD) de circuitos integrados e sistemas de acordo com a norma IEC 61000-4-29. Desta forma, a plataforma desenvolvida serve como mecanismo de suporte ao desenvolvimento de circuitos e sistemas tolerantes ao ruído eletromagnético conduzido, representando uma alternativa viável para a avaliação da confiabilidade e robustez de sistemas embarcados.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:56:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2812_1.pdf: 2498217 bytes, checksum: 2cec2439561133175e7a62c1f4fa24dd (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / A auto-configuração, que é a habilidade de um sistema se reajustar automaticamente, é uma das características essenciais dos sistemas autonômicos. Em um cenário ideal todas as falhas de um sistema deveriam levar a uma reconfiguração, a qual forneceria um outro meio para se chegar ao resultado desejado. Na prática, observa-se que esse processo é computacionalmente custoso quando realizado em larga escala, prejudicando o desempenho do sistema. Este trabalho apresenta uma abordagem para tratamento de falhas a partir de políticas - a abordagem FAST. Esta abordagem constitui-se da definição de uma política de tolerância e de uma política de priorização de compensações, dos mecanismos para avaliar essas políticas e de uma ferramenta para ajudar na criação e manutenção dos arquivos de política. A abordagem FAST é integrada a uma arquitetura de auto-configuração, que identifica as falhas em um sistema e seleciona as estratégias de reconfiguração para compensá-las. Demonstramos a aplicação da abordagem FAST através da simulação de execução de sistemas auto-configuráveis, nos quais pode-se ver em ação os cinco tipos de regras definidos na política. Com esta abordagem é possível reduzir o impacto de compensações de falhas no desempenho de um sistema propenso a falhas

Grades oportunistas são ambientes distribuídos que permitem o aproveitamento do poder de processamento ocioso de recursos computacionais dispersos geograficamente em diferentes domínios administrativos. São características desses ambientes a alta heterogeneidade e a variação na disponibilidade dos seus recursos. Nesse contexto, o paradigma de agentes móveis surge como uma alternativa promissora para superar os desafios impostos na construção de grades oportunistas. Esses agentes podem ser utilizados na construção de mecanismos que permitam a progressão de execução das aplicações mesmo na presença de falhas. Esses mecanismos podem ser utilizados isoladamente, ou em conjunto, de forma a se adequar a diferentes cenários de disponibilidade de recursos. Neste trabalho, descrevemos a arquitetura do middleware MAG (Mobile Agents for Grid Computing Environment) e o que ele pode fazer em ambientes de grades oportunistas. Utilizamos esse middleware como base para a implementação de um mecanismo de tolerância a falhas baseado em replicação e salvaguarda periódica de tarefas. Por fim, analisamos os resultados obtidos através de experimentos e simulações. / Opportunistic grids are distributed environments built to leverage the computacional power of idle resources geographically spread across different administrative domains. These environments comprise many charateristics such as high level heterogeneity and variation on resource availability. The mobile agent paradigm arises as a promising alternative to overcome the construction challenges of opportunistic grids. These agents can be used to implement mechanisms that enable the progress on the execution of applications even in the presence of failures. These mechanisms can be combined in a flexible manner to meet different scenarios of resource availability. In this work, we describe the architecture of the MAG middleware (Mobile Agents for Grid Computing Environment) and what it can do in an opportunistic grid environment. We use this middleware as a foundation for the development of a fault tolerance mechanism based on task replication and checkpointing. Finally, we analize experimental and simulation results.

Esta dissertação de mestrado tem como objetivo avaliar a integração de políticas de tolerância a falhas em uma arquitetura de Web Services com múltiplos módulos. A arquitetura utilizada é denominada WSARCH, e foi desenvolvida para o estudo das relações e interoperabilidade entre serviçcos. Os mecanismos de tolerência a falhas foram integrados aos módulos da arquitetura, testados, comparados e avaliados. A avaliação de desempenho mostrou que os mecanismos de tolerância a falhas introduzidos foram eficientes e apresentaram resultados adequados. As técnicas de reputação utilizadas na seleção de serviço atuaram satisfatoriamente e foram consideradas um importante avanço nos mecanismos da arquitetura / This master\'s thesis aims to evaluate the integration of fault tolerance mechanisms in a Web Services architecture with multiple modules. The architecture used is named WSARCH and was developed for the study of interactions and interoperability of services. WSARCH is an architecture conceived to receive tests and experiments involving concepts of Web Services. The fault tolerance tools were integrated in the architecture, tested, evaluated and comparated. The performance evaluation showed that the fault tolerance mechanisms introduced were ecient and presented appropriate results. The reputation techniques utilized in service selection operated successfully and were considered an important advance in the mechanisms of the architecture