In this study we have investigated if using Zephyr (User VM) and ACRN (Hypervisor) on the UPSquared (N3350) board are suitable for use in real-time scenarios. This was achieved by conductinga series of tests on Zephyr’s scheduling API functions such as busy-wait and sleep under differentsystem configurations. The tests involved running a task in isolation and taking timestamps ofthe current system cycle count before and after each function. To do this, we used the CommonTrace Format functionality in Zephyr to collect execution traces, which were then analyzed usingBabeltrace to convert the binary trace into human-readable form. The difference between the beforeand after timestamp were compared to the configured clock frequency to see if the system behaved asexpected. Our findings in this report suggest that Zephyr and ACRN on the UP Squared board arenot suitable for use in real-time scenarios due to large differences in system cycle count dependingon the configuration.

Technological innovations have lead to the development of Wearable Physiological Monitoring devices, that have enabled researchers and clinicians in real-time monitoring of physiologic function within a field setting. However, it is important to establish the psychometric properties of a device prior to its utilization. A systematic review was conducted to provide a summary and appraise the quality of the literature on psychometric parameters of Zephyr Bioharness and Fitbit devices. Based on this review, we addressed the current gaps in the literature regarding the reliability parameters of Zephyr Bioharness and Fitbit Charge devices, and established the validity and agreement properties of Fitbit Charge device. For our systematic review, we searched the Google Scholar and PubMed databases to identify articles. To establish the reliability, validity and agreement parameters of Zephyr Bioharness and Fitbit Charge devices, a convenience and snowball sampling approaches were used to recruit sixty participants (30 females) from university student, staff, faculty population, and MacSeniors Community Program at McMaster University. The performance of Zephyr and Fitbit devices were assessed throughout three phases; rest, Modified Canadian Aerobic Fitness Test and recovery. In our study, at rest, inter-session average heart rate (beats/min.) ICCs (SEM) for Zephyr and Fitbit ranged from 0.90 – 0.94 (1.73 – 2.37) and 0.88 – 0.94 (1.83 – 2.67) respectively. At mCAFT, the Zephyr ICCs (SEM) ranged from 0.91 – 0.97 (3.12 – 4.64) and 0.85 – 0.98 (3.28 – 4.88) for the Fitbit. Throughout the recovery, the ICCs (SEM) ranged from 0.93 – 0.97 (2.65 – 4.66) and 0.76 – 0.91 (3.17 – 4.67) for Zephyr and Fitbit devices respectively. Pearson’s correlation coefficients and (Mean differences) for heart rate variable were 0.97 – 0.99 (-0.60 – 0.02) at Rest, 0.89 – 0.99 (13.51 – 0.62) at submaximal testing and 0.70 – 0.84 (-0.54 – 2.52) throughout recovery. The average agreement bias of heart rate in pair-wise device comparison indicated mean differences of -0.20, 4.00 and 1.00 at rest, sub-maximal testing and recovery respectively. We identified fair to very good quality evidence from 14 studies. The Zephyr Bioharness and Fitbit Charge devices demonstrated excellent reliability measures, and the Fitbit Charge device heart rate variable demonstrated strong to very strong correlations when concurrently compared with Zephyr, and provided valuable information regarding its interchangeable use in a sample of sixty healthy male and female participants of various age groups during a resting, standardized submaximal fitness and recovery phases. / Thesis / Master of Science (MSc)

Embedded systems often involve safety critical applications, meaning that the malfunctioning of these systems would lead to catastrophic consequences. In this thesis project, a cross domain comparison of the industry specific standards for safety in embedded systems is be provided. After this, following the guidelines provided in ISO-26262/IEC-61508, a failure modes and effects analysis was performed on the implemented system, which consists of a STM32MP157F-DK2 board, on which two cores of the same SoC communicate through Remote Processor Messaging. One core runs OpenSTLinux, and the other the real-time operating system Zephyr. Based on the results of the failure modes and effects analysis, a combination of the addition of some headers to the message, and the implementation of cyclic redundant check, solved some of the issues pointed out. / Inbäddade system omfattar ofta säkerhetskritiska tillämpningar, vilket innebär att att fel i dessa system skulle leda till katastrofala konsekvenser. I detta avhandlingsprojekt görs en tvärdomänisk jämförelse av de branschspecifika standarder för säkerhet i inbyggda system. Därefter följer följande riktlinjerna i ISO-26262/IEC-61508, en analys av fel och effekter av fel och analys av fel och brister på det implementerade systemet, som består av följande ett STM32MP157F-DK2-kort, där två kärnor i samma SoC kommunicerar via Meddelandehantering för fjärrprocessor. Den ena kärnan kör OpenSTLinux och den andra realtidsoperativsystemet Zephyr. Baserat på resultaten av felet analysen av felkällor och effekter, en kombination av att lägga till vissa rubriker och till meddelandet och genomförandet av cyklisk redundant kontroll, löste problemet. några av de problem som påpekades.

The aim of this thesis is to create a port of the Zephyr realtime operating systemfor the LEON processor platform. The LEON is a frequently used computing corefor spaceflight applications, with ample flight heritage. It is based upon the wellestablished SPARC v8 instruction set, and offers many extensions to ease softwaredevelopment and increase overall processor performance. An overview of the nec-essary steps towards a functional architecture port is given in this report. Specialemphasis is put upon the interrupt handling and context switching. One LEONspecific feature introduced with the GR716 LEON3-FT microcontroller, registerwindow partitioning, is used to increase the performance of the context switchingmechanism in the operating system. By using this feature, context switching timehas shown to decrease significantly, while easing verification of the overall softwaresystem by providing dedicated partitions for tasks with hard realtime requirements. / Det övergripande målet med examensarbetet är att porta Zephyr realtidsopera-tivsystem (OS) till LEON processorplattformen. LEON processorn är ursprungligendesignad för och förekommer ofta i datorsystem inom rymd p.g.a. sina feltolerantaegenskaper. LEON är kompatibel med den öppna SPARC v8 instruktionsuppsät-tningen vilken också tillåter utökning och anpassningar. Rapporten ger läsaren enöverblick av vilka steg som är nödvändiga för att skapa en fungerande arkitektur-port av ett OS. Vidare beskriver rapporten mer i detalj designen kring trådväxlingoch avbrottshantering, samt hur dessa anpassas för att utnyttja LEON specifikautökningar av SPARC till att nå högre prestanda. GR716 LEON3-FT introducerarpartitionering av SPARC registerfönster för att kunna minska tiden det tar opera-tivsystemet att växla trådar. Denna funktion har inte använts tidigare i något OS,och är därför av särskilt intresse att studera och karakterisera. Resultaten visar atttrådväxlingstiden minskat signifikant, samtidigt som determinismen blivit bättreoch därigenom är det nu enklare att designa system med hårda realtidskrav.

Denna rapport beskriver ett kandidatarbete som genomfördes i kursen TDDD96 Kandidatprojekt i programvaruutveckling år 2023. Den produkt som framställdes under projektet är en webbapplikation för felsökning av informationsskyltar via Bluetooth och arbetet genomfördes med en agil arbetsmetodik. Syftet med denna rapport är att förklara hur projektgruppen arbetade under kandidatprojektet och skapade värde för kunden, samt att belysa både tekniska lärdomar och andra erfarenheter som projektgruppen fick under arbetet. Rapporten beskriver överförbar kunskap gällande projektarbeten respektive utveckling med Bluetooth som kan vara användbar i framtida projekt. För att dokumentera erfarenheter, skapa värde för kunden och förbättra arbetsprocessen under projektet genomfördes mätningar, testning, informationssamling, prototypframställning och utvärderingsmöten i form av retrospektiv och en muddy-cards-utvärdering.  Projektgruppen har utvecklat en webbapplikation som använder sig av Web Bluetooth API för att hämta en godtyckligt stor fil givet att användaren skriver in dess sökväg i felsökningsapplikationen. För att skicka filer av godtycklig storlek delas de upp i paket som alla skickas separat. En av de främsta fördelarna med det använda API:t är att ingen nedladdning eller installation krävs men en stor nackdel är att det inte är kompatibelt med alla webbläsare. Vidare har erfarenheter såsom för- och nackdelar med mobbprogrammering, vikten av olika sprintlängder, antal scrum-möten samt uppdelning av arbete dokumenterats. Under projektet har det även visats att en systemanatomi hjälper utvecklare att dela in och se kopplingar mellan olika delar i ett system samt att kundmöten är centrala för att säkerställa att en beställd produkt är av värde för kunden.

Internet of Things (IoT) är ett område under omfattande utveckling, både vad det gäller hårdvara och mjukvara. När det gäller hårdvaruplattformar för IoT enheter finns det platt-formar som är kraftfulla nog att exekvera ett reguljärt OS som t.ex. Linux. Andra hårdvaru-plattformar är inte tillräckligt kraftfulla för att exekvera reguljära OS och för dessa plattformar finns ett behov av resurseffektiva små IoT OS. Dessa resurssnåla OS behöver kunna hantera många av de funktioner som reguljära OS erbjuder, men på ett betydligt mer effektivt sätt.Det har under de senaste åren släppts en uppsjö av olika IoT OS för resurssnåla enheter och därför är syftet med denna rapport en utvärdering av IoT OS för strömsnåla resurssvaga IoT enheter. Utvärdering genomförs på IoT OS:en Contiki, mbed, RIOT och Zephyr. Målet med utvärderingen är att fastställa viktiga egenskaper för ett IoT OS för strömsnåla resurssvaga IoT enheter, och att belysa svårigheter och erfarenheter relaterade till konstruktionsprocessen av en prototyp för IoT enheter. Utvärderingen genomfördes genom att samla in fyra olika typer av data relaterade till IoT OS:en, och sedan utvärdera denna data med hjälp av en kriteriebaserad utvärderingsmetod.Utvärderingen resulterade i en lista av sex viktiga egenskaper för små resurs snåla IoT operativsystem. Dess resultat belyser även svårigheter och erfarenheter som framkommit under byggprocessen av prototyperna baserade på IoT OS:en.Slutsatsen av denna rapport bidrar med erfarenheter från byggning av prototyper IoT OS för resurssnåla enheter, samt ett utvärderingsresultat för IoT OS:en med hänsyn till de sex viktiga IoT OS egenskaperna. / The Internet of Things (IoT) is a large and rapidly expanding area with regards to both hardware platforms and software. When it comes to hardware platforms for the IoT some are more powerful and able to run a traditional OS like Linux, while other platforms are too constraint to do so. To ease the development within the IoT area an appropriate IoT OS is needed for these constrained hardware platforms, which can handle most of the functionality a traditional OS offer.Therefore, we evaluate IoT OSs targeted for low performance battery powered devices. In this thesis Contiki, mbed, RIOT and Zephyr are evaluated. The aim of this evaluation is to determine important IoT OS characteristics for resource constrained devices, and to highlight difficulties and experiences related to the building process of prototypes for such IoT devices.The evaluation of the IoT OSs were conducted on four types of data with regards to several measurable OS characteristics according to a criteria based evaluation method.The evaluation resulted in a list of six IoT OS characteristics important for wireless, resource constrained and battery powered devices. Furthermore the evaluation highlights potential setbacks during the building process of a prototype system for such devices and it also explains what experiences that can be gained.The conclusion of this thesis contributes with experience related to IoT OS prototype construction and also an evaluation result with respect to the six IoT OS characteristics for constraint battery driven devices.

Power management is an important part when developing a smartwatch to meet user expectations of battery lifetime and functionality. To develop a good power management structure, measurements of the device is crucial to understand the behavior and power consumption of hardware and software. In this thesis, measurements have been made to hardware connected to the PineTime smartwatch to get knowledge of its behavior and power consumption. A structure for hardware and software was developed to enable the possibility to debug, flash, and perform measurements. The purpose of the measurements is to find possible areas of improvement that have the potential to lower the overall power consumption of the device. From the measurements, the st7789V display driver and the hardware design was detected to have a high power consumption. Bluetooth was also found to have an odd behavior in terms of power consumption. From these findings, suggestions on how to lower the power consumption are presented.

The diploma thesis deals with the parameters of electricity quality. The aim of this work is to design and implement a prototype device that will allow remote measurement of power quality. The proposed system uses NB-IoT technology for data transmission. The system enables remote measurement of important parameters of electrical energy, such as the magnitude of the supply voltage or the frequency of the electric network. The device can measure electric current, average voltage values and detect dip / swell voltage events. The device reads a sampled electrical signal suitable for harmonic analysis. The device has started to meet the requirements for measuring device of class S according to EN 61000-3-40.