Com a evolução tecnológica há nos dias de hoje um aumento de dispositivos eletrônicos presentes ao nosso redor. Com o passar dos anos diversas funcionalidades vêm sendo agregadas a estes inclusive com maior poder de processamento. Em particular, para sistemas embarcados houve um crescimento da quantidade de sensores para diversos propósitos. Seguindo esta tendência, na área de saúde também houve um aumento significativo de aparelhos e dispositivos de monitoramento, tais como glicosimetros, oxímetros, monitoramento de pressão e batimento cardíaco por exemplo, que através de sensores realizam transdução dos dados pertinentes ao parâmetro envolvido. Este trabalho apresenta a pesquisa e o desenvolvimento de um sistema embarcado com a propriedade de multiplexação de sensores, ou seja, foi desenvolvido um dispositivo microcontrolado o qual visa multiplicar a capacidade de monitoramento de analitos, conseguindo analisar múltiplos sensores para um mesmo experimento. Ao decorrer deste desenvolvimento foram utilizados quatro sensores dispostos simetricamente em um béquer, os dados são coletados e tratados de forma sequencial e individual. Inicialmente utilizamos um sistema embarcado com um microcontrolador (PIC 18F2550) que é responsável por digitalizar a informação e pela conexão via terminal USB. Posteriormente um microprocessador (Raspberry Pi Zero, placa embarcada) fez-se necessário devido ao melhor processamento de dados. Os sensores aqui estudados tratam-se de sensores químicos, que são introduzidos a uma célula eletroquímica, onde se encontram um eletrodo de referência (Prata em uma solução de Cloreto de Prata) e os outros quatro filmes finos que irão compor o sistema multiplexado. Para este estudo em específico o material escolhido para fabricação dos filmes finos foi um polímero condutivo, mais especificamente polianilina (PANI). Esta foi depositada sobre um substrato de oxido de estanho dopado com flúor (FTO) através da eletrodeposição. Para sensores não específicos (não imobilizados para um analito alvo) os dois sistemas embarcados apresentaram respostas satisfatórias. Prosseguindo com o estudo e usando filmes finos para analitos biológicos (ureia e glicose) o microcontrolador não conseguiu separar os sinais de cada filme fino. Apenas o sistema com a Raspberry Pi obteve sucesso, devido a maior resolução no conversor analógico para digital e sua maior capacidade de processamento para determinar com uma maior precisão os valores obtidos. O sistema pode ser facilmente expandido para um maior número de sensores. / With the evolution of technology there is nowadays an increase in the number of electronic devices present around us. Over the years various functionalities have been added to these devices including the increased processing power. In particular, for embedded systems there has been an increase in the number of sensors for various purposes. Following this trend, in the area of health, there has also been a significant increase in systems and monitoring devices, such as glycosimeters, oximeters, pressure monitoring and heart rate, for example, which, through sensors, transduce data pertinent to the parameter involved. This work presents the research and development of an embedded system with the property of multiplexing sensors, that is, a microcontrolled device was developed which aims to multiply the capacity of analytes monitoring, being able to analyze multiple sensors for the same experiment. During this development four sensors were used symmetrically arranged in a beaker, the data were collected and treated sequentially and individually. Initially we used an embedded system with a microcontroller (PIC 18F2550) that is responsible for scanning the information and for the connection via USB terminal. Subsequently a microprocessor (Raspberry Pi Zero, embedded board) was made necessary due to the better processing of data. The sensors studied here are chemical sensors, which are introduced to an electrochemical cell, where a reference electrode is found (Silver in a Silver Chloride solution) and the other four thin films that will make up the multiplexed system. For this specific study the material chosen for the manufacture of thin films was a conductive polymer, more specifically polyaniline (PANI). This was deposited on a substrate of fluorine-doped tin oxide (FTO) by electrodeposition. For non-specific sensors (not immobilized for a target analyte) the two embedded systems presented satisfactory responses. Proceeding with the study and using thin films for biological analytes (urea and glucose) the microcontroller failed to separate the signals from each thin film. Only the system with Raspberry Pi has been successful, due to the higher resolution in the analog to digital converter and its greater processing capacity to determine with greater precision the obtained values. The system can be easily expanded to a larger number of sensors.

O uso de veículos aéreos não tripulados (VANTs) tem se tornado cada vez mais comum, principalmente em aplicações de uso civil. No cenário militar, o uso de VANTs tem focado o cumprimento de missões específicas que podem ser divididas em duas grandes categorias: sensoriamento remoto e transporte de material de emprego militar. Este trabalho se concentra na categoria do sensoriamento remoto. O trabalho foca a definição de um modelo e uma arquitetura de referência para o desenvolvimento de sensores inteligentes orientados a missões específicas. O principal objetivo destas missões é a geração de mapas temáticos. Neste trabalho são investigados processos e mecanismos que possibilitem a geração desta categoria de mapas. Neste sentido, o conceito de MOSA (Mission Oriented Sensor Array) é proposto e modelado. Como estudos de caso dos conceitos apresentados são propostos dois sistemas de mapeamento automático de fontes sonoras, um para o caso civil e outro para o caso militar. Essas fontes podem ter origem no ruído gerado por grandes animais (inclusive humanos), por motores de combustão interna de veículos ou por atividade de artilharia (incluindo caçadores). Os MOSAs modelados para esta aplicação são baseados na integração de dados provenientes de um sensor de imageamento termal e uma rede de sensores acústicos em solo. A integração das informações de posicionamento providas pelos sensores utilizados, em uma base cartográfica única, é um dos aspectos importantes tratados neste trabalho. As principais contribuições do trabalho são a proposta de sistemas MOSA, incluindo conceitos, modelos, arquitetura e a implementação de referência representada pelo sistema de mapeamento automático de fontes sonoras. / The use of unmanned aerial vehicles (UAV) has become increasingly common, particularly in civilian applications. In the military scenario, the use of UAVs has focused the accomplishment of specific tasks in two broad categories: remote sensing and transport of military material. This work focuses the remote sensing category. It address the definition of a model and reference architecture for the development of smart sensors oriented to specific tasks. The main objective of these missions is to generate thematic maps. This work investigates processes and mechanisms that enable the automatic generation of thematic maps. In this sense, the concept of MOSA (Mission Oriented Sensor Array) is proposed and modeled. As case studies, we propose two automatic mapping systems for on-the-ground generated sound sources, one for the civilian case and one for the military case. These sounds may come from the noise generated by large animals (including humans), from internal combustion engine vehicles or from artillery activity (including hunters). The MOSAs modeled for this application integrate data from a thermal imaging sensor and an on-the-ground network of acoustic sensors. The fusion of position information, provided by the two sensors, into a single cartographic basis is one of the key aspects addressed in this work. The main contributions are the proposed MOSA systems, including concepts, models and architecture and the reference implementation comprised by the system for automatic mapping of sound sources.

Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-07-11T21:38:07Z No. of bitstreams: 1 ReuberRM_DISSERT.pdf: 2348758 bytes, checksum: c8ee8fc8c3a85a5f8c824891e65ad585 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-18T15:09:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ReuberRM_DISSERT.pdf: 2348758 bytes, checksum: c8ee8fc8c3a85a5f8c824891e65ad585 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-18T15:10:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ReuberRM_DISSERT.pdf: 2348758 bytes, checksum: c8ee8fc8c3a85a5f8c824891e65ad585 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-18T15:11:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ReuberRM_DISSERT.pdf: 2348758 bytes, checksum: c8ee8fc8c3a85a5f8c824891e65ad585 (MD5) Previous issue date: 2013-08-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Microcontrollers Units (MCUs) are components used in a variety of devices, ranging from household to industrial use. In industrial automation MCUs are present in the equipment responsible for motor control, valve actuation, measurements and other functions. Currently, the MCUs based on Advanced RISC Machine (ARM) technology are highlighted due to its higher capacity performance, lower power consumption and low cost. These MCUs ARM feature software composition consist of three elements: an embedded operating system, device drivers and applications in general. Given this composition software of ARM MCUs, this paper presents a solution called Functional Modules for ARM (MoFA), with the aim of offering an alternative way in the development of automation and control. These modules are software applications that can be developed for different operating systems on embedded ARM MCUs, such as AndroidTM, embedded Linux distributions and Windows CE. The MoFA has basically four modules: module of control algorithmic for developing and execution of control routines of an automation system, the data storage module to store information needed of the process automation, communication module for remote access to ARM MCU and the analog and digital inputs and outputs module for manipulation of I/O ports of MCU. To validate the MoFA were implemented two applications: a supervisory system for photovoltaic panels and a PI control system liquid level. The results for each application are presented at the end of this work. For the development of these two applications was used the ARM Microcontroller of Tiny6410 Kit of Friendly ARM. The study was conducted at the laboratory of GEDEA of UFERSA / As Unidades Microcontroladas (MCUs, do inglês Microcontroller Units) são componentes utilizados em uma variedade de dispositivos, que vão desde uso doméstico a uso industrial. Na automação industrial as MCUs estão presentes em equipamentos responsáveis pelo controle de motores, acionamento de válvulas, medições entre outras funções. Atualmente, as MCUs baseadas na tecnologia Advanced RISC Machine (ARM) estão se destacando devido a sua maior capacidade de desempenho, menor consumo de energia e baixo custo. Essas MCUs ARMR apresentam composição de software constituída por três elementos: um sistema operacional embarcado, drivers de dispositivos, e aplicações em gerais. Diante desta composição de software das MCUs ARM, este trabalho apresenta uma solução denominada de Módulos Funcionais para ARM (MoFA), com o objetivo de oferecer uma forma alternativa no desenvolvimento em automação e controle. Estes módulos são aplicações de software que podem ser desenvolvidas para diferentes sistemas operacionais embarcados em MCUs ARM, tais como AndroidTM, distribuições de Linux embarcado e Windows CE. O MoFA possui basicamente quatro módulos: o módulo de algoritmo de controle para desenvolvimento e execução de rotinas de controle de um sistema de automação, o módulo de armazenamento de dados para guardar informações necessárias do processo da automação, o módulo de comunicação para acesso remoto a MCU ARM e o módulo de entradas e saídas digitais e analógicas para manipulação das portas I/O da MCU. Para validar o MoFA foram implementadas duas aplicações: um sistema supervisório para painéis fotovoltaicos e um sistema de controle PI de nível de líquido. Os resultados obtidos para cada aplicações são apresentados ao final deste trabalho. Para o desenvolvimento destas duas aplicações foi utilizado o microcontrolador ARM do Kit Tiny6410 da Friendly ARM. O trabalho foi realizado no laboratório do Grupo de Estudo e Desenvolvimento em Energia e Automação (GEDEA) da UFERSA / 2017-07-11

Orientador: Prof. Dr. Carlos Eduardo Capovilla / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2015. / O desenvolvimento de software embarcado se tornou um gargalo para a introdu- ¸c¿ao de produtos complexos no mercado, como os sistemas de automa¸c¿ao, ve'ýculo, aeronaves e plantas industriais de controle, pois, dever'a interagir com processos f'ýsicos garantindo suporte 'a opera¸c¿ao em tempo real e de forma concorrente, ainda mantendo os custos reduzidos. Com isso, o n'ývel de integra¸c¿ao conseguido com sistemas embarcados 'e ainda maior, e aumentando a complexidade do desenvolvimento do software. Portanto, uma metodologia efetiva deve ser estabelecida em todos os est'agios, envolvendo ferramentas de software que suportem a gera¸c¿ao autom'atica ou semi-autom'atica de c'odigo, al'em da possibilidade de reuso de c'odigo. O desenvolvimento baseado em modelos tem sido empregado com sucesso na implementa¸c¿ao de sistemas de software de uso geral e com isso reduzindo o n'umero de erros e reduzindo os ciclos e custos, surgindo como uma solu¸c¿ao para os problemas de desenvolvimento de software embarcado dentro da academia e ind'ustria. Devido a utilizar um ambiente de desenvolvimento unificado, pode ser utilizado como uma ferramenta de comunica¸c¿ao e desenvolvimento atrav'es das diferentes disciplinas de engenharia. O objetivo principal da metodologia 'e a mudan¸ca de paradigma de desenvolvimento de software de forma manual a partir de especifica¸c¿oes informais para a captura de requisitos funcionais e n¿ao funcionais do software embarcado a partir de modelos matem'aticos do sistema. Claramente, um modelo matem'atico oferece um modo comum para a integra¸c¿ao sistem'atica e coerente dos diferentes esfor¸cos na especifica¸c¿ao do sistema, projeto, s'ýntese (gera¸c¿ao de c'odigo), an'alise (valida¸c¿ao), execu¸c¿ao e manuten¸c¿ao(evolu¸c¿ao do projeto). Esse trabalho emprega a metodologia de desenvolvimento baseada em modelos de computa¸c¿ao para o desenvolvimento de um medidor de energia, composto por um microcontrolador e hardware espec'ýfico para a medi¸c¿ao de consumo de energia el'etrica. Ao final ser¿ao disponibilizados os dados de testes comparativos entre o medidor de precis¿ao de energia el'etrica WT3000 da Yokogawa e o prot'otipo desenvolvido, para a valida¸c¿ao da metodologia no prot'otipo desenvolvido. / Embedded software design has become the bottleneck in the market introduction of complex products such as automation systems, automobiles, airplanes, and industrial control plants, it must interact with physical processes guaranteeing support for hard real-time operation and concurrency, also, with tight cost. Furthermore, the level of integration with embedded system is even bigger, increasing software development complexity. Due to the increasing complexity and shrinking time-to-market, an effective methodology must at all stages involve automatic and semi-automatic support by software tools and favor code re-use. Model-based desing has been successfully used for development of general-purpose software systems and it is known to reduce development errors, shorten development cycles and thereby decrease overall development costs, emerging as a solution to embedded software design issues as witnessed by both accademic and industrial efforts, also uses a common environment for design and communication throughout the different engineering disciplines. The core principle of this methodology is to move away from manual coding from informal specifications by capturing embedded software functional and nonfunctional requirements from abstract mathematical models. Clearly, a mathematical model offers a common ground for a systematic and coherent integration of diverse efforts in system specification, design, synthesis (code generation), analysis (validation), execution (runtime support), and maintenance (design evolution). The present work investigates the application of software model based development for an energy meter, which is composed by a microcontroller and some specific hardware peripherals to measure electricity usage. At the end it will be conducted comparative tests between the energy power meter WT3000 from Yokogawa and the developed energy meter, to validate the used methodology into developed energy meter.

O uso de veículos aéreos não tripulados (VANTs) tem se tornado cada vez mais comum, principalmente em aplicações de uso civil. No cenário militar, o uso de VANTs tem focado o cumprimento de missões específicas que podem ser divididas em duas grandes categorias: sensoriamento remoto e transporte de material de emprego militar. Este trabalho se concentra na categoria do sensoriamento remoto. O trabalho foca a definição de um modelo e uma arquitetura de referência para o desenvolvimento de sensores inteligentes orientados a missões específicas. O principal objetivo destas missões é a geração de mapas temáticos. Neste trabalho são investigados processos e mecanismos que possibilitem a geração desta categoria de mapas. Neste sentido, o conceito de MOSA (Mission Oriented Sensor Array) é proposto e modelado. Como estudos de caso dos conceitos apresentados são propostos dois sistemas de mapeamento automático de fontes sonoras, um para o caso civil e outro para o caso militar. Essas fontes podem ter origem no ruído gerado por grandes animais (inclusive humanos), por motores de combustão interna de veículos ou por atividade de artilharia (incluindo caçadores). Os MOSAs modelados para esta aplicação são baseados na integração de dados provenientes de um sensor de imageamento termal e uma rede de sensores acústicos em solo. A integração das informações de posicionamento providas pelos sensores utilizados, em uma base cartográfica única, é um dos aspectos importantes tratados neste trabalho. As principais contribuições do trabalho são a proposta de sistemas MOSA, incluindo conceitos, modelos, arquitetura e a implementação de referência representada pelo sistema de mapeamento automático de fontes sonoras. / The use of unmanned aerial vehicles (UAV) has become increasingly common, particularly in civilian applications. In the military scenario, the use of UAVs has focused the accomplishment of specific tasks in two broad categories: remote sensing and transport of military material. This work focuses the remote sensing category. It address the definition of a model and reference architecture for the development of smart sensors oriented to specific tasks. The main objective of these missions is to generate thematic maps. This work investigates processes and mechanisms that enable the automatic generation of thematic maps. In this sense, the concept of MOSA (Mission Oriented Sensor Array) is proposed and modeled. As case studies, we propose two automatic mapping systems for on-the-ground generated sound sources, one for the civilian case and one for the military case. These sounds may come from the noise generated by large animals (including humans), from internal combustion engine vehicles or from artillery activity (including hunters). The MOSAs modeled for this application integrate data from a thermal imaging sensor and an on-the-ground network of acoustic sensors. The fusion of position information, provided by the two sensors, into a single cartographic basis is one of the key aspects addressed in this work. The main contributions are the proposed MOSA systems, including concepts, models and architecture and the reference implementation comprised by the system for automatic mapping of sound sources.

Submitted by Adriely Bruce (adriely_bruce@hotmail.com) on 2016-12-16T13:13:00Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Diego Câmara Sales.pdf: 3202633 bytes, checksum: b132b1fefafdda85faf38c42f7092ae2 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-12-22T15:15:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Diego Câmara Sales.pdf: 3202633 bytes, checksum: b132b1fefafdda85faf38c42f7092ae2 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-12-22T15:16:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Diego Câmara Sales.pdf: 3202633 bytes, checksum: b132b1fefafdda85faf38c42f7092ae2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-22T15:16:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Diego Câmara Sales.pdf: 3202633 bytes, checksum: b132b1fefafdda85faf38c42f7092ae2 (MD5) Previous issue date: 2014-07-26 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Nowadays kind quadrotor helicopters are becoming popular in developing research in unmanned aerial vehicles UAV, for its ability to planar and vertical landing in hard to reach places. The control of most of these vehicles is based on physical or experimental dynamic models, and may have a high cost due to the time of project development. In this work is presented the stability control using fuzzy logic, which eliminates the need for a dynamic model for the controller design. Using the least amount of linguistic rules in order to enable the implementation of the controller in embedded systems with low computational capacity. / Hoje em dia os helicópteros do tipo quadrotor estão se tornando populares no desenvolvimento de pesquisas em veículos aéreos não tripulados VANT, pela sua capacidade de pouso vertical e de planar em locais de difícil acesso. O controle da maioria destes veículos é baseado em modelos dinâmicos físicos ou experimentais, podendo apresentar um alto custo devido ao tempo de desenvolvimento do projeto. Neste trabalho é apresentado o controle de estabilidade de um quadrotor utilizando lógica fuzzy, que dispensa a necessidade de um modelo dinâmico para o projeto do controlador. Utilizando a menor quantidade de regras linguísticas com o intuito de viabilizar a implementação do controlador em sistemas embarcados de baixa capacidade computacional simplificando o desenvolvimento do controlador de estabilidade do sistema proposto.

Orientadores: Regina Lúcia de Oliveira Moraes, Eliane Martins / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-19T14:09:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fadel_AlineCristine_M.pdf: 3259764 bytes, checksum: a287ca33254d027f23e2f2f818464ee1 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Esse trabalho apresenta os detalhes e os resultados de testes automatizados e manuais que utilizaram a técnica de injeção de falhas e que foram aplicados em redes ópticas. No primeiro experimento o teste foi automatizado e utilizou a emulação de falhas físicas baseadas na máquina de estados do software embarcado dessa rede. Para esse teste foi utilizado uma chave óptica que é controlada por um robô de testes. O segundo experimento foi um teste manual, que injetou falhas nas mensagens de comunicação do protocolo dessa rede, a fim de validar os mecanismos de tolerância a falhas do software central dessa rede. Esse experimento utilizou a metodologia Conformance and Fault injection para preparar, executar e relatar os resultados dos casos de testes. Nos dois experimentos também foi utilizado um padrão de documentação de testes que visa facilitar a reprodução dos testes, a fim de que eles possam ser aplicados em outros ambientes. Com a aplicação desses testes, a rede óptica pode alcançar uma maior confiabilidade, disponibilidade e robustez, que são características essenciais para sistemas que requerem alta dependabilidade / Abstract: This work presents the details and the results of automatic and manual tests that used the fault injection technique and were applied on GPON network. In the first experiment the test was automated, and it performed the emulation of physical faults based on the state machine of the embedded software in this network. In this test is used an optical switch that is controlled by a test robot. The second experiment was a manual test, which injected faults on protocol communication message exchanged through the optical network, in order to validate the main software fault tolerance mechanisms. This experiment used a Conformance and Fault injection methodology to prepare, execute and report the results of the test cases. In both experiments, it was used a standard test documentation to facilitate the reproduction of the tests, so that they can be applied in other environments. With applying both tests, the optical networks reach greater reliability, availability and robustness. These attributes are essential for systems that require high dependability / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestre em Tecnologia

Redes Neurais Convolucionais têm sido utilizadas com sucesso para reconhecimento de padrões em imagens. Porém, o seu alto custo computacional e a grande quantidade de parâmetros envolvidos dificultam a execução em tempo real deste tipo de rede neural artificial em aplicações embarcadas, onde o poder de processamento e a capacidade de armazenamento de dados são restritos. Este trabalho estudou e desenvolveu um método para execução em tempo real em FPGAs de uma Rede Neural Convolucional treinada, aproveitando o poder de processamento paralelo deste tipo de dispositivo. O foco deste trabalho consistiu na execução das camadas convolucionais, pois estas camadas podem contribuir com até 99% da carga computacional de toda a rede. Nos experimentos, um dispositivo FPGA foi utilizado conjugado com um processador ARM dual-core em um mesmo substrato de silício. Apenas o dispositivo FPGA foi utilizado para executar as camadas convolucionais da Rede Neural Convolucional AlexNet. O método estudado neste trabalho foca na distribuição eficiente dos recursos do FPGA por meio do balanceamento do pipeline formado pelas camadas convolucionais, uso de buffers para redução e reutilização de memória para armazenamento dos dados intermediários (gerados e consumidos pelas camadas convolucionais) e uso de precisão numérica de 8 bits para armazenamento dos kernels e aumento da vazão de leitura dos mesmos. Com o método desenvolvido, foi possível executar todas as cinco camadas convolucionais da AlexNet em 3,9 ms, com a frequência máxima de operação de 76,9 MHz. Também foi possível armazenar todos os parâmetros das camadas convolucionais na memória interna do FPGA, eliminando possíveis gargalos de acesso à memória externa. / Convolutional Neural Networks have been used successfully for pattern recognition in images. However, their high computational cost and the large number of parameters involved make it difficult to perform this type of artificial neural network in real time in embedded applications, where the processing power and the data storage capacity are restricted. This work studied and developed methods for real-time execution in FPGAs of a trained convolutional neural network, taking advantage of the parallel processing power of this type of device. The focus of this work was the execution of convolutional layers, since these layers can contribute up to 99% of the computational load of the entire network. In the experiments, an FPGA device was used in conjunction with a dual-core ARM processor on the same silicon substrate. The FPGA was used to perform convolutional layers of the AlexNet Convolutional Neural Network. The methods studied in this work focus on the efficient distribution of the FPGA resources through the balancing of the pipeline formed by the convolutional layers, the use of buffers for the reduction and reuse of memory for the storage of intermediate data (generated and consumed by the convolutional layers) and 8 bits for storage of the kernels and increase of the flow of reading of them. With the developed methods, it was possible to execute all five AlexNet convolutional layers in 3.9 ms with the maximum operating frequency of 76.9 MHz. It was also possible to store all the parameters of the convolutional layers in the internal memory of the FPGA, eliminating possible external access memory bottlenecks.

[pt] Sistemas supervisores envolvendo software embarcados são encontrados com freqüência e são responsáveis pela supervisão de equipamentos que vão desde máquinas industriais e eletrodomésticos, a celulares e PDAs. Muitos possuem severos requisitos de confiabilidade e tolerância a falhas, bem como características de sistemas de tempo real. Esta pesquisa investiga o uso de tecnologias de ponta como Design by Contract, Agentes de Software, Mock Objects e Componentes de Software no auxílio ao desenvolvimento de sistemas de monitoramento e aquisição em tempo real. Explora-se, ainda, o conceito de sistemas orientados à recuperação. Para realizar tal análise é utilizado como estudo de caso um sistema de inspeção de dutos, que foi implementado utilizando tais tecnologias. De maneira resumida, pode-se dizer que neste estudo de caso percebeu-se que o uso dessas tecnologias fez com que o sistema fosse desenvolvido em um curto espaço de tempo, sendo que questões relevantes não foram prejudicadas, como por exemplo o fato do sistema ser robusto e tolerante a falhas. É importante ressaltar que o sistema apresentado se encontra em uso em inspeções de dutos reais. / [en] Supervisory systems allied to embedded software, a common subject in the literature, are responsible by the supervision of equipments like industrial machines, household-electric devices, cellular phones and PDAs. Many of them have severe requisites of fault tolerance and reliability as well as real time systems features. This research investigates the use of state-of-the-art technologies such as Design By Contract, Mock Objects, software agents and components in the development of real-time monitoring and data-acquisition systems. Recovery oriented systems concepts are also explored. The case study carried out to the research is a pipeline inspection software system, which uses such technologies. In a nutshell, it can be said that this case study showed strong evidence that the use of these technologies allowed the development in a very short time, without any loss of robustness, fault tolerance and reliability. The developed system is currently being used in real pipeline inspections.

A crescente demanda por Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT) tem sido objeto de preocupação por parte das organizações internacionais responsáveis pela segurança do espaço aéreo. O uso de VANT em condições restritas tem sido realizado pelos interessados e envolvidos, mas para que o VANT seja economicamente viável, há a necessidade de regulamentação ainda não existente para sua integração segura no Espaço Aéreo Controlado e Não Segregado. Em função dessa demanda não atendida, nesta Tese foi desenvolvido um método (Safety-VANT) que avalia a segurança crítica da condução do VANT, tarefa realizada por um Sistema Autônomo de Pilotagem. O desenvolvimento do Método Safety-VANT tem como missão fornecer aos órgãos reguladores, assim como aos desenvolvedores de VANT, meios de quantificar a avaliação de segurança na navegabilidade aérea dessas aeronaves. Uma hipótese considerada para o método é a de que o hardware e software (aviônicos, fuselagem, sensores e atuadores) do VANT estejam previamente avaliados e certificados pelos mesmos procedimentos e regras aplicáveis para os equipamentos de aeronaves tripuladas. Essa hipótese permitiu que o desenvolvimento do método de avaliação de segurança Safety-VANT fosse direcionado para avaliar a capacidade de comando autônomo de um VANT para voar, navegar e comunicar de acordo com as regras do sistema de gerenciamento e controle do tráfego aéreo. A aplicação do Safety-VANT foi exercitada sob um VANT hipotético definido como sendo capaz de voar, navegar e se comunicar com o Controle de Tráfego Aéreo e que tenha os equipamentos e estrutura da aeronave (fuselagem) que o constitui, devidamente certificados. Adicionalmente são realizadas considerações sobre como implantar a utilização do Safety-VANT no desenvolvimento de VANT Autônomo com a missão de ser integrado no Espaço Aéreo. / The growing demand for unmanned aerial vehicles (UAV) has been a subject of concern on the part of international organizations responsible for airspace safety. UAV has been used by stakeholders in strict conditions, but for UAV to become economically viable, it is necessary to issue regulations that still do not exist for safe integration in the controlled non-segregated airspace. In the light of this unattended demand, a method (Safety-VANT) was developed in this Thesis to evaluate the critical safety of UAV conduction, a task performed by a Piloting Autonomous System. The development of the Safety-VANT method aims to provide UAV regulators and developers, means of quantifying the safety assessment in the aircraft airworthiness. A hypothesis used in the method considers that the UAV hardware and software (avionics, fairing, sensors and actuators) are previously evaluated and certified by the same procedures and rules applicable to manned aircraft equipment. This hypothesis allowed the Safety-VANT - the developed safety assessment method - to evaluate the ability of an autonomous command embedded in an UAV to fly, to navigate and to communicate, according to the management of air navigation system rules. The Safety-VANT application was exercised under a hypothetical UAV set to being able to fly, to navigate and to communicate with Air Traffic Control and it has the equipment and the certified aircraft structure (fairing). In addition, considerations are performed for deploying the use of Safety-VANT in autonomous UAV development to integrate it into the Airspace.