Made available in DSpace on 2015-04-11T14:03:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO - WANDERSON ROGER.pdf: 2032449 bytes, checksum: f75ada58e34bb5da29e9716bc5899cab (MD5) Previous issue date: 2009-04-30 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / In the development of the design of embedded systems several factors must be led in account, such as: physical size, weight, mobility, energy consumption, memory, cooling, security requirements, trustiness and everything ally to a reduced cost and of easy utilization. But, on the measure that the systems become more heterogeneous they admit major complexity in its development. There are several techniques to optimize the execution time and power usage in embedded systems. One of these techniques is the code compression, however, most existing proposals focus on decompress and they assume that the code is compressed in compilation time. Therefore, this work proposes the development of an specific architecture, with its prototype in hardware (using VHDL and FPGAs), special for the process of compression/decompression code. Thus, it is proposed a technique called PDCCM (Processor Memory Cache Compressor Decompressor). The results are obtained via simulation and prototyping. In the analysis, benchmark programs such as MiBench had been used. Also a method of compression, called of MIC was considered (Middle Instruction Compression), which was compared with the traditional Huffman compression method. Therefore, in the architecture PDCCM the MIC method showed better performance in relation to the Huffman method for some programs of the MiBench analyzed that are widely used in embedded systems, resulting in 26% less of the FPGA logic elements, 71% more in the frequency of the clock MHz and in the 36% plus on the compression of instruction compared with Huffman, besides allowing the compression/decompression in time of execution. / No desenvolvimento do projeto de sistemas embarcados vários fatores têm que ser levados em conta, tais como: tamanho físico, peso, mobilidade, consumo de energia, memória, refrescância, requisitos de segurança, confiabilidade e tudo isso aliado a um custo reduzido e de fácil utilização. Porém, à medida que os sistemas tornam-se mais heterogêneos os mesmos admitem maior complexidade em seu desenvolvimento. Existem diversas técnicas para otimizar o tempo de execução e o consumo de energia em sistemas embarcados. Uma dessas técnicas é a compressão de código, não obstante, a maioria das propostas existentes focaliza na descompressão e assumem que o código é comprimido em tempo de compilação. Portanto, este trabalho propõe o desenvolvimento de uma arquitetura, com respectiva prototipação em hardware (usando VHDL e FPGAs), para o processo de compressão/descompressão de código. Assim, propõe-se a técnica denominada de PDCCM (Processor Decompressor Cache Compressor Memory). Os resultados são obtidos via simulação e prototipação. Na análise usaram-se programas do benchmark MiBench. Foi também proposto um método de compressão, denominado de MIC (Middle Instruction Compression), o qual foi comparado com o tradicional método de compressão de Huffman. Portanto, na arquitetura PDCCM o método MIC apresentou melhores desempenhos computacionais em relação ao método de Huffman para alguns programas do MiBench analisados que são muito usados em sistemas embarcados, obtendo 26% a menos dos elementos lógicos do FPGA, 71% a mais na freqüência do clock em MHz e 36% a mais na compressão das instruções comparando com o método de Huffman, além de permitir a compressão/descompressão em tempo de execução.

Made available in DSpace on 2015-04-20T12:33:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 wanderson.pdf: 2478946 bytes, checksum: 854238cf4114ab65652ed32f310fab18 (MD5) Previous issue date: 2013-07-05 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As atuais aplicações embarcadas têm exigido cada vez mais dos sistemas embarcados que por sua vez apresentam inúmeras limitações físicas e de recursos computacionais, sendo a memória um dos recursos mais críticos, devido a sua capacidade de armazenamento ser limitada de acordo com sua área ocupada no sistema. Assim justifica-se o esforço para otimizar o seu uso. Pesquisas têm mostrado que as técnicas de compressão de código servem como uma alternativa para resolver alguns problemas como: espaço, desempenho e consumo de energia nos sistemas embarcados. Esta tese trata da compressão de código dos programas para execução em sistemas embarcados baseados em processadores RISC. Na tese mostra-se que a utilização dos quatro novos métodos propostos e desenvolvidos neste trabalho (CPBARM, HDPB, CCHPB e CC-MLD) resulta em boas taxas de compressão. Implementações eficientes e simples do hardware descompressor também são apresentados. Além disto, um novo tipo de dicionário dividido em níveis também é introduzido por esta tese. O paradigma aplicado por esse novo dicionário consiste em armazenar instruções unitárias e padrões de blocos encontrados no código dos programas ao mesmo tempo e por isto é chamado de Dicionário Multi-Nível. Nas simulações realizadas com os métodos desenvolvidos nesta tese usaram-se alguns programas do benchmark MiBench. As taxas de compressão média obtidas nos métodos variaram de 24,2% a 32%. Assim, os algoritmos propostos oferecem uma melhor exploração da tríade compressão-desempenho-consumo.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-11-24T12:43:54Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Diego Q. Pinheiro.pdf: 1711679 bytes, checksum: e41a75f9b4c8239fe90ffde9746a3501 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-11-24T12:45:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Diego Q. Pinheiro.pdf: 1711679 bytes, checksum: e41a75f9b4c8239fe90ffde9746a3501 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-11-24T12:45:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Diego Q. Pinheiro.pdf: 1711679 bytes, checksum: e41a75f9b4c8239fe90ffde9746a3501 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-24T12:45:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Diego Q. Pinheiro.pdf: 1711679 bytes, checksum: e41a75f9b4c8239fe90ffde9746a3501 (MD5) Previous issue date: 2015-09-25 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Performance and energy consumption are directly related. To increase performance, the number of instructions per second to be executed must also be increased, in other words, processor frequency must be changed. The higher this value is, higher energy consumption also has to be. Likewise, by decreasing the number of instructions to be executed, energy consumption and performance are also reduced. So, exploring performance and energy relation is the key idea behind Dynamic Voltage and Frequency Scaling – DVFS, technique. Applying DVFS in real time systems is not a trivial task. These system’s tasks are bounded to timing constraints in such a way that, if decreasing performance does not guarantee constraints, the system may totally fail. Thus, this work aims to gather two DVFS approaches in real time systems: intra and inter-tasks. The intra-task analyzes execution flow of a task and identify where the new instructions can be inserted to change supply voltage and frequency when the worst case path is not followed. On the other hand, the inter-task approach analyzes how long a task will wait due to interferences (e.g. preemption, shared resources), verifies system schedulability and defines a set of initial optimum frequencies in multi-task environment. The result is a new code with the same functionality as the original one, however with instructions to change voltage and frequency when taking into account a task interferences. Moreover, the experimental results show not only energy consumption was reduced, but also timing constraints were satisfied. / Desempenho e consumo de energia são variáveis diretamente proporcionais. Para aumentar o desempenho, é necessário também aumentar o número de instruções por segundo a serem executadas, ou seja, alterar a frequência do processador. Quanto maior for este valor, também será o consumo de energia. Do mesmo modo, reduzir o consumo de energia implica diminuir o número de instruções a serem executadas e, logo, o desempenho. Explorar a relação entre desempenho e consumo de energia é a ideia base da técnica de escalonamento dinâmico de tensão e frequência DVFS (do inglês Dynamic Voltage and Frequency Scaling). Em sistemas de tempo real críticos, aplicar a técnica DVFS não é uma tarefa trivial. Estes sistemas associam a execução de uma tarefa a um limite temporal, de modo que, se este valor não for respeitado, devido à redução do desempenho, falhas graves podem ocorrer ao sistema. Assim, esta dissertação tem como objetivo unir duas abordagens da técnica DVFS em sistemas de tempo real críticos: uma intra e outra inter-tarefas. A abordagem intra-tarefa procura analisar o fluxo de execução de uma tarefa e identificar pontos onde é possível inserir instruções para troca de frequência e tensão, quando a execução de uma tarefa se distanciar do pior caso. Já a abordagem inter-tarefas, é responsável por: analisar o tempo de espera na execução de uma tarefa devido às interferências (preempções, compartilhamento de recursos), verificar a escalonabilidade do sistema e determinar um conjunto de frequências iniciais ótimas em ambientes de múltiplas tarefas. O resultado deste estudo é a geração de um novo código com funcionalidade igual ao de entrada, porém com instruções de troca de frequência e tensão, consideradas as interferências que uma tarefa possa sofrer. Além disso, resultados experimentais mostram como não só foi possível reduzir o consumo de energia, mas também respeitar os limites temporais das tarefas em questão.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:52:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Juan Moises Mauricio Villanueva.pdf: 944458 bytes, checksum: 0b17f88c59a4149e61f4f3fa0969445e (MD5) Previous issue date: 2005-03-03 / In several applications in electronics, the generation of nonlinear function values using low-cost embedded systems is a problem. The nonlinear functions cannot be directly implemented due to restrictions of fixed-point calculations and limited resolution that are characteristics of the architecture of the processor employed. In this work, a procedure for determining piecewise linear approximation of nonlinear functions for a low-cost embedded system is presented. In order to solve this problem, a hierarchical evolutionary algorithm has been developed for determining the position and the minimal number of breakpoints and the minimal size of the look-up table for storing these breakpoints, for generating the approximated function values. The nonlinear function can be approximated using piecewise linear functions from the obtained breakpoints. The developed algorithm is tested using the case of approximating the first quadrant of a sine function, and the obtained results are presented for different resolutions for the input and output values generation. / Em diversas aplicações em eletrônica existe o problema de gerar valores de funções não lineares utilizando-se sistemas embarcados de baixo custo. Essas funções não lineares não podem ser implementadas diretamente devido às restrições de cálculo em ponto fixo e resolução limitada, características de arquitetura do processador empregado. Nesta dissertação, apresenta-se um procedimento para a determinação de aproximação linear por partes de funções não lineares para sistemas embarcados de baixo custo. Para resolver este problema, desenvolveu-se um algoritmo hierárquico evolutivo que determinará a posição e número mínimo de pontos de quebra e tamanho mínimo da tabela de equivalência para armazenar esses pontos de quebra, para gerar os valores da função aproximada. A função não linear pode então ser aproximada por funções lineares a partir dos valores dos pontos de quebra encontrados. O algoritmo desenvolvido é testado para o caso de aproximação da função seno no primeiro quadrante, e os resultados obtidos são apresentados para diversas resoluções de entrada e de geração dos valores de saída.

A geração de energia solar fotovoltaica tem crescido anualmente em utilização. Com o aumento dos custos de geração de energia elétrica, fontes renováveis de energia como essa crescem em interesse, até mesmo em aplicações residenciais de microgeração. Este trabalho apresenta o projeto, construção e ensaios de um rastreador solar autônomo, com controle e aquisição de dados de sensoriamento baseado em sistemas embarcados totalmente projetados e produzidos no país, com o objetivo de se aumentar o ganho de energia elétrica gerada a partir de painéis solares de mercado. O projeto do firmware de controle e os algoritmos utilizados foram adaptados continuamente até se atingir os melhores resultados. Foi utilizado um painel solar comum de mercado para realizar os testes, e as placas de circuito impresso projetadas foram confeccionadas localmente. A tomada de dados em diferentes ensaios mostrou que o rastreamento solar de fato aumentou o ganho de energia elétrica com um painel solar comum de mercado, mesmo com alguns problemas a serem corrigidos em uma próxima pesquisa. Assim, a pesquisa realizada confirmou o ganho de energia elétrica para o painel solar escolhido. / Photovoltaic solar generators have grown annually in use. With the increase in electricity generation costs, renewable sources of energy like that grow in interest, even in residential microgeneration applications. This work presents the design, construction and testing of a standalone solar tracker, with control and acquisition of sensors data based on embedded systems totally designed and produced in the country, aiming to increase the power generated from retail solar panels. The firmware design and used algorithms have been continuously adapted to achieve the best results. It was used a standard solar panel to perform the tests, and the designed printed circuit boards were manufactured locally. The data taken in different tests showed that the solar tracking actually increased the power generated with a standard solar panel, even with some problems in the design that have to be corrected in a future implementation. So the project was validated and can be used, including microgeneration in ordinary houses.

A geração solar fotovoltaica em painéis de silício tem se destacado como uma maneira limpa e renovável de atender à demanda por energia elétrica. Este trabalho apresenta o projeto, construção e testes de um sistema autônomo para obtenção da curva IV e caracterização de painéis fotovoltaicos comerciais instalados em campo. Após um estudo do problema de medição de painéis solares, uma especificação da Solução foi concebida. Com base na especificação, foram realizados o projeto elétrico, a construção de protótipos, a escrita do software de medição e os testes de validação em laboratório. Para validação definitiva do hardware desenvolvido, foram realizados testes em campo utilizando um painel solar comercial. Após a tomada de dados e análise dos resultados, conclui-se que o dispositivo concebido atende aos requisitos especificados e cumpre sua proposta inicial. A metodologia empregada neste trabalho pode ser utilizada para geração de outros instrumentos com finalidade similar ou idêntica. / Photovoltaic solar generators, using silicon panels, have grown popular as a clean and renewable way to supply electrical energy. This work presents the project, construction and testing of an autonomous system for IV curve tracing and characterization of commercial photovoltaic panels deployed in the field. After a study how to properly measure solar panels, a Solution was put in a form of a specification. From specifications, the following phases took place: electrical project, prototype construction, software development and lab testing. To perform final validation of the developed hardware, a field test with a commercial solar panel was performed. After collecting and analyzing data from, it was concluded that the design fulfills the required specifications and intended goals. The methodology employed in this work and be utilized to generate other measuring instruments with similar or identical function.

Orientador: Fabiano Fruett / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T05:13:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_MarcelSalvionida_M.pdf: 30571418 bytes, checksum: 4cd818ffde793df4bbebdbbf472d1b6b (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Existem diversos sistemas e equipamentos, com finalidades específicas, envolvendo o monitoramento das mudanças de clima e de tempo. Entretanto, a maioria desses sistemas e equipamentos disponíveis no mercado possuem alto custo, o que normalmente inviabiliza sua utilização em larga escala. Além disso, a maioria dos sistemas e equipamentos para este fim são importados, o que dificulta ainda mais a sua inserção em aplicações corriqueiras. Este trabalho descreve o desenvolvimento, projeto, testes e aplicação de uma rede de sensores sem fio de baixo custo, para monitoramento em tempo real da temperatura ambiente, umidade relativa do ar e pressão atmosférica, como uma alternativa nacional para pesquisas que necessitem de equipamentos para monitoramento ambiental. A rede é composta de quatro nós sensores e um nó coordenador. Os nós sensores possuem um sensor de temperatura e umidade e um sensor de pressão barométrica ¿ ambos com interface digital ¿ além de um microcontrolador de baixo consumo de energia e baixo custo, e um módulo de comunicação para uma rede operando na frequência de 2,4GHz, para conexão numa rede padrão IEEE 802.15.4. O nó coordenador possui outro módulo de comunicação para a conexão na rede sem fio, um microcontrolador, um cartão de memória para armazenamento das informações de cada nó sensor e interface Ethernet para disponibilizar as medidas do sensor em uma página web, acessada através de um IP estático em um browser de internet comum. Testes em laboratório e em campo atestaram autonomia do nó sensor (em torno de 90 dias para uma bateria de 500mAh) e alcance (de aproximadamente 150m em visada direta) e comprovaram a conformidade dos valores medidos por cada nó, através da comparação com um sistema de referência / Abstract: There are several systems and equipments with specific applications related to climate and weather change monitoring. However, most of these systems and equipments available in the market are too expensive ¿ which usually prevents their use in large scale. Furthermore, most of them used for such purpose are imported, which further complicates their insertion in everyday applications. This work describes the development, implementation and application of a low-cost wireless sensor network for temperature, relative humidity and atmospheric pressure monitoring, in real-time as a national alternative for researches which demand equipments for environmental monitoring. The network consists of four sensor nodes and a coordinator node. Sensor nodes have a temperature and humidity sensor and a barometric sensor ¿ both with digital interface ¿ plus a low cost and low power microcontroller and a communication module for the wireless network operating at 2.4GHz for establishing connection to an IEEE 802.15.4 network. Coordinator node has another communication module to the wireless network connection, a microcontroller for receiving measurements, a memory card for storage of each sensor node¿s information, and Ethernet interface to provide sensor node¿s information in an embedded webpage, accessed through a static IP in a common internet browser. Tests performed in laboratories and in the field attested the node¿s autonomy (around 90 days for a 500mAh battery) and reach (approximately 150m line-of-sight), and proved the compliance of measurements performed by each sensor node, through comparison with a reference system / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Janito Vaqueiro Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T14:52:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HernandezBeleno_RubenDario_M.pdf: 6591392 bytes, checksum: fd4c66b4e3769739bb1a4283c418d2d8 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Com o avanço da tecnologia refletida nos sistemas eletrônicos e de computação, os métodos do controle de trajetória no sistema de navegação se tornaram importantes nas diversas aplicações de veículos autônomos, como na geração de mapas, desvio de obstáculos e tarefas de posicionamento. Além disso, o controle pode proporcionar um ganho significativo na confiabilidade, versatilidade e precisão das tarefas robóticas, questões cruciais na maioria das aplicações reais. O presente trabalho tem como objetivo principal apresentar a criação de um veículo autônomo em escala. Para tanto foi desenvolvido um sistema de função sensorial que provê informações sobre a posição e orientação do carro a partir de quatro sistemas sensoriais como GPS, acelerômetro, giroscópio e a bussola (IMU), para que o veículo autônomo possa realizar a rota corretamente, de forma eficiente e segura. Neste projeto foi desenvolvido um software que integra os sistemas de controle e de sensoriamento. Além disso, foi projetado um módulo que controla a posição e orientação do veículo. O robô antes de realizar a manobra calcula a distância mínima relacionada ao próximo ponto da coordenada planejada para trocar sua referência de trajetória satisfazendo a orientação do caminho e do veículo. Para fins de avaliação, foram realizados experimentos em ambientes reais onde o carro percorre um conjunto determinado de coordenadas geográficas sem nenhuma intervenção humana, apresentando resultados do seguimento de trajetórias proposto e validando os sistemas sensoriais, além do algoritmo de controle projetado / Abstract: As electronic and computational systems technology advances, the use of path control methods in navigation systems become very important for different autonomous vehicles applications such as generating maps, avoiding obstacles and carrying out positioning tasks. In addition, controls can help increase the reliability, versatility and precision level of programmed tasks, which is exceedingly significant regarding real applications. The first aim of this work is to present the creation of an autonomous scale vehicle. We have developed a sensor system that provides information about the vehicle's position and orientation through four sensor systems such as gps, accelerometer, gyroscope and compass so that it can effectively and safely cover the right route. This project developed a software, which integrates the control and sensors systems. In addition, a control module was projected for the positioning and orientation of the vehicle. Before the robot turns to any direction, it calculates the minimal distance to the next step of the programmed coordinate, in order to change its own referenced trajectory, satisfying the orientation of the trajectory and the vehicle. For the task validation were done experiments in real life scenarios, where the vehicle follows a determined group of geo-coordinates without any human intervention, presenting results of the purposed following trajectories, validating the sensors systems and the control algorithm / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Rodolfo Jardim de Azevedo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T12:29:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_BrunoCardoso_D.pdf: 3162388 bytes, checksum: 3a46d0fb9404a69bf87489922e4743b0 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Sistemas embarcados modernos são compostos de SoC heterogêneos, variando entre processadores de baixo e alto custo. Apesar de processadores RISC serem o padrão para estes dispositivos, a situação mudou recentemente: fabricantes estão construindo sistemas embarcados utilizando processadores RISC - ARM e MIPS - e CISC (x86). A adição de novas funcionalidades em software embarcados requer maior utilização da memória, um recurso caro e escasso em SoCs. Assim, o tamanho de código executável é crítico, porque afeta diretamente o número de misses na cache de instruções. Processadores CISC costumavam possuir maior densidade de código do que processadores RISC, uma vez que a codificação de instruções com tamanho variável beneficia as instruções mais usadas, os programas são menores. No entanto, com a adição de novas extensões e instruções mais longas, a densidade do CISC em aplicativos recentes tornou-se similar ao RISC. Nesta tese de doutorado, investigamos a compressibilidade de processadores RISC e CISC; SPARC e x86. Nós propomos uma extensão de 16-bits para o processador SPARC, o SPARC16. Apresentamos também, a primeira metodologia para gerar ISAs de 16-bits e avaliamos a compressão atingida em comparação com outras extensões de 16-bits. Programas do SPARC16 podem atingir taxas de compressão melhores do que outros ISAs, atingindo taxas de até 67%. O SPARC16 também reduz taxas de cache miss em até 9%, podendo usar caches menores do que processadores SPARC mas atingindo o mesmo desempenho; a redução pode chegar à um fator de 16. Estudamos também como novas extensões constantemente introduzem novas funcionalidades para o x86, levando ao inchaço do ISA - com o total de 1300 instruções em 2013. Alem disso, 57 instruções se tornam inutilizadas entre 1995 e 2012. Resolvemos este problema propondo um mecanismo de reciclagem de opcodes utilizando emulação de instruções legadas, sem quebrar compatibilidade com softwares antigos. Incluímos um estudo de caso onde instruções x86 da extensão AVX são recodificadas usando codificações menores, oriundas de instruções inutilizadas, atingindo até 14% de redução no tamanho de código e 53% de diminuição do número de cache misses. Os resultados finais mostram que usando nossa técnica, até 40% das instruções do x86 podem ser removidas com menos de 5% de perda de desempenho / Abstract: Modern embedded devices are composed of heterogeneous SoC systems ranging from low to high-end processor chips. Although RISC has been the traditional processor for these devices, the situation changed recently; manufacturers are building embedded systems using both RISC - ARM and MIPS - and CISC processors (x86). New functionalities in embedded software require more memory space, an expensive and rare resource in SoCs. Hence, executable code size is critical since performance is directly affected by instruction cache misses. CISC processors used to have a higher code density than RISC since variable length encoding benefits most used instructions, yielding smaller programs. However, with the addition of new extensions and longer instructions, CISC density in recent applications became similar to RISC. In this thesis, we investigate compressibility of RISC and CISC processors, namely SPARC and x86. We propose a 16-bit extension to the SPARC processor, the SPARC16. Additionally, we provide the first methodology for generating 16-bit ISAs and evaluate compression among different 16-bit extensions. SPARC16 programs can achieve better compression ratios than other ISAs, attaining results as low as 67%. SPARC16 also reduces cache miss rates up to 9%, requiring smaller caches than SPARC processors to achieve the same performance; a cache size reduction that can reach a factor of 16. Furthermore, we study how new extensions are constantly introducing new functionalities to x86, leading to the ISA bloat at the cost a complex microprocessor front-end design, area and energy consumption - the x86 ISA reached over 1300 different instructions in 2013. Moreover, analyzed x86 code from 5 Windows versions and 7 Linux distributions in the range from 1995 to 2012 shows that up to 57 instructions get unused with time. To solve this problem, we propose a mechanism to recycle instruction opcodes through legacy instruction emulation without breaking backward software compatibility. We present a case study of the AVX x86 SIMD instructions with shorter instruction encodings from other unused instructions to yield up to 14% code size reduction and 53% instruction cache miss reduction in SPEC CPU2006 floating-point programs. Finally, our results show that up to 40% of the x86 instructions can be removed with less than 5% of overhead through our technique without breaking any legacy code / Doutorado / Ciência da Computação / Doutor em Ciência da Computação

Orientadores: Gilmar Barreto, Fabiano Fruett / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-27T03:17:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_AlisonZille_D.pdf: 13013253 bytes, checksum: f91b8fca62e46bb344377ee363c93ee4 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Em um âmbito global, a conquista de maior produtividade na agricultura e pecuária é extremamente importante para combater a pobreza e a fome, uma vez que cerca de 78 % da população pobre do mundo vive na zona rural e depende destas atividades para sobreviver. Neste cenário, na busca por soluções a problemas práticos relacionados à agricultura e pecuária, o acesso à tecnologia é fator determinante, levando países em desenvolvimento a explorarem os benefícios do paradigma open source (livre acesso, modificação e distribuição). No Brasil, a cadeia produtiva de aves é um dos principais setores do agronegócio, que se baseia em um modelo de integração composto principalmente por pequenos produtores, extremamente dependentes das integradoras, financeira e tecnologicamente, e com baixo nível de automação em seus aviários. Entretanto, a automação das instalações avícolas é a principal oportunidade para a melhoria do desempenho produtivo e bem estar das aves, além de permitir o uso racional da propriedade e demais recursos naturais, impactando positivamente na qualidade de vida dos produtores. Assim, este trabalho descreve o projeto e desenvolvimento de um sistema de automação destinado ao monitoramento e controle em instalações destinadas a criação de frangos de corte. Apresentando-se como uma proposta de automação open source software e hardware, este sistema foi concebido com o intuito de atrair contribuições das mais variadas fontes, principalmente do meio acadêmico e de usuários, incitando a discussão e o desenvolvimento de meios técnicos e estruturais necessários a sua implantação e aceitação entre pequenos e médios produtores de frangos de corte. O processo de desenvolvimento deste sistema, conduzido inteiramente através do uso de ferramentas gratuitas ou open source, também se beneficiou pelo emprego da tecnologia de transmissão sem fio Zigbee® e de uma distribuição Linux Embarcado. O padrão Zigbee® favoreceu a abordagem open source ao permitir a elaboração de uma proposta modular de automação; diferentes dispositivos de hardware (módulos) que operam colaborativamente, monitorando o ambiente térmico, controlando os sistemas de climatização e iluminação e registrando informações relacionadas aos planteis. A adoção do Linux embarcado reduziu a preocupação com detalhes do hardware, o que direcionou o foco para o software e sua usabilidade, produzindo um sistema mais atraente a usuários e a desenvolvedores (pesquisadores, estudantes ou entusiastas) interessados em colaborar com o projeto. Durante avaliações conduzidas no protótipo do sistema, este se mostrou estável na execução do monitoramento e controle, além de apresentar custo relativamente baixo frente suas características. Este sistema é o primeiro passo na direção de uma solução de automação sustentável, que ao beneficiar a sociedade, através de um sistema configurável e de fácil utilização, esta contribui pra sua manutenção e evolução. A sustentabilidade desta proposta está vinculada à sua associação a projetos de ensino, pesquisa e, principalmente, extensão universitária, aproximando produtor rural e meio acadêmico, gerando melhoria da produção e qualidade das instalações avícolas ao passo que proporciona aprendizado técnico e científico em uma área de grande importância para a nossa economia / Abstract: In a global context, achieving greater productivity in agriculture is extremely important to combat poverty and hunger, since about 78% of the world¿s poor people live in rural areas and depend on agriculture to survive. In this way, looking for practical solutions to agriculture problems, aiming at improving the quality of life of rural community, the access to technology is a key factor, which has led developing countries to explore the benefits of open source paradigm (free access, modification and distribution). In Brazil, the broiler production chain is one of the main sectors of its agribusiness, based on an integrated production model composed mainly by small producers heavily dependent on the integrated industry, financial and technologically, and with low level of automation in their broiler houses. However, the broiler houses¿ automation is the main opportunity to improve birds¿ productive performance and welfare, and it facilitates the rational use of the property and other natural resources, impacting positively on the broiler farmers¿ quality of life. This work describes the design and development of an automation system for monitoring and control in facilities for raising broiler chickens. Presenting itself as an open source software and hardware automation proposal, this system is designed in order to attract contributions from various sources, mainly from academia and users, by encouraging discussion and the development of technical and structural means to its implementation and acceptance among small and medium producers of broiler chickens. The system¿s development process, conducted entirely through the use of free or open source tools, was also benefited by the adoption of the ZigBee® wireless transmission technology and an embedded Linux distribution. The ZigBee® standard favored the open source approach by enabling the preparation of a modular automation proposal; different hardware devices (modules) that operate collaboratively, monitoring the thermal environment, controlling the climatization and illumination systems and recording information related to breeding stocks. The adoption of embedded Linux reduced the concern with hardware details, which directed the focus to software and its usability, producing a system more attractive to users and developers (researchers, students and enthusiasts) interested to collaborate with the project. During evaluations conducted in the system prototype, it presented a stable behavior in the implementation of monitoring and control activities, as well a relatively low cost before its features. This system is the first step toward a sustainable automation solution, while it benefits society, through a configurable and easy-to-use system, this contributes to its maintenance and evolution. The sustainability of this proposal is linked to its association with educational, research and, mainly, university extension projects, bringing farmers and academia together, improving the production and the quality of broiler facilities while providing technical and scientific learning in an area of great importance to our economy / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica