Orientador: Gilberto Pechoto de Melo / Banca: Vicente Lopes Junior / Banca: Kátia Luchese Cavalca Dedini / Resumo: O aumento da competitividade entre as empresas têm exigido maiores velocidades de operação e períodos menores de manutenção dos equipamentos, por esse motivo é de suma importância poder estender a vida útil dos equipamentos por meio da predição das possíveis falhas. O objetivo deste projeto é desenvolver uma metodologia que possibilite predizer falhas em componentes de sistemas rotativos. Na simulação numérica os danos são identificadas através da variação no valor RMS do sinal de velocidade do sistema, e a quantificação do dano e feita a partir da minimização da norma do erro entre dados do observador robusto e medidos. Um redutor de engrenagens é projetado a fim de validar o método, foi construído o modelo e identificados os parâmetros desconhecidos, com a utilização dos observadores de estado todos os graus de liberdade foram estimados, e um banco de valores RMS foi desenvolvido para servir de base de comparação. A inclusão de um dano no sistema, através dos valores base, foi possível identificar o dano e com o uso do observador robusto quantificar e localizar o dano no sistema mesmo na presença de ruídos / Abstract: The increased competition among companies have demanded higher operating speeds and shorter periods of maintenance of equipment, for this reason it is extremely important to be able to extend equipment life through the prediction of potential failures . The objective of this project is to develop a methodology that enables to predict component failures of rotating systems. In numerical simulation, failures are identified by varying the RMS value of the velocity signal system, and quantification of failure made from the minimization of the norm the error between the data measured and robust observer. A gear reducer is designed to validate the method, the model was constructed and identified the unknown parameters, with the use of state observers the degrees of freedom were estimated, and a database RMS values, without fail, was developed to serve as a basis for comparison. With the inclusion of damage to the system through the base values, it was possible to identify the damage and the use of robust observer to quantify and locate the damage in the system even in the presence of noise / Mestre

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

Wireless Sensor Networks (WSN) are distributed sensing network systems composed of tiny networked devices. These systems are employed to develop applications for sensing and acting on the environment. Each network device, or node, is equipped with sensors and sometimes actuators as well. WSNs typically have limited power, processing, and storage capability, and are also subject to faults, especially when deployed in harsh environments. Given WSNs limitations, application developers often design fault-tolerance mechanisms. Although developers implement some fault-tolerance mechanisms in hardware, most are implemented in software. Indeed, WSN application development mostly occurs at a low level, close to the operating system, which forces developers to focus away from application logic and dive into WSNs technical background. Some have proposed high-level programming solutions, such as macroprogramming languages and frameworks; however, few deal with fault-tolerance. This dissertation aims to incorporate fault-tolerance features into Srijan, an open-source WSN macroprogramming framework based on a mixed declarative-imperative language called Abstract Task Graph (ATaG). We augment Srijans framework to support code generation for dealing with devices that crash or report meaningless values. We present our feature implementation here, along with an evaluation of the tool, demonstrating that it is possible to provide a macroprogramming framework with appropriate support for developing fault-tolerant WSN applications. / Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) são sistemas distribuídos em rede para sensoreamento, compostos de pequenos dispositivos conectados entre si. Esses sistemas são utilizados para construir aplicações que medem e atuam no meio físico. Cada dispositivo da rede, chamado de nó, é equipado com sensores, e algumas vezes, atuadores. Os nós também comumente possuem limitações em termos de suprimento de energia e capacidade de armazenamento e processamento. Em adição à essas limitações, redes de sensores sem fio também estão sujeitas à diversos tipos de falhas, especialmente quando são implantadas em ambientes de condições naturais extremas, como florestas e plantações. Por essas razões, desenvolvedores de aplicações para redes de sensores sem fio necessitam utilizar mecanismos de tolerância a falhas. Alguns dos mecanismos de tolerância a falhas são implementados em hardware, porém são mais comumente deixados para implementação em software. Além disso, a maior parte do desenvolvimento de aplicações para RSSF é feita em baixo nível de abstração, perto do sistema operacional. Desse modo, além de terem que concentrar-se na lógica da aplicação em baixo nível, os desenvolvedores ainda têm que implementar os mecanismos de tolerância a falhas junto à aplicação, pela falta de bibliotecas ou componentes genéricos para esse fim. Técnicas de programação em alto nível para RSSF já foram propostas na forma de linguagens e arcabouços de macroprogramação. No entanto, uma minoria lida com aspectos de tolerância a falhas. O objetivo desse trabalho é incorporar funcionalidades para tolerância a falhas ao Srijan, um arcabouço de macroprogramação para redes de sensores sem fio. Srijan possui código aberto e é baseado em uma linguagem mista declarativa-imperativa chamada Abstract Task Graph (ATaG). Evoluímos o arcabouço para dar suporte à geração automática de código lidando com quedas de nós da rede e falhas que resultam em dados incorretos de sensores. Nesta dissertação, apresentamos a nossa implementação de tais funcionalidades, juntamente com a avaliação conduzida sobre a ferramenta. Mostramos que é possível prover um arcabouço de macroprogramação com suporte apropriado ao desenvolvimento de aplicações para RSSF que necessitam tolerância a falhas.

O escopo desta dissertação é o desenvolvimento de uma metodologia para a detecção e diagnóstico de falhas em processos industriais baseado em modelos empíricos no subespaço das variáveis do processo com expansão não linear das bases. A detecção e o diagnóstico de falhas são fundamentais para aumentar a segurança, confiabilidade e lucratividade de processos industriais. Métodos qualitativos, quantitativos e baseados em dados históricos do processo têm sido estudados amplamente. Para demonstrar as vantagens da metodologia proposta, ela será comparada com duas metodologias consideradas padrão, uma baseada em Análise de Componentes Principais (PCA) e a outra baseada em Mínimos Quadrados Parciais (PLS). Dois estudos de casos são empregados nessa comparação. O primeiro consiste em um tanque de aquecimento com mistura e o segundo contempla o estudo de caso do processo da Tennessee Eastman. As vantagens da metodologia proposta consistem na redução da dimensionalidade dos dados a serem usados para um diagnóstico adequado, além de detectar efetivamente a anormalidade e identificar as variáveis mais relacionadas à falha, permitindo um melhor diagnóstico. Além disso, devido à expansão das bases dos modelos é possível trabalhar efetivamente com sistemas não lineares, através de funções polinomiais e exponenciais dentro do modelo. Adicionalmente o trabalho contém uma metodologia de validação dos resultados da metodologia proposta, que consiste na eliminação das variáveis do melhor modelo obtido pelos Modelos Empíricos, através do método Backward Elimination. A metodologia proposta forneceu bons resultados na área do diagnóstico de falhas: conseguiu-se uma grande diminuição da dimensionalidade nos sistemas estudados em até 93,55%, bem como uma correta detecção de anormalidades e permitiu a determinação das variáveis mais relacionadas às anormalidades do processo. As comparações feitas com as metodologias padrões permitiram demonstrar que a metodologia proposta tem resultados superiores, pois consegue detectar as anormalidades em um espaço dimensional reduzido, detectando comportamentos não lineares e diminuindo incertezas. / Fault detection and diagnosis are critical to increasing the safety, reliability, and profitability of industrial processes. Qualitative and quantitative methods and process historical data have been extensively studied. This article proposes a methodology for fault detection and diagnosis, based on historical data of processes and the creation of empirical models with the expansion of nonlinear bases (polynomial and exponential bases) and regularization techniques. To demonstrate the advantages of the proposed approach, it is compared with two standard methodologies: Principal Components Analysis (PCA) and the Partial Least Squares (PLS), performed in two case studies: a mixed heating tank and the Tennessee Eastman Process. The advantages of the proposed methodology are the reduction of the dimensionality of the data used, in addition to the effective detection of abnormalities, identifying the variables most related to the fault. Furthermore, the work contains a methodology to validate the diagnosis results consisting of variable elimination from the best empirical models with the Backward Elimination algorithm. The proposed methodology achieved a promising performance, since it can decrease the dimensionality of the studied systems up to 93.55%, reducing uncertainties, and capturing nonlinear behaviors.

Os efeitos de radiação têm sido um dos problemas mais sérios em aplicações militares e espaciais. Mas eles também são uma preocupação crescente em tecnologias modernas, mesmo para aplicações comerciais no nível do solo. A proteção dos circuitos integrados contra os efeitos da radiação podem ser obtidos através do uso de processos de fabricação aprimorados e de estratégias em diferentes estágios do projeto do circuito. A técnica de TMR é bem conhecida e amplamente empregada para mascarar falhas únicas sem detectálas. No entanto, o projeto de circuitos TMR não é automatizado por ferramentas EDA comerciais e até mesmo eles podem remover parcial ou totalmente a lógica redundante. Por outro lado, existem várias ferramentas que podem ser usadas para implementar a técnica de TMR em circuitos integrados, embora a maioria delas sejam ferramentas comerciais licenciadas, convenientes apenas para dispositivos específicos, ou com uso restrito por causa do regime ITAR. O presente trabalho pretende superar esses incovenientes, para isso uma metodologia é proposta para automatizar o projeto de circuitos TMR utilizando um fluxo de projeto comercial. A abordagem proposta utiliza um netlist estruturado para implementar automaticamente os circuitos TMR em diferentes níveis de granularidade de redundância para projetos baseados em células e FPGA. A otimização do circuito TMR resultante também é aplicada com base na abordagem do dimensionamento de portas lógicas. Além disso, a verificação do circuito TMR implementado é baseada na verificação de equivalência e garante sua funcionalidade correta e sua capacidade de tolerancia a falhas simples. Experimentos com um circuito derivado de HLS e uma descrição ofuscada do soft-core ARM Cortex-M0 foram realizados para mostrar o uso e as vantagens do fluxo de projeto proposto. Diversas questões relacionadas à remoção da lógica redundante implementada foram encontradas, bem como o impacto no incremento de área causado pelos votadores de maioria. Além disso, a confiabilidade de diferentes implementações de TMR do soft core ARM sintetizado em FPGA foi avaliada usando campanhas de injeção de falhas emuladas. Como resultado, foi reforçado o nível de alta confiabilidade da implemntação com mais fina granularidade, mesmo na presença de até 10 falhas acumuladas, e a menor capacidade de mitigação correspondente à replicação de flip-flops apenas. / Radiation effects have been one of the most serious issues in military and space applications. But they are also an increasing concern in modern technologies, even for commercial applications at the ground level. Protection or hardening of integrated circuits against radiation effects can be obtained through the use of enhanced fabrication processes and strategies at different stages of the circuit design. The triple modular redundancy (TMR) technique is a widely and well-known technique employed to mask single faults without detecting them. However, the design of TMR circuits is not automated by commercial electronic design automation (EDA) tools and even they can remove partially or totally the redundant logic. On the other hand, there are several tools that can be used to implement the TMR technique in integrated circuits, although most of them are licensed commercial tools, convenient only for specific devices, or with restricted use because of the International Traffic in Arms Regulations (ITAR) regimen. The present work intends to overcome these issues so a methodology is proposed to automate the design of TMR circuits using a commercial design flow. The proposed approach uses a structured netlist to implement automatically TMR circuits at different granularity levels of redundancy for cell-based and field-programmable gate array (FPGA) designs. Optimization of the resulting TMR circuit is also applied based on the gate sizing approach. Moreover, verification of the implemented TMR circuit is based on equivalence checking, and guarantee its correct functionality and its fault-tolerant capability against soft errors. Experiments with an high-level synthesis (HLS)-derived circuit and an obfuscated description of the ARM Cortex-M0 soft-core are performed to show the use and the advantages of the proposed design flow. Several issues related to the removal of the implemented redundant logic were found as well as the impact in the increment of area caused by the majority voters. Furthermore, the reliability of different TMR implementations of the ARM soft-core synthesized in FPGA was evaluated using emulated-simulation fault injection campaigns. As a result, it was reinforced the high-reliability level of the finest granularity implementation even in the presence of up to 10 accumulated faults and the poorest mitigation capacity corresponding to the replication of flip-flops solely.

[pt] Visando aumentar a produção de hidrocarbonetos, a indústria do petróleo desenvolveu métodos de recuperação cujo objetivo é obter uma maior produção. Assim, diversos problemas podem ser encontrados quando se faz uso destas técnicas, principalmente a convencional, em reservatórios geologicamente complexos. Por outro lado, a consideração de estruturas geológicas na engenharia de reservatórios, como as falhas, tem caráter fundamental para a determinação de respostas realísticas quanto à produção de hidrocarboneto. No caso específico da falha, a sua consideração no modelo apresenta importância significativa no âmbito atual, principalmente no que diz respeito à possibilidade de reativação, relacionada com o surgimento de um caminho preferencial para o hidrocarboneto, implicando, nos casos mais críticos, no escape de fluido e na possível perda da estanqueidade do reservatório. Neste contexto, foram idealizados quatro modelos de reservatório com inclinações de falha e zona de falha de 80 graus e 60 graus. Aliado às simulações hidromecânicas, foram estudadas duas abordagens numéricas para tratar o plano/zona de falha. A primeira metodologia empregada faz uso de interações de contato e a falha foi tratada como um plano. A segunda metodologia considera uma zona de falha cujo comportamento é dado pelo critério de plastificação de Mohr-Coulomb. Pela análise dos resultados foi observado que o emprego de interações de contato requer a utilização de um modelo de atrito que leve em consideração a queda das tensões normais efetivas no critério de ruptura. O modelo de plasticidade apresentou resultados consistentes em relação ao processo de reativação da zona de falha para os modelos construídos. Como conclusão geral do trabalho, afirma-se que a consideração de planos de falha ou zonas de falha em reservatórios devem ser definidas cautelosamente no modelo geomorfológico, uma vez que a modelagem destes tipos de estruturas geológicas requer a utilização de diferentes técnicas numéricas para determinar seu comportamento hidromecânico. / [en] Aiming to increase hydrocarbon production, the oil industry has developed recovery methods whose purpose is to get more production. Thus, several problems may be encountered when making use of these techniques, mainly the conventional, in geologically complex reservoirs. In addition, consideration of geological structures in reservoir engineering, such as faults, has fundamental character for determining realistic response for the production of hydrocarbons. In the specific case of faults, its consideration in the model has significant importance currently, especially with regard to the possibility of reactivation associated with the emergence of a preferential path for the hydrocarbon, implying, in the most critical cases, in the leakage of fluid and possible loss of tightness of the reservoir. In this context, four reservoir models were developed with slope of 80 degrees and 60 degrees for the cases of fault plane and fault zone. Using coupled hydro-mechanical simulations we studied two numerical approaches to treat the plan/fault zone. The first methodology makes use of contact interactions and the fault was treated as a plan. The second methodology considers a fault zone whose behavior is given by the criterion of Mohr-Coulomb yielding. In the analysis of the results was observed that the use of contact interactions requires the use of a friction model that takes into account the drop of the effective normal stress in the failure criterion. The plasticity model showed consistent results in relation to the process of reactivation of the fault zone for the models built. As a general conclusion of the study, it is stated that the consideration of fault planes or fault zones in reservoirs must be carefully defined in the geomorphological model, since the modeling of these types of geological structures requires the use of different numerical techniques to determine their hydromechanical behavior.

Orientador: José Alfredo Covolan Ulson / Coorientador: Paulo Sérgio da Silva / Coorientador: Rui Manoel Esteves Araújo / Banca: Rogério Andrade Flauzino / Banca: Rodrigo Augusto Modesto / Banca: Paulo José Amaral Serni / Banca: Fernando de Souza Campos / Resumo: Neste trabalho, é realizado o estudo da aplicação da inversão de sistemas dinâmicos para diagnóstico de falhas nos IGBTs dos conversores de potência de dois nı́veis CA-CC-CA bi-direcionais (back-to-back) aplicados na geração de energia elétrica com fonte eólica por meio de geradores de indução duplamente alimentados. Inicialmente à falha detectada, pode-se avançar para o diagnóstico do IGBT que apresenta a mesma; para tal propósito, utiliza-se o método do produto interno L 2 . Desta forma, com a detecção da falha e o di- agnóstico do componente, esta tese aborda um modo de tornar o conversor aqui estudado tolerante às falhas oriundas nos IGBTs. Com isso, adiciona a redundância fı́sica com a adição de um braço extra que permanece ocioso na ausência de falha e, caso contrário, assume o lugar do braço que apresenta a falha. O principal objetivo é demonstrar que a inversão dinâmica de sistemas pode ser utilizada como uma ferramenta de redundância analı́tica baseada em modelo; método que reduz custos por estimar sinais sem a neces- sidade de utilizar sensores, ou até mesmo utilizar o método para redundância do sensor. Para validar as ferramentas matemáticas aplicadas por esta tese, um conversor boost foi ensaiado em bancada de teste e sua inversa dinâmica foi discretizada, onde constatou sua funcionalidade em sistema embarcado utilizando um (DSP). Simulações no ambi- ente Matlab/Simulink/SymPowerSystems foram realizadas em pequena escala (gerador de 1,1kVA). Durante as simulações ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This thesis, the study of the application of the inversion of dynamic systems to diagnose failures in the IGBTs of two-level converter back-to-back applied in the generation of electric energy with a wind power source through double-fed induction generators. Ini- tially to the detected fault, one can proceed to the diagnosis of the IGBT that presents the same; for this purpose, the L 2 -inner product method is used. Thus, with the fault detection and component diagnosis, this thesis approaches a way to make the converter studied here fault tolerant from the IGBTs. This adds physical redundancy to the addi- tion of an extra arm that remains idle in the absence of failure and otherwise takes over the arm that has the fault. The main objective is to demonstrate that dynamic system inversion can be used as a model-based analytical redundancy tool; a method that reduces costs by estimating signals without the need to use sensors, or even use the method for sensor redundancy. In order to validate the mathematical tools applied by this thesis, a boost converter was tested on the test bench and its dynamic inverse was discretized, where it verified its functionality in an embedded system using a (DSP). Simulations in the Matlab/Simulink/SymPowerSystems environment were performed on a small scale (1.1kVA generator). During the simulations, the faults were inserted and the robustness of the methods studied for detection, diagnosis and fault tolerance was verified with the operation of ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

[pt] Zonas de falha são estruturas geológicas usualmente presentes em subsuperfície. Na indústria de óleo e gás, tais estruturas podem trazer diferentes impactos, tanto no comportamento geomecânico dos campos quanto na produção nos reservatórios. Em geral, as zonas de falha são compostas pelo núcleo e pela zona de dano. O núcleo é responsável pela compartimentalização de reservatórios atuando como barreira para a passagem de fluidos. A zona de dano, região de rocha deformada adjacente ao núcleo, pode ter um impacto direto na produção, criando caminhos de fluxo preferencial ou barreiras, dependendo das feições geológicas formadas no processo de deformação. Enquanto o núcleo pode ser caracterizado com larguras da ordem de centímetros a alguns metros, as larguras das zonas de dano são uma grande incerteza. Este trabalho apresenta uma metodologia para a modelagem numérica da geração de zonas de dano. A metodologia é baseada no método de elementos finitos, em modelos constitutivos elastoplásticos representativos do comportamento geomecânico de rochas, e na aplicação de deslocamentos prescritos (rejeito) para simular o processo de formação da falha. Diversos cenários são analisados considerando o impacto dos parâmetros geomecânicos das rochas e as distâncias relativas entre duas falhas na definição das zonas de dano. Em seguida, a metodologia é utilizada para a análise de regiões favoráveis à trajetória de um poço de produção localizado entre três falhas geológicas. Os resultados obtidos demonstram que a metodologia proposta pode servir como base para caracterizar as zonas de dano em falhas geológicas. / [en] Fault zones are geological structures usually present in subsurface. In the oil and gas industry, such structures can have different impacts on geomechanical behavior and on reservoir production. In general, fault zones are composed by a core and a damage zone. The core is responsible for the compartmentalization of reservoirs, acting usually as a barrier for fluid flow. The damage zone is the region of rock deformed adjacent to the core that may directly impact on production, creating preferential flow paths or barriers, depending on the geological features triggered in the deformation process. While the core width can be in the order of centimeters to a few meters, the damage zone width is uncertain. This work presents a methodology for numerical modeling of the generation of damage zones. The methodology is based on finite element method, elastoplastic constitutive models representative of the geomechanical behavior of rocks, and on the application of prescribed displacements to simulate the fault formation process. Several scenarios are analyzed considering the impact of the geomechanical parameters of rocks and the relative distances between two faults to characterize the damage zones. Then, the methodology is used to analyze regions favorable to the trajectory of a production well located between three geological faults. The obtained results demonstrate that the proposed methodology can serve as a basis for characterizing damage zones in geological faults.

[pt] Este trabalho descreve a concepção e realização de um microcomputador para aplicações onde há necessidade de um elevado grau de segurança. A transmissão incorreta de dados pode ser evitada: - com a utilização de circuitos auto-testáveis - pelo bloqueio do seu funcionamento no caso de deteção de falha. O microcomputador é baseado no microprocessador 8080 da Intel e apresenta as seguintes características: -toda a parte em funcionamento do sistema é testada - o diagnóstico é feito no nível de placas, sendo a placa defeituosa indicada no painel após o bloqueio do computador - deteção nas unidades memória através de bits de paridade 8 portas de entrada/saída uma avaliação do número de circuitos utilizados é apresentada em função do tamanho de memória. / [en] The design and realization of a microcomputer for high security level applications is described. Erroneous data transmission may be prevented by: -self - checking circuits -blocking the computer upon detection of a failure. The microcomputer is built around the Intel 8080 microprocessor and has the followinf characteristics: - All the working circuits are tested. - a card level dragnosis is provided with indication by panel of the faulty unit, atter computer stop. - memory detection by parity bits - 8 I/0 ports. An evaluation of the number of the envisaged memory is presented.

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As arquiteturas resilientes a varia??es de atraso surgiram como uma solu??o promissora para aliviar essas margens de tempo projetadas para o pior caso, melhorando o desempenho do sistema e reduzindo o consumo de energia. Essas arquiteturas incorporam circuitos adicionais para detec??o e recupera??o de viola??es de atraso que podem surgir ao projetar o circuito com margens de tempo menores. Os sistemas ass?ncronos apresentam potencial para melhorar a efici?ncia energ?tica e o desempenho devido ? aus?ncia de um sinal de rel?gio global. Al?m disso, os circuitos ass?ncronos s?o conhecidos por serem robustos a varia??es de processo, tens?o e temperatura. Blade ? um modelo que incorpora as vantagens de projeto ass?ncrono e resilientes a varia??es de atraso. No entanto, o Blade ainda apresenta desafios em rela??o ? sua testabilidade, o que dificulta sua aplica??o comercial ou em larga escala. Embora o projeto visando testabilidade com Scan seja amplamente utilizado na ind?stria, os altos custos de sil?cio associados com o seu uso no Blade podem ser proibitivos. Por outro lado, os circuitos ass?ncronos podem apresentar vantagens para testes funcionais, enquanto o circuito resiliente fornece feedback cont?nuo durante o funcionamento normal do circuito, uma caracter?stica que pode ser aplicada para testes concorrentes. Nesta Tese, a testabilidade do Blade ? avaliada sob uma perspectiva diferente, onde o circuito implementado com o Blade apresenta propriedades de confiabilidade que podem ser exploradas para testes. Inicialmente, um m?todo de classifica??o de falhas que relaciona padr?es comportamentais com falhas estruturais dentro da l?gica de detec??o de erro e uma nova implementa??o orientada para teste desse m?dulo de detec??o s?o propostos. A parte de controle ? analisada para falhas internas, e um novo projeto ? proposto, onde o teste ? melhorado e o circuito pode ser otimizado pelo fluxo de projeto. Um m?todo original de medi??o de tempo das linhas de atraso tamb?m ? abordado. Finalmente, o teste de falhas de atrasos em caminhos cr?ticos do caminho de dados ? explorado como uma consequ?ncia natural de um circuito implementado com Blade, onde o monitoramento cont?nuo para detec??o de viola??es de atraso fornece a informa??o necess?ria para a detec??o concorrente de viola??es que extrapolam a capacidade de recupera??o do circuito resiliente. A integra??o de todas as contribui??es fornece uma cobertura de falha satisfat?ria para um custo de ?rea que, para os circuitos avaliados nesta Tese, pode variar de 4,24% a 6,87%, enquanto que a abordagem Scan para os mesmos circuitos apresenta custo que varia de 50,19% a 112,70% em ?rea, respectivamente. As contribui??es desta Tese demonstraram que, com algumas melhorias na arquitetura do Blade, ? poss?vel expandir sua confiabilidade para al?m de um sistema de toler?ncia a viola??es de atraso no caminho de dados, e tamb?m um avan?o para teste de falhas (inclusive falhas online) de todo o circuito, bem como melhorar seu rendimento, e lidar com quest?es de envelhecimento. / As the VLSI design moves into ultra-deep-submicron technologies, timing margins added due to variabilities in the manufacturing process, operation temperature and supply voltage become a significant part of the clock period in traditional synchronous circuits. Timing resilient architectures emerged as a promising solution to alleviate these worst-case timing margins, improving system performance and/or reducing energy consumption. These architectures embed additional circuits for detecting and recovering from timing violations that may arise after designing the circuit with reduced time margins. Asynchronous systems, on the other hand, have a potential to improve energy efficiency and performance due to the absence of a global clock. Moreover, asynchronous circuits are known to be robust to process, voltage and temperature variations. Blade is an asynchronous timing resilient template that leverages the advantages of both asynchronous and timing resilient techniques. However, Blade still presents challenges regarding its testability, which hinders its commercial or large-scale application. Although the design for testability with scan chains is widely applied in the industry, the high silicon costs associated with its use in Blade can be prohibitive. Asynchronous circuits can also present advantages for functional testing, and the timing resilient characteristic provides continuous feedback during normal circuit operation, which can be applied for concurrent testing. In this Thesis, Blade?s testability is evaluated from a different perspective, where circuits implemented with Blade present reliability properties that can be explored for stuck-at and delay faults testing. Initially, a fault classification method that relates behavioral patterns with structural faults inside the error detection logic and a new test-driven implementation of this detection module are proposed. The control part is analyzed for internal faults, and a new design is proposed, where the test coverage is improved and the circuit can be further optimized by the design flow. An original method for time measuring delay lines is also addressed. Finally, delay fault testing of critical paths in the data path is explored as a natural consequence of a Blade circuit, where the continuous monitoring for detecting timing violations provide the necessary feedback for online detection of these delay faults. The integration of all the contributions provides a satisfactory fault coverage for an area overhead that, for the evaluated circuits in this thesis, can vary from 4.24% to 6.87%, while the scan approach for the same circuits implies an area overhead varying from 50.19% to 112.70%, respectively. The contributions of this Thesis demonstrated that with a few improvements in the Blade architecture it is possible to expand its reliability beyond a timing resilient system to delay violations in the data path, but also advances for fault testing (including online faults) of the entire circuit, yield, and aging.