Orientador: João Mauricio Rosario / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T05:39:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fayan_BeneditoLuiz_M.pdf: 2762918 bytes, checksum: 3de428aa0a642592b21393daaa3962c4 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: O objetivo principal deste trabalho é a especificação de um supervisor de controle para um robô industrial. Primeiramente são introduzidos conceitos de robôs manipuladores e apresentados as diversas formas de modelagem. Dentre os vários modelos, ênfase especial é dada à modelagem cinemática inversa, visto ser essencial para uma das aplicações fundamentais que o supervisor de controle especificado deve possuir, que é controlar a posição do efetuador do robô no espaço cartesiano. Diversos algoritmos para a modelagem cinemática inversa foram desenvolvidos, sendo detalhadas as suas características e então sendo feitas as comparações para a escolha do algoritmo que melhor se adequa à função de controle no espaço no espaço cartesiano. As arquiteturas de hardware e de software propostas para o supervisor são abordadas, sendo feita a descrição funcional das diferentes unidades processadoras que compõem o sistema e a descrição das interfaces dos vários módulos de software especificados / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Paulo Cesar Centoducatte / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:41:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Renon_FelipeJoffreRomano_M.pdf: 5459463 bytes, checksum: a8a3d684c4df661c894269952c6c26a6 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O desempenho de sistemas computacionais tem sido um requisito recorrente para um grande número de aplicações. Porém, nem sempre as soluções tradicionais para se melhorar o desempenho como por exemplo: o aumento na freqüência de operação dos processadores, a utilização de processamento paralelo etc, podem ser viáveis técnica ou economicamente, principalmente em se tratando de um sistema dedicado. Uma alternativa para a melhoria de desempenho em tais sistemas é a identificação dos trechos da aplicação que são executados de forma pouco eficientes por software e implementá-los diretamente em hardware. Os candidatos naturais para esta abordagem são os laços interiores, que normalmente são pequenos e responsáveis por grande parte do tempo de execução e, que quando implementados em hardware, não fazem uso de uma grande área de silício. Neste trabalho propomos um co-processador reconfigurável, mapeado em memória, denominado Co-processador Reconfigurável Dinamicamente (CRD), capaz de executar trechos de códigos pouco eficientes em software, tais como laços internos (kernels), diretamente em hardware. Com o intuito de reduzir a área ocupada pelo co-processador, diminuindo desta forma o custo do sistema, o CRD é dotado de uma unidade de reprogramação, que permite reutilizar os recursos disponíveis para implementar diferentes trechos de programa em hardware em uma mesma instância de execução. Os trechos de programas escolhidos para serem executados diretamente em hardware (no CRD) são aqueles responsáveis pela maior parte do tempo de execução do programa como um todo. O uso desta técnica mostrou um ganho total, no tempo de execução dos programas do benchmark DSPStone de até 20 vezes / Abstract: Performance has beem a current requirement for a great number of applications. However, in some cases, the traditional solutions to improve performance, like: increase frequency of processor's operation, parallel processing etc, can be applied, or to be viable economically, when the improvement object is a embedded system. An alternative solution that can be adopted is to identify the blocks in source code inefficient when implemented in software and to implement them in the hardware directly. Natural candidates are the inner loops, thats normally are small and responsible for great parte of the execution time and that implemented in the hardware doesn't use great silicon area. In this work we propose a reconfigurable coprocessor system mapped in memory called CRD, capable to execute inefficient codes in software, such as internal loops (kernels), directly in the hardware. With intention to reduce the filled area for the ASIC, reducing by this way the price of the system, it has a reprogrammable unit inside of this, destined to fill the lack of memory that is not being more used for a hardware instruction, for other that it will be used in the future. The parts of chosen programs to be executed in the hardware are those responsible ones mostly of the time of program execution. The use of this technique shows a total speedup of up to 20 times, in the execution time of the DSPstone benchmark programs / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Computação

Orientadores: Sandro Rigo, Rodolfo Jardim de Azevedo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T16:52:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faveri_RodrigoRichardCantos_M.pdf: 2472151 bytes, checksum: 93bf01477c1e5bef38efd314232f9a69 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: SystemC é uma linguagem de desenvolvimento de sistemas de hardware como, por exemplo, os modelos arquiteturais SoC (Systems-on-Chip) e, em conjunto com a biblioteca e metodologia TLM (Transacüon Levei Modeling), oferece a infraestrutura de simulação necessária capaz de realizar a simulação de software e hardware rapidamente em um alto nível de abstração. O seu núcleo de simulação foi construído como uma cadeia de threads, que são executadas uma por vez. Sendo assim, essa modelagem do núcleo de simulação do SystemC não é capaz de se beneficiar dos recursos oferecidos pelos novos processadores com mais de um núcleo de processamento, para obter ganhos de desempenho de simulação. Com o aumento da complexidade dos projetos de circuitos eletrônicos e a diminuição dos prazos para que um produto de SoC se torne comercial, o desempenho das simulações se tornou essencial. No presente trabalho, apresenta uma nova versão do SystemC capaz de executar em processadores multinúcleos com ganhos de desempenho de 2,üx à 22,029x à versão original em máquinas de 4 e 12 núcleos de processamento simulando plataformas contendo de 4 a 64 threads. Além disso, também foram realizadas mudanças nas interfaces TLM, para que a sincronização dos processos paralelos seja independente dos eventos hoje presentes no SystemC e, devido às alterações no núcleo de simulação do SystemC, a linguagem de descrição de arquitetura ArchC também foi adaptada para conseguir executar em um ambiente paralelo de simulação / Abstract: SystemC is a modeling language for development of hardware systems, such SoCs (Systems-on-Chip) architectural models, and integrated with the methodology and library TLM (Transaction Level Modeling), it offers the required simulation platform infrastructure capable to simulate software and hardware in a fast way at different abstration levels. However, its single thread simulation kernel prevents it from utilizing the potential computing power of multi-core machines to speed up the simulation. With the complexity and the functionality of new circuits and applications size increasing and the time-to-market becoming shorter, the simulation speed-up is essential. In the present work, we introduce a new SystemC version, able to perform in multi-core machines and, consequently, with performance gains of 2.Ox to 22.029x to the original version on machines with 4 and 12 cores simulating platforms with 4 to 64 threads. Furthermore, changes were made on the TLM interfaces for parallel process can synchronize independently of SystemC events, and because the changes in the SystemC simulation kernel, Archc also had to be adapted for execute in a parallel simulation environment / Mestrado / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: José Raimundo de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T02:36:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_MiltonFelipeSouza_M.pdf: 3219713 bytes, checksum: c54c1e303b8b3f5087f884140423e2a6 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho analisa as possibilidades de arquiteturas de hardware buscando encontrar uma plataforma de desenvolvimento escalável e possível de se adaptar a diferentes estruturas mecânicas de veículos móveis. Esta plataforma deve ainda ter sensores suficientes para permitir comportamentos autônomos ao veículo. Para isto, de forma a entender melhor o conceito de autonomia, primeiramente foram analisadas as capacidades mentais humanas. Das capacidades estudadas foram escolhidas as capacidades de sensação, percepção, orientação e cognição como capacidades relacionadas ao hardware quando implantadas em veículos móveis artificialmente. Em seguida cada uma destas quatro capacidades mentais foi analisada a fundo buscando métodos e sistemas para solucionar estes problemas. Foram analisadas também as possibilidades de topologias em rede de forma a conectar os módulos individuais e propostos critérios de escolha dos módulos e topologias do sistema. Após todas estas análises exaustivas, onde somente as partes mais importantes foram incluídas neste trabalho, foi escolhida a topologia de barramento serial com arbitração em hardware para permitir modularidade, escalabilidade e confiabilidade. Como barramento elétrico foi escolhido o barramento CAN (Controller Area Network) que juntamente com diversos módulos especificados neste trabalho resultam na plataforma que foi chamada "Sistema Autônomo Completo". Com base neste sistema, foram propostos como resultados duas simplificações: uma baseada em veículos que operam no solo (bidimensional) e outra para veículos que operam em ambientes tridimensionais como o ar ou a água. Buscando um enfoque educacional foi proposta uma sequência de implantação do sistema autônomo completo e alguns estudos de casos estão apresentados. Com este trabalho foi possível estruturar e criar uma sequência de desenvolvimento de um veículo móvel robótico em fases que podem ser facilmente seguidas por escolas ou empresas / Abstract: This work analyzes hardware architectures of embedded systems, searching for a development platform of mobile robots. This platform must be scalable and easily adaptable to several types of mechanical designs of mobile vehicles. And it must have enough sensors in order to reach autonomous performance. For better understanding concepts of autonomy, the human brain capacities were studied. From the studied capacities, sensation, perception, representation and orientation were chosen. These four capacities were chosen as related with hardware implementations if artificially designed for mobile vehicles. Network topologies for connecting modules of independent methods for the artificial brain capabilities mentioned were also analyzed. For choosing the best proposal, some criteria were defined for the modules and system topologies. After this analysis, where only the most important parts were included, a topology was chosen. The chosen topology is the serial bus with hardware arbitration. The chosen electrical bus was the CANbus, which together with the other modules specified in this work resulted in the platform called "Full Autonomous Vehicle". Based on this system platform, simplifications were proposed: one focused on vehicles with two-dimensional movements, and other focused on vehicles with three-dimensional movements. Searching for an educational point-of-view, an implementation sequence was proposed for the full autonomous vehicle and some cases were studied. With this work was possible to organize and create a development sequence of a robotic mobile vehicle divided by phases. These phases can be easily followed by schools and companies / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Rodolfo Jardim de Azevedo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-10T11:21:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sigrist_ThiagoMassariolli_M.pdf: 1159366 bytes, checksum: 1b73082be801a7391d4d5176c6e49207 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O surgimento dos SoCs (Systems-on-Chip) levou ao desenvolvimento das metodologias de projeto baseadas em TLM (Transaction-Level Modelling), que oferecem diversas etapas de modelagem intermediárias entre a especificação pura e a descrição sintetizável RTL (Register Transfer Level ), tornando mais tratável o projeto de sistemas dessa complexidade. Levando-se em consideração que esses sistemas geralmente possuem microprocessadores como módulos principais, torna-se desejável o uso de linguagens de descrição de arquiteturas (ADLs ? Architecture Description Languages) como ArchC e suas ferramentas para que seja possível modelar esses processadores e gerar módulos simuladores para eles em uma fração do tempo tradicionalmente gasto com essa tarefa. Porém, ArchC, em sua penúltima versão, a 1.6, possui utilidade limitada para esse fim, pois os simuladores que é capaz de gerar são autocontidos, não sendo facilmente integráveis aos modelos TLM em nível de sistema como um todo. Este trabalho consiste em uma remodelagem da linguagem ArchC e sua ferramenta acsim de modo a acrescentar essa capacidade de integração aos simuladores funcionais interpretados que é capaz de gerar, dando assim origem à versão 2.0 de ArchC / Abstract: The advent of SoCs (Systems-on-Chip) lead to the development of project methodologies based on TLM (Transaction-Level Modelling), which consist of several modelling layers between pure specifications and synthesizable RTL (Register Transfer Level ) descriptions, making the complexity of such systems more manageable. Considering that those systems usually have microprocessors as main modules, it is desirable to use architecture description languages (ADLs) like ArchC and its toolkit to model those processors and generate simulator modules for them in a fraction of the time usually spent in that task. However, ArchC, in its previous version, 1.6, has limitations for that use, since the simulators it generates are self-contained, thus hard to integrate to TLM system-level models. This work consists in remodelling ArchC and its acsim tool, adding this ability of integration to its functional interpreted simulators, leading to version 2.0 of ArchC / Mestrado / Sistemas de Computação / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Sandro Rigo, Guido Araujo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T09:47:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Albertini_BrunodeCarvalho_M.pdf: 662858 bytes, checksum: 2f20414069e7bee35628c149a740056a (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Com o passar do anos, os sistemas digitais estão se tornando cada vez mais complexos, aglutinando processadores de propósito geral com hardware e barramentos especializados em uma única pastilha de silício, devido às restrições de consumo, espaço e desempenho. Para contornar esta complexidade e o curto time-to-market, os projetistas estão adotando novas metodologias de descriçãao de hardware em alto nível baseadas em linguagens de descrição de sistemas como o SystemC. Estas descrições permitem o desenvolvimento e o teste do software cedo, sobre um ambiente simulado, e são mais rápidas de escrever e simular que as descrições em baixo níivel. A desvantagem é a perda da precisão da simulação no que diz respeito aos ciclos de clock, que pode ser ignorada nas fases iniciais de projeto. O ArchC é um projeto do LSC que tem como alvo a geração de simuladores de conjuntos de instruções e outras ferramentas a partir de modelos descritos em uma linguagem similar a SystemC. Os simuladores gerados são compatíveis com SystemC e podem ser compilados com ferramentas gratuitas como GCC. Seguindo os passos da indústria, ele suporta descrições de alto nível com comunicação por chamada de funções (TLM ¿ Modelagem em nível de transações ) desde a versão 2.0. Um problema comum quando se está desenvolvendo hardware especializado usando linguagens de descrição de alto nível é a depuração. A utilização das ferramentas existentes como o GDB (GNU Debugger) não é trivial dado que a biblioteca SystemC passa a fazer parte do simulador quando este é compilado. Propomos uma metodologia de depuração baseada em reflexão computacional de módulos SystemC para gerar dicionários que alimentam um módulo capaz de inspecionar e alterar outros módulos em tempo de execução. No presente trabalho, apresentaremos a ARP, a plataforma de referência do ArchC. Seu público alvo são os arquitetos de projetos baseados em plataformas, fornecendo um ambiente para o desenvolvimento de plataformas utilizando simuladores ArchC e os novos usuários, introduzindo o protocolo de comunicação do ArchC, o SystemC e as metodologias relacionadas ao projeto de plataformas / Abstract: Digital systems are becoming more and more complex through the years, putting general purpose processors together with specialized hardware and buses into the same silicon die, due to power, area and performance constraints. In order to deal with this complexity and a short time-to-market, designers are adopting high level hardware descriptions, based on languages such as SystemC. Those descriptions permit early software development and test under a simulated environment, and are also faster to be coded and simulated than low level descriptions. The tradeoff is the loss of simulation precision regarding clock cycles, that can be ignored in early project phases. ArchC is an architecture description language aiming retargetable instruction set simulator generation described in a SystemC like language. The generated simulator is full SystemC compatible and can be compiled with free available tools, as GNU GCC. Following industry path, it supports high level descriptions with Transaction Level Modeling (TLM) communication capabilities since version 2.0. A common problem when developing specialized hardware using high level description languages is debugging. The use of existing tools like GDB (GNU Debugger) is not straightforward since SystemC library becames part of the executable simulator. We propose a new platform debugging methodology based on computational reflection of SystemC modules to generate a dictionary. This dictionary feeds a special SystemC module capable of inspecting and changing attributes of platform modules at run time. In the present work, the ArchC Reference Platform is introduced. It aims the platform based architects, supplying a framework for platform design using ArchC simulators, introducing ArchC communication protocol, SystemC and platform design methodologies / Mestrado / Arquitetura de Computadores / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Rodolfo Jardim de Azevedo / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T21:54:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dangui_SandroCesca_M.pdf: 566039 bytes, checksum: 2efc3ec330aa3bd0ba98ce7ea3cb8ea5 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O crescente aumento da necessidade de se colocar sistemas complexos inteiros dentro de um único chip para atender a demanda de criação de dispositivos cada vez menores, com mais funcionalidades e que precisam ser desenvolvidos cada vez mais rápido, torna necessário o uso de novas metodologias e técnicas de desenvolvimento e validação de sistemas. Barramentos são os elementos que interligam os dispositivos de um sistema. Para se aumentar a eficiência e rapidez no desenvolvimento de sistemas simulados, existe a necessidade do desenvolvimento de mecanismos que facilitem a criação, o uso e o teste de barramentos. Esse trabalho propõe um framework, modelado em alto nível (TLM) e baseado na linguagem SystemC, para auxiliar a criação de simuladores de barramentos. Esse trabalho descreve, detalhadamente, todas as classes e interfaces que compõem o framework proposto. Quatro barramentos, AMBA, Avalon, Wishbone e Coreconnect, foram estudados e são descritos nesse documento. Para dois dos barramentos estudados, AMBA-AHB e Avalon, foram desenvolvidos simuladores baseados no framework proposto. Como os simuladores para os barramentos AHB e Avalon são completamente funcionais e executáveis, esse trabalho também descreve, demonstra e analisa os resultados de experimentos executados com ambos os barramentos / Abstract: The system-on-chip era is creating new challenges to the system design. There is an increasing demand for smaller electronic devices with more features and reduced time to market. To face these new challenges is necessary to introduce new methodologies and development techniques. Buses are important elements for connecting devices in a complex system. To increase the efficiency and speed of systems development, it is important to introduce new mechanisms to help the creation and tests of buses. This document presents a framework based on SystemC language and implemented using the transaction level modeling (TLM). The framework goal is to help designers to create bus simulators. This document describes in detail all framework classes and interfaces. Four buses, Wishbone, Coreconnect, AMBA and Avalon are described along the text. Two specific buses, AMBA-AHB and Avalon, were fully implemented and have executable simulators. Tests were performed using these simulators, the test results and analysis are described in the end of this document / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia de Computação

Orientadores: Guido Costa Souza de Araujo, Alexandre Xavier Falcão / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T09:45:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cappabianco_FabioAugustoMenocci_M.pdf: 2472578 bytes, checksum: 8df546b29eccff4337413df4b5d9a7c3 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Implementações de operadores de processamento de imagens em plataformas de hardware têm obtido ótimos resultados devido a sua atuação paralela em diversas regiões da imagem. Ao mesmo tempo, a IFT (Image Foresting Transform) tem provado ser uma técnica eficiente de reduzir problemas de processamento de imagens em um problema de floresta de caminhos de um grafo, cuja solução é obtida em tempo linear no o número de pixels. Este trabalho contém a implementação de uma plataforma, em hardware, chamada SIFT {Silicon Image Foresting Transform), que executa o algoritmo da IFT paralelamente. O modelo de processamento e armazenamento SIFT serve como base para outras arquiteturas de processamento de imagens e amplia o entendimento de alguns conceitos de mapas de predecessores e rótulos utilizados pela IFT. / Abstract: Great results had been achieved by the use of hardware platforms to implement image processing operators. This success was reached due to the use of multiple processors working parallel in several regions of the image. On the other hand, IFT (Image Foresting Transform), a software technique to reduce image processing problems into a graph path forest problem, performs image operations in linear time in the number of pixels in most of applications. The main goal of this work was to generate a hardware platform, that implements the an algorithm based on the IFT in a fast and efficient way. / Mestrado / Mestre em Ciência da Computação