Made available in DSpace on 2013-08-07T18:42:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000419172-Texto+Completo-0.pdf: 1716006 bytes, checksum: 12ab915fddf6a1624b946075ac6ba6d7 (MD5) Previous issue date: 2009 / The large amount of functionality integrated in current digital devices such as cell phones, handheld computers, game consoles and smart phones is bringing up several design challenges. Among these challenges, it is possible to cite increase performance and flexibility, reduce power consumption and reduce cost. The current trends in the development of such complex systems point to the use of Multiprocessor Systems-on-Chip (MPSoCs). MPSoCs area considered today as an appropriate solution for the realization of highly complex digital electronic systems. Their high capacity for parallel processing alone justifies this statement. To employ the large amount of resources provided by MPSoCs efficiently, it is necessary to explore the application design space at high levels of abstraction. This is important to assess many different implementation alternatives in a timely fashion. Several efforts are under way both in industry and in the academy to overcome the mentioned challenges to develop such systems. Among the propositions available, several, if not all, plead the use of two techniques: the increase of design reuse and the increase of the abstraction level in which designs are captured. The use of MPSoCs is a natural way to provide hardware and software reuse. The present work addresses the use of MPSoCs and focus on using the second technique. It provides a highly abstract functional model of the hardware for an MPSoC called HeMPS. The abstract modeling employed the commercial environment System Studio of Synopsys. The proposed abstract modeling process enables accelerating the system simulation time and increases the system description flexibility to support design space exploration for applications running on the HeMPS system. HeMPS includes multiple instances of an open source RISC processor called Plasma, an intrachip communication network called HERMES, and some accessory hardware modules. The processor is modeled from its instruction set simulator and the network is described at the transaction abstraction level. The modeling also includes part of a multitask operating system microkernel that executes on HeMPS processors. Initial results for the processor system only display simulation time gains that are up to three orders of magnitude faster than the Plasma RTL model simulation. / A grande quantidade de funcionalidades integradas aos equipamentos digitais atuais, como telefones celulares, handhelds, consoles de jogos e smart phones, vem criando diversos desafios a serem superados pelos projetistas destes sistemas. Entre estes desafios pode-se citar o aumento do desempenho e a flexibilidade, a diminuição da potência consumida e a redução de custos. As atuais tendências para desenvolvimento de sistemas complexos apontam para o uso de sistemas multiprocessados integrados em um único chip (do inglês, Multiprocessor Systems-on-Chip - MPSoCs). MPSoCs são considerados uma solução apropriada para a realização de sistemas eletrônicos digitais de alta complexidade. A alta capacidade de computação paralela sozinha justifica tal afirmativa. Para utilizar eficientemente o grande número de recursos existentes em MPSoCs se faz necessária a exploração do espaço de projeto em alto nível de abstração, de forma a avaliar diferentes alternativas de implementação em tempo adequado de desenvolvimento. Diversos são os esforços realizados tanto pela academia quanto pela indústria para superar os desafios inerentes ao desenvolvimento de tais sistemas. Entre as propostas consideradas para superar os desafios a maioria capitaliza no uso de duas técnicas: o aumento do reuso de módulos IP e o aumento do nível de abstração em que se faz a captura inicial do projeto. O uso de MPSoCs é uma forma natural de aumentar o reuso de hardware e software. O presente trabalho aborda a modelagem de MPSoCs endereçando a segunda destas técnicas: aumento de abstração na captura do projeto do sistema. Disponibiliza-se um modelo funcional em alto nível de abstração do hardware do sistema multiprocessado HeMPS, desenvolvido no ambiente comercial System Studio da empresa Synopsys.A modelagem abstrata proposta propicia acelerar o tempo de simulação do sistema e permite flexibilidade aumentada na exploração do espaço de projeto de aplicações sobre o sistema HeMPS. O modelo gerado inclui múltiplas instâncias de um processador RISC, o Plasma, e uma rede de comunicação intrachip, HERMES, e módulos de hardware acessórios. O processador é modelado a partir de um simulador do conjunto de instruções, e a rede é descrita no nível de abstração de transação. A modelagem inclui também parte de um núcleo de sistema operacional multitarefa executando sobre os processadores do sistema HeMPS. Resultados iniciais mostram um ganho de até três ordens de magnitude em termos de tempo de simulação, para o processador do sistema, quando comparado à simulação RTL deste.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós -Graduação em Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-18T02:19:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T17:37:22Z : No. of bitstreams: 1 182004.pdf: 1657518 bytes, checksum: 48b6543a2dbf3082c91c876ac1aaab9c (MD5) / O principal objetivo deste dissertação é propor um do ambiente que forneça ao programador de aplicações paralelas uma maior facilidade de programação. O compartilhamento dos dados é feito criando primitivas baseadas nas chamadas de sistema do IPC (InterProcess Communication) que implementam memória compartilhada, para suportar memória compartilhada distribuída. A organização básica do ambiente é formada por um conjunto de nodos (computadores PC compatíveis) conectados por uma rede de interconexão sobre o sistema operacional Linux. A comunicação entre os processos remotos é realizada através de sockets.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T01:53:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T15:58:38Z : No. of bitstreams: 1 82370.pdf: 4198125 bytes, checksum: 99469b836010e3adbca92604513c7263 (MD5) / A presente dissertação apresenta o projeto e a implementação de um núcleo de Sistema Operacional Distribuído. O referido núcleo é responsável pela implantação de um ambiente multitarefas distribuído. As necessidades de tempo real são tratadas através de política de escalonamento e mecanismo de temporização. O núcleo fornece um conjunto de primitivas de comunicação e sincronização entre tarefas (IPC) que permitem uma comunicação uniforme e independente da distribuição no sistema, com diferentes possibilidades de sincronismos (síncronas e assíncronas) e modos de endereçamento (um-para-um, um-para-vários, etc.). O núcleo fornece ainda o suporte para a configuração estática e dinâmica (reconfiguração) de um sistema distribuído. Este núcleo foi desenvolvido como parte do Ambiente de Desenvolvimento e Execução de Software (ADES) que corresponde a um conjunto de ferramentas cujo objetivo é facilitar a concepção de software distribuído. Este ambiente está centrado sobre uma Linguagem de Implementação de Sistema (LIS), sendo que o núcleo em questão fornece então suporte de tempo de execução para abstrações definidas por esta linguagem.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T03:15:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T23:09:37Z : No. of bitstreams: 1 142849.pdf: 1940024 bytes, checksum: ae50786704a385b963a1a88e008a6e58 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T20:53:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 271600.pdf: 453764 bytes, checksum: 271409e78c4cde173b2d835cc753aeb0 (MD5) / Reconfiguração dinâmica de software em ambientes computacionais convencionais é o processo de atualizar o software de um sistema em execução. Esta atividade é extremamente importante para corrigir eventuais erros, adicionar e/ou remover funcionalidades e adaptar-se às mudanças que por ventura o sistema pode sofrer durante o seu tempo de vida. Reconfiguração dinâmica de software em sistemas profundamente embarcados torna-se um desafio ainda maior devido às características de tais sistemas, que apresentam sérias limitações de processamento, memória e, quando alimentados por bateria, de energia. Neste cenário, o próprio mecanismo de reconfiguração de software deve usar o mínimo de recursos possíveis pois estará competindo com os recursos do sistema e não deve influenciar os seus serviços. Esta dissertação apresenta o Epos Live Update System (ELUS), uma infra-estrutura de sistema operacional que permite reconfiguração dinâmica de software em sistemas profundamente embarcados. Através do uso de sofisticadas técnicas de metaprogramação estática em C++, o ELUS utiliza pouca memória e o processo de reconfiguração torna-se simples e totalmente transparente para as aplicações. O ELUS é construído dentro do framework de componentes do EPOS, em torno do aspecto de invocação remota, permitindo a seleção dos componentes reconfiguráveis em tempo de compilação, sendo que para todos os outros componentes não selecionados, nenhum sobrecusto em termos de memória e processamento é adicionado no sistema. As principais características que diferem o ELUS das outras infra-estruturas de sistemas operacionais para reconfiguração dinâmica de software existentes são a configurabilidade, o baixo consumo de memória, a simplicidade e a transparência para as aplicações.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-22T20:54:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 233435.pdf: 488451 bytes, checksum: ff65c6feee0e30911e3fc39d28896d1a (MD5) / A concepção de computadores cada vez mais poderosos, com mais recursos e funcionalidades impulsionou uma significativa evolução no desenvolvimento de sistemas operacionais. Estes sistemas, com o objetivo de prover acesso aos dispositivos, implementam uma complexa abstração do hardware, permitindo que as aplicações sejam projetadas em uma camada de alto nível, facilitando o desenvolvimento e aumentando a portabilidade. Esta abordagem é eficiente nos casos citados acima, porém ela produz um gerenciador de recursos fortemente centralizado, que pode entrar em conflito com as necessidades específicas das aplicações, limitando-as tanto em performance quanto em flexibilidade, devido ao fato de que a aplicação precisa se adaptar ao ambiente de execução. De acordo com autores conceituados, a necessidade da adaptação do sistema operacional em relação a aplicação é cada vez mais evidente e somente desta forma será possível oferecer um ambiente especializado de acordo com as necessidades específicas de cada uma delas. O modelo proposto neste trabalho, visa suprir estas necessidades, oferecendo a possibilidade da modificação do ambiente de execução através de meta-informações passadas pelas aplicações no momento da sua inicialização ou dinamicamente durante a sua execução. Através das simulações realizadas, foi provado que é possível a concepção de tal arquitetura, contudo ainda é muito dependente de recursos que estão sendo desenvolvidos e aprimorados, como a máquina virtual Java. The increase conception of more powerful computers, with better resources and functionalities, began to stimulate a significant evolution in the operation system development. These systems provide devices access by implementing one complex hardware abstraction layer, allowing that the applications can be developed in a high level layer, which help to quick development and portability increase. This strategy is efficient in the cited cases above, however it produces a strong centered resources management, which can conflict with the application specific necessities, limiting them in performance and flexibility, because the application has to adapt yourself to an execution environment. Some authors with appraised, has been talk about the necessity of the operational system adaptation in relation to the application and it have been more evident, maybe this could be the only way to offer a specialized environment in agreement with the application specific necessities. The approach present in this thesis, aims at to supply dynamically these necessities, offering the modification possibility in the environment through meta-information passed by the applications at the load-time or run-time. Through simulations, was demonstrated that the conception of such architecture is possible, however this approach still dependent of the resources that are being in development and improvement, as the Java virtual machine.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-23T08:42:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 240542.pdf: 743159 bytes, checksum: 946b8886de1ead1988e790461ac40938 (MD5) / Baixo consumo de energia é um dos principais requisitos no projeto de sistemas embarcados, principalmente quando estes são alimentados por baterias. Técnicas que têm sido aplicadas com eficácia em sistemas de computação genérica não têm atingido o mesmo êxito em sistemas embarcados, ou devido à falta de flexibilidade, ou devido aos requisitos para sua implantação (volumes de memória e processamento), que podem tornar proibitiva sua aplicação nestes dispositivos. Este trabalho define uma interface simples e uniforme para gerência de energia dirigida pela aplicação em sistemas embarcados. Esta interface disponibiliza ao programador da aplicação a flexibilidade de configurar os modos de operação de baixo consumo dos componentes em uso, conforme sua necessidade. A implementação buscou garantir a portabilidade desta aplicação a um baixo custo em termos de uso de memória e processamento. Este trabalho utiliza Redes de Petri Hierárquicas para especificar os procedimentos de troca de modos de operação dos componentes, utilizando os pontos de refinamento destas redes para representar as relações entre os diversos componentes do sistema. O uso das Redes de Petri permitiu analisar o mecanismo de gerência de energia para verificar seu funcionamento e a inexistência de impasses. A extensão da interface dos componentes e a inclusão dos procedimentos de troca de modo de operação foram implementadas como um aspecto. Um protótipo foi desenvolvido utilizando o sistema operacional Embedded Parallel Operating System (EPOS) e estudos de caso foram realizados para demonstrar a usabilidade desta interface.

Este trabalho trata da técnica de validação experimental de protocolos de comunicação confiável, através da injeção de falhas de comunicação. São estudadas inicialmente as técnicas de injeção de falhas, por hardware, software e simulação, e então são aprofundados os conceitos de injeção de falhas de comunicação, modelos de falha e especificação de experimentos de injeção de falhas. Em um segundo momento, são estudadas as formas de implementação de injetores de falhas em software, em suas duas formas mais comuns: no nível da aplicação e no nível do sistema operacional. São comentados os impactos da implementação de injetores no código da aplicação, por processos concorrentes à aplicação, em código utilizado pela aplicação e no meta-nível. Por fim, são estudados também que influências sofre a implementação de um injetor de falhas em um sistema operacional, e mais especificamente a de injetores de falhas de comunicação. O objetivo específico deste trabalho é implementar um injetor de falhas de comunicação bastante abrangente e flexível, situado dentro do núcleo do Sistema Operacional Linux. Para viabilizar esta implementação foi estudada também a arquitetura do Sistema Operacional Linux, sua decomposição em subsistemas e a interação entre estes. Foram estudadas também as várias técnicas de programação e mecanismos que o Sistema Operacional Linux fornece aos seus subsistemas. Estando completas a revisão bibliográfica a respeito de injeção de falhas e o estudo do código do Sistema Operacional Linux, são apresentadas a proposta e a implementação da ferramenta ComFIRM—Communication Fault Injection through Operating System Resource Modification, suas características e sua inserção dentro do núcleo do Sistema Operacional Linux. Finalizando este trabalho, são apresentados uma pequena série de testes de funcionamento e experimentos realizados com a ferramenta ComFIRM, visando demonstrar a correção de seu funcionamento, o cumprimento de seus objetivos e também sua praticidade e flexibilidade de uso. São apresentadas as conclusões deste trabalho, propostas de melhorias à ferramenta apresentada, bem como possibilidades de trabalhos futuros.

LIMA JÚNIOR, O. A. de. SKMotes : um kernel semipreemptivo para nós de redes de sensores sem fio. 2011. 91 f. Dissertação (mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-02-10T19:02:03Z No. of bitstreams: 1 2011-dis_oalimajunior.pdf: 2767952 bytes, checksum: 003409fd0de13eaaac0200e8f9b5a633 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-02-10T19:02:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011-dis_oalimajunior.pdf: 2767952 bytes, checksum: 003409fd0de13eaaac0200e8f9b5a633 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-02-10T19:02:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011-dis_oalimajunior.pdf: 2767952 bytes, checksum: 003409fd0de13eaaac0200e8f9b5a633 (MD5) Previous issue date: 2011-10 / The ever-increasing developments of low-power integrated circuits have made it possible the design of very small low-cost and low-power electronic sensors with wireless communication and computing capabilities. Those devices, in their turn, made it feasible the implementation of the so-called Wireless Sensors Networks (WSN). WSN is a network of such devices (known as nodes), each one having an embedded microcontroller and a communication module which makes it possible the nodes to be used as sensors which process and exchange information with the other nodes, in order to achieve a speci c purpose. Usually, due to the nodes very limited processing power, a very simple operating system (SO) is used to manage the node's processing and communicating capabilities by executing tasks in a concurrent fashion. The SO is a very important part in the design of a WSN and, depending on the concurrence model used on its design, the SO can be divided into two types: event-based or thread-based SO's. Event-based models make it di cult for the programmer to control the execution ow and are not suitable for tasks with long computation time. Thread-based models, on the other hand, present heavy memory use, but have a much simpler programming model and good real-time responses. In this sense, this dissertation proposes a new semi-preemptive SO, called SKMotes has the relatively easy-programming model related to thread-based models and a low memory usage. Despite SKMotes be thread-based, it is not fully preemptive, since at any given time, only a subset of the system's threads is executing as preemptive priority-based tasks and the rest of them remains on hold, which makes for low context usage, since the threads do not need data stack. This approach provides low time response for high-priority threads while at the same time guarantees lower memory usage than that of preemptive kernels. These features make SKMotes very suitable for WSN applications where there is a combination of I/O-oriented tasks and task with long computation times (for example, applications that perform data compression and/or cryptography). After being implemented, SKMotes' performance analysis was carried out by using a specially-designed FPGA-based module, which made it possible to perform CPU-usage measurements as well as threads' time response, with the system on the y. The measurement's results showed that, for the considered test-scenario, SKMotes presents CPU-usage rates equal to preemptive multi-threading approaches but having a lower memory usage (20). / Redes de Sensores sem Fio (RSSFs) são fruto dos recentes avan cos nas tecnologias de sistemas micro-eletro-mecânicos, circuitos integrados de baixa potência e comunicação sem baixa potência. Estes avan ços permitiram a cria ção de min usculos dispositivos computacionais de baixo custo e baixa potência, capazes de monitorar grandezas fí sicas do ambiente e estabelecer comunica ção uns com os outros. Estes dispositivos, denominados n os sensores, são dotados de um microcontrolador simples, elementos sensores, r adio transceptor e fonte de alimenta ção. Desenvolver aplica çoes para RSSFs ée um grande desafio. O sistema operacional (SO) ée um componente essencial de um projeto de uma aplica ção para RSSFs. Em rela ção ao modelo de concorrência, podem-se dividir os SOs em duas categorias: baseados em eventos e baseados em threads. O modelo baseado em eventos cria dificuldades ao programador para controlar os fluxos de execu ção e não se ajusta a problemas com longos perí odos de computação. Por outro lado, o modelo baseado em threads tem alto consumo de mem oria, mas fornece um modelo de programa ção mais simples e com bons tempos de resposta. Dentro desse contexto, esta disserta ção propõe um novo SO para RSSFs, chamado SKMotes, que explora as facilidades de programa ção do modelo threads aliadas a baixa ocupa ção de mem oria. Este SO utiliza um modelo de concorrência baseado em threads, mas não completamente preemptivo, pois em dado momento apenas um subconjunto das threads do sistema est a executando no modo preemptivo baseado em prioridades. O restante das threads permanece em espera, ocupando apenas um contexto m nimo de execu ção, que não contempla a pilha de dados. O principal objetivo desse modelo é prover tempos de resposta baixos para threads de alta prioridade, ao mesmo tempo que garante baixo consumo de energia e ocupa ção de mem oria mais baixa do que kernels preemptivos. Estas caracter sticas permitem que o SKMotes seja empregado em aplica ções de RSSFs que utilizem um conjunto de tarefas orientadas a E/S e a longos per íodos de computação. Por exemplo, aplica ções de RSSFs que realizem fun ções de compressão de dados, criptogra a, dentre outras. A avalia ção de desempenho do SO proposto foi realizada em um ambiente de testes, baseado em uma FPGA, projetado para esta disserta ção, que permite realizar medi ções da utiliza ção da CPU e do tempo de resposta das threads, ao mesmo tempo em que interage com a plataforma do n o sensor atrav es da interface de comunica ção serial. Este ambiente de testes pode ser reutilizado em diferentes cen arios de avaliação de desempenho de sistemas computacionais baseados em microcontroladores. Os testes de avalia ção de desempenho mostram que, para os casos de teste realizados, o SKMotes apresenta ocupa ção do processador equivalente as solu ções baseadas em multithreading preemptivo, mas com consumo de mem oria de dados, em m edia, 20% menor. Al em disso, o SKMotes e capaz de garantir tempos de respostas, em m edia, 34% inferiores as solu ções baseadas em kernels de eventos. Quando se avalia apenas os casos de teste que possuem threads orientadas a E/S e a longos per odos de computação, o tempo de resposta chega a ser, em m edia, 63% inferior ao apresentado por kernels baseados em eventos.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-02-11T12:40:32Z No. of bitstreams: 1 RICARDO AMARO - 05 de outubro final.pdf: 1631764 bytes, checksum: 438cdc8543d2545086c20f30f3a46dbb (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-02-11T12:40:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RICARDO AMARO - 05 de outubro final.pdf: 1631764 bytes, checksum: 438cdc8543d2545086c20f30f3a46dbb (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-11T12:40:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RICARDO AMARO - 05 de outubro final.pdf: 1631764 bytes, checksum: 438cdc8543d2545086c20f30f3a46dbb (MD5) / Este trabalho apresenta o resultado e a análise de uma pesquisa realizada com os técnicos de operação de uma planta petroquímica, no intuito de conhecer a influência dos fatores humanos na utilização dos procedimentos operacionais. Procurou-se saber como os erros humanos poderiam ser eliminados ou minimizados com o uso dos padrões operacionais e qual o distanciamento entre o que está escrito nos documentos e o que realmente está sendo realizado nas áreas operacionais. Constatou-se que esses profissionais valorizam muito os procedimentos como ferramenta de auxilio na execução das tarefas, porém criticam a forma como estão sendo apresentados esses documentos tanto na sua objetividade quanto no seu conteúdo técnico. Esses técnicos de operação solicitam procedimentos mais condensados e práticos, que apresentem a essência da informação para consulta rápida e confiável. Além disso, os mesmos gostariam que estivessem disponíveis check-list em todos os documentos. Contudo, estes não aceitam que os padrões operacionais venham a substituir treinamentos nem manuais operacionais complexos, que são amplos e de objetivos distintos. / This paper presents the results and analysis of a survey conducted with the technical operation of a petrochemical plant, in order to know the influence of the human factor in the use of operational procedures. We have tried to find out how human errors would be eliminated or minimized with the use of the standards and what is the gap between what is written in the documents and what is actually being done in the operating areas. It was found that these professionals highly value the procedures as assistance in performing the tasks tool, but they criticize the way these documents are presented, both in its objectivity and in its technical content. They request procedures more condensed and practical, which present the critical information for quick and reliable query. They also wish there were checklist available in all documents. The technicians do not accept that the standards could replace training complex operating manuals, which are large and have different goals