Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós -Graduação em Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-19T18:24:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T02:31:12Z : No. of bitstreams: 1 182079.pdf: 19111203 bytes, checksum: c0ae6edf56a1d2d4f4ac987d9f48dce8 (MD5) / Esta dissertação descreve como resolver dois problemas clássicos da Síntese de Alto Nível, através de uma abordagem orientada à exploração de soluções alternativas. O primeiro é o problema de escalonamento de operações de um dado algoritmo sob restrição de recursos físicos, cuja solução define quando cada operação é executada, respeitando a ordem de precedência imposta pelo algoritmo. O segundo é a respectiva alocação de registradores, cuja solução determina quantos registradores são necessários no circuito digital para armazenar todos os valores produzidos por algumas operações até serem consumidos por outras. Como um algoritmo pode conter construções condicionais (ex. "if-then-else"), possivelmente aninhadas, o conceito de predicado é introduzido para permitir a modelagem de execução condicional, substituindo a tradicional noção de dependência de controle, que limita a exploração de paralelismo. Esta dissertação descreve a abordagem proposta, a modelagem que a ampara e a implementação de ferramentas que a suportam (escalonador e alocador). São apresentados resultados experimentais que se mostram promissores quando comparados aos obtidos em outras abordagens.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T14:44:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 273573.pdf: 6367628 bytes, checksum: 22e79ec930d0b1184e4dc8831521f121 (MD5) / Sistemas embarcados estão tornando-se mais complexos, enquanto métricas como tempo de projeto, confiabilidade, segurança e desempenho devem ser consideradas durante o processo de projeto destes sistemas. Frequentemente, tais sistemas demandam um projeto integrado de hardware e software para garantir que as métricas definidas para o mesmo sejam atingidas. Desta forma, uma metodologia de desenvolvimento baseado em componentes que possam migrar entre os domínios de hardware e software beneficia o processo de desenvolvimento destes sistemas. Adicionalmente, um projeto baseado em abstrações de alto-nível cooperam para uma melhor exploração do espaço de projeto, através de combinações distintas de hardware e software. Este trabalho propõem o uso de componentes híbridos de hardware e software como um artefato de desenvolvimento que pode ser instanciado através de diferentes combinações de implementações em hardware e software. Apresenta-se uma arquitetura para o desenvolvimento destes componentes, baseada no padrão de comportamento dos componentes, permitindo que estes migrem entre diferentes combinações de hardware e software, atendendo da melhor forma os requisitos das aplicações que os utilizam. De forma a avaliar a arquitetura proposta, três componentes foram implementados, seguindo os padrões de comportamento identificados, e uma série de experimentos foram realizados para avaliar o desempenho desta arquitetura. Os resultados obtidos demonstram que a arquitetura proposta atinge seus objetivos, impondo um sobrecusto baixo no sistema.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:59:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4981_1.pdf: 2017051 bytes, checksum: 7e487a5678737f75d7545527f97ee473 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2002 / Sistemas de computação vêm sendo mais empregados a cada dia, atingindo um maior número de usuários, que passam a depender mais fortemente do desempenho desses sistemas. À medida que mais pessoas são beneficiadas pelas máquinas, maior pode ser o prejuízo causado por problemas ocorridos no funcionamento destas. Dessa forma, torna-se necessária a utilização de mecanismos para lidar com os problemas que potencialmente possam afetar o bom funcionamento dos sistemas. Tolerância a falhas é um desses mecanismos. Assim como os computadores pessoais, os sistemas embutidos também têm se tornado mais utilizados nos últimos anos, afetando cada vez mais pessoas. Desde terminais bancários de caixas eletrônicos a aparelhos eletrodomésticos, diariamente as pessoas são beneficiadas pelos serviços que esse tipo de sistema oferece. Desse modo, os sistemas embutidos devem oferecer confiabilidade no seu funcionamento, evitando o prejuízo das pessoas que utilizam os sistemas e dependem deles. Apesar de metodologias para projeto de sistemas embutidos estarem sendo desenvolvidas, nota-se que a aplicação de tolerância a falhas nos sistemas ainda é realizada de forma intuitiva e manual. Com o avanço e a fundamentação das técnicas de tolerância a falhas, essa aplicação tem a tendência de se tornar também mais automatizada e sistemática. O trabalho tem como objetivo apresentar um método de auxílio no desenvolvimento de sistemas embutidos tolerantes a falhas. A abordagem escolhida foi a implementação da ferramenta ToleranSE - Tolerância a Falhas em Sistemas Embutidos - que visa a inserção automática de técnicas de tolerância a falhas na especificação desses sistemas. Com isso, pretende-se mostrar a viabilidade de utilização de métodos automatizados na implementação de mecanismos de tolerância a falhas no desenvolvimento de sistemas embutidos

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-12-14Bitstream added on 2014-06-13T19:25:33Z : No. of bitstreams: 1 ribeiro_aal_dr_ilha.pdf: 2567745 bytes, checksum: 349ae9886bcceffd59917b3bc700d66a (MD5) / PROPG - Programa de Pós-Graduação / Neste trabalho é proposta uma arquitetura para publicação e universalização do acesso a transdutores inteligentes. Foram realizadas algumas pesquisas específicas sobre plataformas embarcadas com suporte à pilha de protocolos TCP/IP, arquiteturas orientadas a serviços e tecnologias para o desenvolvimento de aplicações clientes. As pesquisas realizadas contribuíram para a definição da proposta de arquitetura orientada a serviços baseada em transdutores inteligentes RESTful, gateways de tradução de padrões e serviços de retaguarda operando em computação em nuvem. Também são apresentadas algumas implementações e resultados obtidos com o desenvolvimento de alguns mecanismos e aplicações sobre a arquitetura. Esta arquitetura possibilita a operação de transdutores inteligentes em alto nível de abstração como serviços / This work proposes an architecture for publication and universal access to smart transducers. Some specific research has been done on embedded platforms with support for the TCP/IP, service-oriented architectures and technologies for the development of client applications. The surveys have contributed to the definition of the proposed service-oriented architecture based on RESTful smart transducers, translation gateways of standards and back-office services operating on cloud computing. Also shown are some implementations and results obtained with the development of some mechanisms and applications over the architecture. This architecture enables the operation of smart transducers at a high level of abstraction as services

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T01:41:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 280624.pdf: 1803793 bytes, checksum: b4481d3f49986c70291af5a4b25999e6 (MD5) / As vantagens que podem ser obtidas com a utilização de computação reconfigurável são largamente conhecidas. No escopo de sistemas embarcados, a utilização dessa tecnologia pode trazer boas respostas para duas questões recorrentes na área: desempenho e consumo de energia. Contudo, sua utilização ainda está longe das prateleiras, limitando-se a incontáveis projetos de pesquisa. Isso se dá, em parte, pelo aumento da complexidade de desenvolvimento de tais sistemas. Uma maneira de diminuir a complexidade de desenvolvimento de sistemas embarcados é através de sistemas operacionais, que provêem abstrações, tanto de hardware quanto de software, para o desenvolvimento da aplicação e ainda permitem alcançar um nível maior de portabilidade da solução. Estendendo-se sistemas operacionais para dar suporte a hardware reconfigurável, provendo esses dispositivos como uma abstração de alto nível, pode-se diminuir a complexidade de desenvolvimento de sistemas embarcados reconfiguráveis. Com esse intuito, foi desenvolvido um suporte à reconfiguração de hardware no contexto do sistema operacional EPOS. Esse suporte estende o gerenciador de energia do EPOS, que permite a propagação de comandos para trocas de modo de operação pelos diversos componentes do sistema, para realizar as operações de hibernar e acordar o sistema como um todo. Essas operações são necessárias devido à utilização do método de diferenciação para gerar bitstreams parciais, o que produz resultados imprevisíveis que podem afetar o processador softcore sobre o qual o sistema operacional executa. Entretanto, tal abordagem possui vantagens que não podem ser ignoradas no contexto de sistemas embarcados, como simplificação significativa no projeto do hardware e melhor portabilidade da implementação do hardware entre diferentes modelos de FPGAs. A implementação presente neste trabalho mostra que pode-se chegar a uma plataforma arquiteturalmente independente, utilizando reconfiguração baseada em diferença, e sua viabilidade de utilização em sistemas embarcados reconfiguráveis. / The advantages obtained by using reconfigurable computing are largely known. This technology can provide good answers for two recurring problems for embedded systems: performance and energy consumption. However, its utilization is happening almost exclusively in research projects, far away from the shelves. This is partially due to the increase of complexity for developing such systems. One way to diminish the development complexity of embedded systems is through operating systems, that provide software and hardware abstractions to the application development and improve the solution#s portability. By extending operating systems to support reconfigurable hardware, providing it as an high level system abstraction, the complexity of developing reconfigurable embedded systems can be reduced. With this intent, a reconfigurable hardware support was developed inside the EPOS operating system. This support extends EPOS# power manager, which propagates commands for operation mode changes through the system components, to allow the hibernation and wake up of the system. This operations are necessary due to the utilization of difference based partial reconfiguration, which produces unpredictable bitstream results that may affect the softcore processor that runs the operating system. Nevertheless, this approach presents some advantages that cannot be ignored when developing reconfigurable embedded systems, such as simplifying the hardware design and improving its portability between different FPGA models. The implementation in this work shows that we can reach an architecturally independent platform, using difference-based partial reconfiguration, and its feasibility in reconfigurable embedded systems.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T14:42:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 229508.pdf: 8067955 bytes, checksum: 459c280bf1e5ed0933280e5060624868 (MD5) / Existe atualmente uma enorme variedade de equipamentos específicos cujo controlador microprocessado está embutido nos mesmos. Tais sistemas computacionais são embutidos como componentes dentro de um sistema maior. Na perspectiva da computação, tais sistemas são conhecidos como sistemas computacionais embutidos (embedded computer system), ou simplesmente sistemas embutidos (embedded systems). A grande maioria dos sistemas embutidos são programados e incluem componentes de hardware e de software. Para suportar o projeto de tais sistemas uma nova metodologia de projeto vem sendo desenvolvida denominada hardware/software co-design. Além do hardware/software co-design, é muito importante uma metodologia que leve a seleção do elemento de processamento ideal para a realização da tarefa específica do sistema embutido. O aumento de complexidade e variedade dos equipamentos com processador embutido gera a necessidade de uma abordagem interdisciplinar no processo de desenvolvimento desses equipamentos, envolvendo as áreas de engenharia de software, mecânica, elétrica e eletrônica. Neste sentido, está sendo especificada pela OMG uma linguagem de modelagem, denominada SysML (System Modelling Language), que pretende incluir em uma única especificação uma visão integrada do sistema, incluindo hardware, software e partes eletro-mecânicas. A dissertação faz um levantamento dos métodos e critérios empregados na seleção do processador a ser utilizado em um sistema embutido. As sugestões e métodos presentes na literatura são descritos, classificados e analisados. São modelados dois estudos de casos utilizando a linguagem de modelagem SysML. A partir da modelagem é realizada uma avaliação prática da atual proposta da linguagem SysML, no sentido de identificar suas capacidades e suas limitações na modelagem de sistemas embutidos, são analisados as possibilidades de extração das informações relevantes à seleção do processador embutido.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-22T12:46:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 226912.pdf: 593426 bytes, checksum: bd56c0e0a9795cea73cbb00cd7f34743 (MD5) / Atualmente, a crescente complexidade das aplicações embutidas tem demandado metodologias e estratégias que reduzam o impacto desta complexidade no desenvolvimento de sistemas embutidos. O reuso de componentes de software e hardware previamente projetados e verificados pode ser considerado um dos principais pilares das soluções propostas neste sentido. Todavia, este reuso pode não ser suficiente para determinar como os componentes devem ser integrados para que atendam os diferentes cenários de aplicação de sistemas embutidos. Alternativamente, padrões micro-arquiteturais conhecidos como plataformas podem ser utilizados para abstrair estes detalhes e oferecer ao projetista uma base de projeto que pode ser especializada de acordo com os requisitos da aplicação. Dentro deste contexto, o presente trabalho propõe uma estratégia que perfaz a especialização destas plataformas a partir de requisitos extraídos da aplicação. Isto é realizado através da descrição de componentes de hardware e software segundo as principais premissas da metodologia "Projeto de Sistema Orientados a Aplicação (AOSD)". Estas descrições formam uma base de dados sobre a qual uma ferramenta de inferência e configuração determina quais componentes devem compor a plataforma de hardware e o suporte operacional de sistemas embutidos orientados à aplicação. As etapas envolvidas neste processo são apresentadas em estudos de caso usando o sistema operacional EPOS --- um sistema operacional experimental baseado na metodologia AOSD --- e a plataforma de hardware LEON2.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2012. / Made available in DSpace on 2013-07-16T04:37:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 316862.pdf: 4394654 bytes, checksum: bdb0cb2f62a279225434e07d464e4ad3 (MD5) / Tubulações metálicas são comumente utilizadas na indústria petroquímica para o transporte de produtos, matérias-primas e fluidos de processo. Estas tubulações estão sujeitas a avarias, inclusive decorrentes da própria interação com o material transportado, como ocorre no caso da corrosão interna. Devido à alta importância das tubulações metálicas e à consequente demanda da monitoração da sua integridade, novos métodos de inspeção geométrica interna têm sido desenvolvidos. Na categoria de métodos ópticos, foi desenvolvido um sensor por triangulação cônica a laser no LABMETRO-EMC-UFSC capaz de medir o perfil geométrico de uma secção de tubo a cada aplicação. Esta dissertação tem o objetivo de fornecer subsídios para que se possa utilizar este sensor em uma completa solução de perfilometria de tubos de refinarias de petróleo e de exploração sujeitos à corrosão interna, respeitadas as características do sensor e uma estrutura mecânica predefinida. Para possibilitar a medição do perfil geométrico de uma região completa formada por secções contíguas, foi desenvolvido um sistema de aquisição e disponibilização de imagens, através de hardware e software embarcados no novo perfilômetro, além de uma biblioteca de gerenciamento da câmera utilizada no sensor óptico. A integração destas ferramentas com o sensor e outros componentes do perfilômetro possibilitou o desenvolvimento de um protótipo capaz de adquirir a geometria interna de uma região de um tubo na forma de uma nuvem de pontos cilíndrica. Para realizar a leitura dos perfis geométricos inspecionados de forma inovadora e poderosa, foi desenvolvido um sistema de visualização e análise de nuvens de pontos utilizando técnicas de realidade virtual. O uso conjunto destas ferramentas permitiu a correta aplicação do perfilômetro baseado no sensor óptico por triangulação cônica a laser na inspeção de tubos de exploração de gás severamente danificados por corrosão interna. Portanto, esta dissertação demonstra a adequabilidade da tecnologia apresentada na inspeção geométrica de tubos na indústria de petróleo e gás.<br> / Abstract : Metal pipes are commonly used in the petrochemical industry to transport goods, raw materials and process fluids. These pipes are subject to damage, including those arisen from its interaction with the transported material, as it is the case of internal corrosion. Due to the high importance of metal pipes and the consequent demand of the monitoring of their integrity, new internal geometry inspection methods have been developed. With regard to the optical category, LABMETRO-EMC-UFSC has developed an optical sensor which uses laser conical triangulation and is capable of measuring the geometric profile of one pipe section per application. The objective of this study is to provide support for the implementation of this sensor into a complete profilometry solution, given the characteristics of the sensor and a default mechanical structure. This profilometer is used to assess the geometric inspection of pipes employed at oil refineries and exploration sites, for these pipes are subject to internal corrosion. To enable the measurement of the geometric profile of a full region formed by contiguous sections, this study has developed a system that acquires images through embedded hardware and software in the new profilometer. These images are made available through a management library used for the camera of the optical sensor. The integration of these tools with the sensor and the other profilometer components has enabled the development of a prototype which is able to acquire the internal geometry of the region of a pipe in the form of a cylindrical cloud of points. In order to read the acquired geometric profiles in an innovative and powerful manner, a virtual reality system has been developed for visualization and analysis of the clouds of points. The combined use of these tools has allowed the correct application of the profilometer based on the use of laser conical triangulation sensor. Ultimately, this thesis demonstrates the capability of the laser profilometer to geometrically inspect corroded pipes in the oil and gas industry.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-07-16T21:15:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 317173.pdf: 1692213 bytes, checksum: ebb7ed4498afb18971b709e26b5a248a (MD5) / Ensaios de desempenho sao fundamentais nas etapas de desenvolvimento e de controle de produção de compressores de refrigeração. Tratam-se de ensaios demorados, grande parte devido ao tempo demandado para que o compressor atinja condições estáveis de operação, exigência de todas as normas e recomendações aplicáveis. O longo tempo despendido para a realização dos ensaios de desempenho e preponderantemente decorrente do aquecimento lento do compressor sob avaliação, o que reduz a capacidade produtiva das bancadas de ensaio. Trabalhos recentes desenvolvidos no programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica da UFSC comprovam que a superposição de uma componente contínua a alimentação alternada de um compressor acelera seu aquecimento. Tal fenômeno e aplicado na redução do tempo de ensaio de compressores herméticos por meio de sistema de aceleração de transitório, desenvolvido nesse contexto. Tal sistema opera com controle e supervisão local, demandando, em cada bancada de ensaio, placa de aquisição de sinais, computador e software proprietários. Remover esses dispositivos do sistema e permitir a supervisão de um grupo de bancadas a partir de computador remoto, foram desafios que motivaram a execução desta dissertação. Foram analisadas diversas plataformas de hardware embarcado, passíveis de aplicação. Foi desenvolvido um protótipo capaz de operar integrado ao sistema de aceleração de transitório, com controle e supervisão remota, via rede Ethernet. A arquitetura de hardware resultante e responsável por adquirir grandezas elétricas e a partir delas calcular a frequência rotacional de motores de indução associados aos compressores herméticos, assim como a resistência de enrolamento dos mesmos, sem interrupção da corrente de carga, dados necessários para controle da injeção de corrente contínua. Adicionalmente, desenvolveu-se software para integração com módulo de aquisição de temperatura do corpo do compressor, permitindo comunicar tal valor diretamente ao Labview. A integração da aplicação embarcada com o programa Labview via rede Ethernet, possibilita que mulltiplas bancadas de ensaio possam ser supervisionadas a partir de um único computador, reduzindo desse modo o investimento em hardware e a necessidade de aquisição de licenças de softwares adicionais. Foi realizada uma análise operacional e metrológica que comprovou a adequação do sistema desenvolvido.<br> / Abstract : Performance tests are fundamental in the development and control stages of refrigeration compressors production. Such tests take a long time to be performed mainly due the stabilization time demanded to reach the operation conditions, which are required by any relevant standard. This waste happens mainly due the slow warming of the compressor under evaluation - reducing the productive capability of the test benches. Recent work developed on the Mechanical Engineering Post-graduate program at UFSC proves that a direct current component, superimposed on the compressor's alternating current supply, increases its warming speed. Such a phenomenon is applied on the tests time reduction of hermetic compressors via the transitory acceleration system, developed on this context. Such a system operates with local supervision and control, demanding, for each test bench, an acquisition board, a computer and a proprietary software. Removing these devices and allowing the supervision of a whole group of test benches from a remote computer were challenges which motivated to the execution of this work. Several embedded platforms, susceptible of application, were analyzed. A prototype capable of operating in integration to the transitory acceleration system, controlled and monitored remotely via Ethernet by a computer running Labview, has been developed. The resulting architecture was responsible for acquiring electric signals, which are then used for calculating the rotational frequency of the induction motor associated with the hermetic compressors, as well as its winding resistance. These measurements should not interrupt the supply current and are necessary to control the direct current level into the compressor. Additionally, a software has been developed to integrate via local network the temperature acquisition module with the Labview. The distributed concept used in this work, integrating the embedded application with the Labview software via Ethernet, will allow the supervision and control of several test benches by a single software license, in addition with the reduction of hardware costs. An operational and meteorological analysis has been carried out, which proved the developed system adequacy.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:54:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319076.pdf: 5406556 bytes, checksum: 0ca3d48be04ce50996f1a8e32edec6ab (MD5) Previous issue date: 2013 / Controle Preditivo Baseado em Modelo (MPC) é uma metodologia de controle comumente utilizada nos setores petroquímicos e químicos da indústria para o controle de grandes processos. Seu sucesso é devido ao fato possibilitar o desenvolvimento de algoritmos de controle multivariável com compensação intrínseca de atraso de transporte, também é capaz de lidar com as restrições do processo e seus parâmetros de ajuste interpretados no domínio do tempo são intuitivos. No entanto, seu uso na indústria é limitado a grandes processos onde o investimento em sistemas avançados de controle é economicamente viável, devido aos altos custos das soluções vendidas atualmente. Este trabalho propõe um sistema embarcado com controle preditivo que possa ser adquirido por companhias que tenham processos de pequeno e médio porte que poderiam obter ganhos de produtividade com o uso do MPC. Este documento vai descrever todos os passos realizados para desenvolver tal equipamento: o estudo da tecnologia usada no controle de processos atualmente e de vários algoritmos MPC, a metodologia de engenharia de software utilizada para desenvolver um programa bem estruturado e, finalmente, os experimentos feitos para validar o protótipo criado. Estes resultados incluem uma série de simulações Hardware-in-the-loop e um teste de integração com um processo real. <br>