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Mecanismos de checkpointing para aplicações paralelas de cálculo científico

Silva, Luís Alexandre Serras de Moura e
Fonte: Universidade de Coimbra Publicador: Universidade de Coimbra
Tipo: Tese de Doutorado
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Esta Tese apresenta um estudo detalhado sobre técnicas de checkpointing para aplicações paralelas de cálculo científico de longa duração. São apresentados vários esquemas de checkpointing que podem ser usados como técnica de tolerância a falhas ou para efeitos de job-swapping. Os factores tidos em conta durante o desenvolvimento dos mecanismos aqui apresentados foram: o desempenho, a optimização no uso dos recursos do sistema, a funcionalidade, a portabilidade e a heterogeneidade. Na primeira parte da Tese iremos apresentar um conjunto de algoritmos de checkpointing coordenado para sistemas baseados em mensagens. Estes algoritmos são de uso geral e deverão ser implementados a nível do sistema operativo. Embora não sejam esquemas facilmente portáveis são completamente transparentes para a aplicação. Para provar a superioridade dos algoritmos de checkpointing coordenado apresentaremos um estudo experimental onde comparamos o seu desempenho com outros algoritmos existentes na literatura, tais como um algoritmo de checkpointing independente e dois protocolos de salvaguarda de mensagens. Na segunda parte, iremos desenvolver uma abordagem designada por checkpointing orientado ao paradigma. A ideia básica é explorar as características dos paradigmas de programação paralela no sentido de aumentar a eficiência do checkpointing. Esta técnica permite obter checkpoints mais compactos...

Sistema de operação de tempo real para uma arquitectura distribuída tolerante a falhas

Silva, João Gabriel Monteiro Carvalho e
Fonte: Universidade de Coimbra Publicador: Universidade de Coimbra
Tipo: Tese de Doutorado
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75.82%
Nesta tese é proposto um novo mecanismo de controlo de execução de processos, numa arquitectura distribuída tolerante a falhas, para aplicações de controlo industrial. Essa arquitectura, desenvolvida no ambito do projecto SAFIRA, consiste em vários controladores convencionais, com algumas alterações para melhorar as suas capacidades de detecção de erros, interligados por uma rede duplicada. Quando é detectado um erro num dos contraladores, ele é automaticamente substituido por outro de reserva. O controlador avariado é então reparado pelo pessoal de manutenção, sem que o funcionamento do sistema seja interrompido. De acordo com a proposta feita nesta tese, cada processo constituinte de uma aplicação programada no SAFIRA consiste numa sequência de acções atómicas. Uma acção atómica é um conjunto de operações cujos efeitos não são observáveis do exterior do processo que as efectua, enquanto a mesma não terminar. Nesse momento, as mensagens cujo envio foi pedido são efectivamente enviadas, os pedidos de alteração das saídas são efectivados, e o estado do processo é salvaguardado em memória estável. Assim, se uma acção atómica for interrompida devido a um erro, basta transferir o estado mais recente do processo para o controlador de reserva...

Página para divulgação dos trabalhos do grupo de tolerância a falhas do Instituto de Informática da UFRGS

Lutz, Fabio; Denardin, Fernanda Kruel; Jansch-Porto, Ingrid Eleonora Schreiber
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Conferência ou Objeto de Conferência Formato: application/pdf
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Sistema de controle de trens : desenvolvimento de uma aplicação simulada para tolerância a falhas

Minghelli, Marcelo Andre; Denardin, Fernanda Kruel; Jansch-Porto, Ingrid Eleonora Schreiber
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Conferência ou Objeto de Conferência Formato: application/pdf
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A fault - and intrusion - tolerant architecture for EDP Distribuição SCADA system

Medeiros, Nuno André Carnido, 1985-
Fonte: Universidade de Lisboa Publicador: Universidade de Lisboa
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em //2011 ENG
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Tese de mestrado em Segurança Informática, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2011; Nas últimas décadas tem havido um grande investimento na criação de uma infraestrutura para distribuição de energia que ofereça uma maior qualidade de serviço e também uma maior cobertura de todo o território nacional Português. No entanto, a criação de novas instalações eléctricas e a própria expansão da rede não garantem por si só a qualidade de serviço exigida, apesar da maior robustez e confiabilidade das tecnologias mais recentes. É muito importante ter a capacidade de monitorizar toda a infra‐estrutura a qualquer altura de modo a poder responder o mais rapidamente possível a quaisquer incidentes ou falhas que possam ocorrer na rede eléctrica. O objectivo principal de um fornecedor de energia é reduzir o tempo de indisponibilidade do serviço prestado aos consumidores de electricidade e aumentar a qualidade do serviço. O papel de executar uma supervisão rápida e eficaz de toda a infra‐estrutura de distribuição de energia é delegado ao operador de rede que fornece a rede de distribuição. O principal objectivo será optimizar o fluxo de energia através da gestão e operação da rede eléctrica...

Simulação e estudo experimental de protocolos de encaminhamento seguro com tolerância a intrusões em redes de sensores sem fios de grande escala

Araújo, Tiago Filipe da Silva
Fonte: FCT - UNL Publicador: FCT - UNL
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em /02/2011 POR
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Trabalho apresentado no âmbito do Mestrado em Engenharia Informática, como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática.; As redes de sensores sem fios (RSSF) apresentam desafios complexos de segurança, sobretudo quando suportam aplicações críticas e quando operam em cenários de grande escala. Neste tipo de ambientes, as RSSF podem operar geralmente sem supervisão ou com supervisão muito reduzida, podendo estar expostas a várias tipologias de ataques,sejam ataques às comunicações por rádio-frequência, sejam ataques por intrusão com comprometimento dos seus nós. O objectivo da presente dissertação visa o estudo experimental por simulação de protocolos de encaminhamento seguro com mecanismos de tolerância a intrusões, que sejam adequados a suportar RSSF de grande escala e que tenham que operar sem supervisão. Neste estudo é importante que a eficácia e efectividade dos mecanismos de tolerância a intrusões sejam vistos de forma complementar a outras avaliações de impacto, nomeadamente em relação a critérios de fiabilidade, latência, cobertura e consumo energético da rede no seu conjunto e dos seus nós, individualmente. A dissertação insere-se nesta direcção de investigação...

Um algoritmo distribuído e adaptativo para diagnóstico de redes ad hoc móveis com base em informações geográficas

Nascimento, Luiz Fernando Legore do
Fonte: Universidade Federal do Paraná Publicador: Universidade Federal do Paraná
Tipo: Teses e Dissertações Formato: application/pdf
PORTUGUêS
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Resumo: Algoritmos de diagnóstico de falhas em nível de sistema são comumente utilizados como uma estratégia de tolerância à falhas. Neles, a partir de uma série de testes, podese determinar quais unidades estão com falha e quais estão sem-falha. Os primeiros modelos de diagnóstico de falhas que surgiram eram do tipo centralizado. Nesses modelos, considera-se que uma unidade central é a única responsável por diagnosticar o estado de todas as unidades do sistema. Posteriormente, surgiram os modelos distribuídos, nos quais o diagnóstico é atribuído a algumas ou todas as unidades do sistema. Todos estes modelos foram desenvolvidos para redes estáticas e cabeadas, não sendo facilmente adaptáveis à ambientes móveis. A identificação de unidades com falha em uma rede Ad Hoc móvel é uma tarefa muito difícil. Nestas redes, as unidades se utilizam de comunicações sem _o e podem se mover livremente e de forma imprevisível. Nesse trabalho é apresentado o primeiro algoritmo distribuído e adaptativo para diagnóstico em nível de sistema baseado no modelo PMC para redes Ad Hoc, que não impõe restrições ao movimento dos nós durante todo o diagnóstico. Todos os nós podem testar, serem testados e diagnosticar os demais nós. Além disso...

Uso de plug-in para interações multiparticipantes confiáveis

Prevedello, Jeferson Librelotto
Fonte: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre Publicador: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre
Tipo: Dissertação de Mestrado
PORTUGUêS
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A complexidade de sistemas de software tem aumentado devido aos novos requisitos impostos pelas aplicações modernas, tais como confiabilidade, segurança e disponibilidade. Sistemas confiáveis são sistemas que mantém seu funcionamento de acordo com sua especificação mesmo na presença de situações excepcionais. Na tentativa de implementar sistemas mais robustos e confiáveis, torna-se imprescindível a utilização de mecanismos capazes de lidar com problemas que potencialmente possam afetar seu perfeito funcionamento. Variados tipos de defeitos e situações inesperadas podem ocorrer em aplicações que rodam sobre sistemas distribuídos. Para que seja atingido um grau satisfatório de utilização destes sistemas é extremamente importante que sejam utilizadas técnicas objetivando coibir ou minimizar a existência de falhas. Tolerância a Falhas é uma técnica que tem por objetivo oferecer alternativas que permitam ao sistema manter o funcionamento conforme sua especificação, mesmo na ocorrência de situações indesejadas. A literatura descreve diversos tipos de mecanismos que auxiliam no desenvolvimento de aplicações que possuem diversas atividades acontecendo simultaneamente. Em geral, um mecanismo composto por diversos participantes (objetos ou processos) executando um conjunto de atividades paralelamente é chamado de interação multiparticipante. Em uma interação multiparticipante diversos participantes de alguma maneira "se unem"para produzir um estado combinado...

Implementação e avaliação de métodos para confiabilidade de redes intra-chip

Silva, Alzemiro Henrique Lucas da
Fonte: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre Publicador: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre
Tipo: Dissertação de Mestrado
PORTUGUêS
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As inovações na fabricação de circuitos integrados têm reduzido continuamente o tamanho dos componentes, permitindo um aumento na densidade lógica de sistemas eletrônicos complexos, denominados SoCs (Systems‐on‐a‐Chip), mas afetando também a confiabilidade destes componentes. Barramentos globais utilizados para interconexão de componentes em um chip estão cada vez mais sujeitos aos efeitos de crosstalk, que podem causar atrasos e picos nos sinais. Este trabalho apresenta e avalia diferentes técnicas para tolerância a falhas em redes intra‐chip, nos quais a rede é capaz de manter o mesmo desempenho da rede original mesmo na ocorrência de falhas. Quatro técnicas são apresentadas e avaliadas em termos de consumo adicional de área, latência dos pacotes, consumo de potência e análise de defeitos residuais. Os resultados demonstram que o uso de codificação CRC nos enlaces é vantajoso quando o mínimo acréscimo de área e consumo de potência é o principal objetivo. Entretanto, cada um dos métodos apresentados neste trabalho tem as suas próprias vantagens e podem ser utilizados dependendo da aplicação alvo.; The innovations on integrated circuit fabrics are continuously reducing components size, which increases the logic density of systems‐on‐chip (SoC)...

Tolerância a falhas com um modelo de agentes

Antunes, Juliana Fonseca
Fonte: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre Publicador: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre
Tipo: Dissertação de Mestrado
PORTUGUêS
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Anualmente, os computadores sâo utilizados nas mais diversas áreas do conhecimento humano e são imprescindíveis em várias atividades fundamentais na sociedade. Particularmente em aplicações industriais, o sistema computacional têm que ser confiável e tolerante à falhas, ou seja permitir que o sistema permaneça operando mesmo na presença de falhas. Desta forma, esta dissertação tem como objetivo descrever um modelo de agentes tolerantes a falhas. A fim de atingir tal objetivo foi feito um estudo de conceitos fundamentais de arquiteturas de agentes deliberativos baseados em estados mentais, esses descritos por crenças, desejos e intenções (modeio Belief Desire Intention), que podem ser implemenados utilizando a linguagem de programação orientada a agentes AgentSpeak e o mecanismo de tolerância a falhas de interação multiparticipante confiável (Dependable Multiparty Interaction). Através destes conceitos é implementado um sistema composto por vários elementos computacionais interativos, denominados agentes, que interagem com outros agentes, formando um sistema multiagentes que são implementadas utilìzando o interpretador Jason de linguagem AgentSpeak. Esse interpretador se comunica com o simulador da Célula de Produção FZI...

Explorando uma solução híbrida: hardware+software para a detecção de falhas tempo real em systems-on-chip (SoCs)

Bolzani, Leticia Maria Veiras
Fonte: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre Publicador: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre
Tipo: Dissertação de Mestrado
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Nos últimos anos, o crescente aumento do número de aplicações críticas baseadas em sistemas eletrônicos, intensificou a pesquisa sobre técnicas de tolerância à falhas. Durante o período de funcionamento destes sistemas, a probabilidade de ocorrerem falhas transientes e permanentes devido à presença de interferências dos mais variados tipos é bastante grande. Dentre as falhas mais freqüentes, salientam-se as falhas que corrompem os dados e as falhas que alteram o fluxo de controle do processador que executa a aplicação. Assim, a utilização de técnicas capazes de detectarem estes tipos de falhas evita que as mesmas se propaguem pelo sistema e acabem gerando saídas incorretas. Basicamente, estas técnicas são classificadas em dois grandes grupos: soluções baseadas em software e soluções baseadas em hardware. Neste contexto, o objetivo principal deste trabalho é especificar e implementar uma solução híbrida, parte em software e parte em hardware, capaz de detectar em tempo de execução eventuais falhas em dados e no fluxo de controle do algoritmo. Esta solução baseia-se nas técnicas propostas em (REBAUDENGO, 2004) e (GOLOUBEVA, 2003) e implementa parte de suas regras de transformação de código via software e parte via hardware. Assim...

Soluções híbridas de hardware/software para a detecção de erros em systems-on-chip (SoC) de tempo real

Piccoli, Leonardo Bisch
Fonte: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre Publicador: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre
Tipo: Dissertação de Mestrado
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Nos últimos anos, o crescente aumento do número de aplicações críticas envolvendo sistemas de tempo real aliado ao aumento da densidade dos circuitos integrados e a redução progressiva da tensão de alimentação, tornou os sistemas embarcados cada vez mais susceptíveis à ocorrência de falhas transientes. Técnicas que exploram o aumento da robustez de sistemas em componentes integrados (SoC) através do aumento do ciclo de trabalho do sinal de relógio gerado por um bloco PLL para acomodar eventuais atrasos indesejados da lógica [1] são possíveis soluções para aumentar a confiabilidade de sistemas eletrônicos. Diz-se que estes sistemas utilizam técnicas de “error avoidance”. Outras técnicas cujo objetivo não é o de evitar falhas, mas sim o de detectá-las, são ditas técnicas de “error detection”. Este trabalho aborda esse segundo tipo de técnica para aumentar a confiabilidade de sistemas eletrônicos; ou seja, aborda o desenvolvimento de técnicas que realizam a detecção de erros em tempo de execução do sistema. Sistemas de tempo real não dependem somente do resultado lógico de computação, mas também no tempo em que os resultados são produzidos. Neste cenário, diversas tarefas são executadas e o escalonamento destas em função de restrições temporais é um tema de grande importância. Durante o funcionamento destes sistemas em ambientes expostos à interferência eletromagnética (EMI)...

Plataforma para injeção de falhas em System-on-Chip (SOC)

Dias, Marcelo Mallmann
Fonte: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre Publicador: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre
Tipo: Dissertação de Mestrado
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86.07%
O aumento do número de sistemas computacionais embarcados sendo utilizados em diversos segmentos de nossa sociedade, de simples bens de consumo até aplicações críticas, intensificou o desenvolvimento de novas metodologias de teste e técnicas de tolerância a falhas capazes de garantir o grau de confiabilidade esperado os mesmos. A injeção de falhas representa uma solução extremamente eficaz de avaliar metodologias de teste e técnicas de tolerância a falhas presentes em circuitos integrados complexos, tais como Systems-on-Chip (SoCs). Este trabalho propõe uma nova plataforma de injeção de falhas que combina conceitos relacionados a técnicas de injeção de falhas baseadas em hardware e em simulação. Esta nova plataforma proposta é capaz de injetar diferentes tipos de falhas nos barramentos presentes em diversos componentes funcionais de um SoC descrito em VHDL. O uso de sabotadores controlados por um gerenciador de injeção de falhas instanciado no mesmo FPGA que o sistema a ser avaliado é capaz de prover uma alta controlabilidade aliada a baixa intrusividade e uma grande gama de modelos de falhas. Além disso, é importante salientar que a plataforma proposta representa uma solução fácil no que diz respeito à configuração e automação de experimentos de injeção de falhas.; The increasing number of embedded computer systems being used in several segments of our society...

Plataforma para injeção de ruído eletromagnético conduzido em circuitos integrados

Prestes, Darcio Pinto
Fonte: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre Publicador: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre
Tipo: Dissertação de Mestrado
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O crescente número de sistemas computacionais embarcados nos mais diversos segmentos de nossa sociedade, desde simples bens de consumo até aplicações críticas, intensificou o desenvolvimento de novas metodologias de teste, de técnicas de tolerância a falhas, bem como de novos paradigmas de implementação, capazes de garantirem a confiabilidade e a robustez desejada para os mesmos. Assim, características como confiabilidade e robustez de circuitos integrados e sistemas representam dois dos mais importantes desafios no projeto dos mesmos. Sistemas computacionais embarcados encontram-se inseridos em ambientes cada vez mais hostis devido a diferentes tipos de interferência gerados pelas mais variadas fontes. Neste contexto, a interferência eletromagnética (Electromagnetic Interference - EMI) representa um dos mais críticos problemas no que diz respeito a confiabilidade e robustez em circuitos integrados e sistemas, podendo comprometer ou degradar o funcionamento dos mesmos. Assim, para eliminar ou reduzir esses efeitos à níveis aceitáveis, é necessário introduzir o uso de técnicas de projeto visando à compatibilidade eletromagnética (Electromagnetic Compatibility - EMC). Este trabalho propõe uma nova plataforma de injeção de falhas baseada em hardware...

Escalonador em hardware para deteção de falhas em sistemas embarcados de tempo real

Tarrillo Olano, Jimmy Fernando
Fonte: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre Publicador: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre
Tipo: Dissertação de Mestrado
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O desenvolvimento de aplicações críticas de tempo real tolerantes a falhas representa um grande desafio para engenheiros e pesquisadores, visto que uma falha pode gerar efeitos catastróficos para o sistema, ocasionando grandes perdas financeiras e/ou de vidas humanas. Este tipo de sistema comumente utiliza processadores embarcados que processam dados de entrada e geram um determinado número de saídas de acordo com as especificações do mesmo. Entretanto, devido à alta complexidade dos sistemas embarcados de tempo real, é cada vez mais freqüente o uso de um sistema operacional com o objetivo de simplificar o projeto do mesmo. Basicamente, o sistema operacional de tempo real (real-time operating system - RTOS) funciona como uma interface entre o hardware e o software. Contudo, sistemas embarcados de tempo real podem ser afetados por falhas transientes. Estas falhas podem degradar tanto o funcionamento da aplicação quanto o do próprio sistema operacional embarcado. Em sistemas embarcados de tempo real, estas falhas podem afetar não somente as saídas produzidas durante a execução da aplicação, mas também as restrições de tempo associadas às tarefas executadas pelo sistema operacional.Neste contexto, o presente trabalho propõe uma nova técnica baseada em hardware capaz de aumentar a robustez de sistemas embarcados de tempo real. A técnica proposta é baseada na implementação de um Infrastructure IP core (I-IP) denominado “Escalonador- HW”...

Desenvolvimento de um I-IP para o monitoramento da atividade do sistema operacional em processadores multinúcleos

Oliveira, Chrístofer Caetano de
Fonte: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre Publicador: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre
Tipo: Dissertação de Mestrado
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O uso de sistemas operacionais de tempo real (Real-Time Operating Systems, RTOS), tornou-se uma solução atrativa para o projeto de sistemas embarcados críticos de tempo real. Ao mesmo tempo, observamos com entusiasmo o amplo uso de proces-sadores multicores em uma lista interminável de nossas aplicações diárias. É também um acordo comum a crescente pressão do mercado para reduzir o consumo de energia em que estes sistemas portáteis embarcados necessitam para operar. A principal conse-quência é que estes sistemas estão se tornando cada vez mais suscetíveis à falhas transi-entes originadas por um amplo espectro de fontes de ruídos como Interferência Eletro-magnética (Electromagnetic Interference, EMI) conduzida e irradiada e radiação ioni-zante (single-event transient: SET e total-ionizing dose: TID). Portanto, a confiabilidade destes sistemas é degradada. Nesta dissertação, discute-se o desenvolvimento e valida-ção de um I-IP (Infrastructure-Intellectual Property) capaz de monitorar a atividade do RTOS em um processador multicore. O objetivo final é detectar falhas que corrompem o processo de escalonamento de tarefas em sistema sistemas embarcados baseados em RTOS preemptivos.Como exemplo destas falhas podem ser aquelas que impedem o processador de atender uma interrupção de alta prioridade...

JFAULT: tolerância a falhas transparente utilizando reflexão e compilação dinâmica no modelo de meta-níveis

Scherer, Marcio Gustavo Gusmão
Fonte: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre Publicador: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre
Tipo: Dissertação de Mestrado
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Tolerância a falhas tornou-se um importante meio para se garantir alta disponibilidade de sistemas computacionais. No entanto, a construção de arquiteturas tolerantes a falhas não é uma tarefa trivial. Reflexão em arquiteturas de meta-nível tem sido usada há anos como um meio para implementação de requisitos não-funcionais. Dessa forma é possível ter uma separação clara e em níveis entre a implementação da lógica de negócios do sistema (requisitos funcionais) e as relacionadas ao uso da aplicação em termos de desempenho, usabilidade, segurança, disponibilidade, etc (não funcionais). Estes níveis se tornaram conhecidos na literatura, respectivamente, como nível-base e meta-nível e são frequentemente utilizados em sistemas hoje em dia visto que trazem vários benefícios como aumento de reuso de código e redução de acoplamento entre os elementos da arquitetura, além de trazer uma melhor divisão de responsabilidades entre os componentes do sistema. Por outro lado, se as arquiteturas de meta-nível se tornaram um artifício útil, existe a necessidade de se implementar os componentes de meta-nível responsáveis pela criação de serviços tolerantes a falhas, o que envolve esforço de desenvolvimento, adaptações no sistema e geralmente adiciona certa complexidade à arquitetura.Este trabalho apresenta uma proposta de construir...

Supervisão e controlo de sistemas dinâmicos com tolerância a falhas : contribuição para uma abordagem estruturada e robusta

Cardoso, Alberto Jorge Lebre
Fonte: Universidade de Coimbra Publicador: Universidade de Coimbra
Tipo: Tese de Doutorado
POR
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O trabalho de investigação que resultou nesta Dissertação teve como principais objectivos o desenvolvimento de sistemas de supervisão e controlo de sistemas dinâmicos com tolerância a falhas e a sua aplicação em processos laboratoriais. Estes processos apresentam características não lineares e são representativos de sistemas de maior dimensão e complexidade, existentes, por exemplo, em processos industriais, sistemas de protecção ambiental ou equipamentos médicos. Este trabalho pretende contribuir para a formulação estruturada de todo o sistema de supervisão e controlo tolerante a falhas, englobando os projectos do controlador robusto com tolerância passiva a falhas, do módulo de diagnóstico de falhas, do módulo de reconfiguração do sistema de controlo com tolerância activa a falhas e do módulo de supervisão. Os sistemas de supervisão e controlo tolerantes a falhas são sistemas de controlo em malha fechada que podem tolerar falhas, ou mesmo avarias, em sensores, actuadores e em componentes do processo, garantindo fundamentalmente a estabilidade do sistema e um certo grau de desempenho, podendo apresentar alguma degradação dentro de limites aceitáveis. Estes sistemas podem ser classificados como passivos ou activos. No primeiro caso...

Técnica de detecção de falhas de escalonamento de tarefas em sistemas embarcados baseados em sistemas operacionais de tempo real

Silva, Dhiego Sant'Anna da
Fonte: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre Publicador: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre
Tipo: Dissertação de Mestrado
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65.91%
A alta complexidade dos sistemas de tempo real aumentou significativamente a necessidade da utilização de Sistemas Operacionais de Tempo Real (RTOS - Real Time Operating System) com o objetivo de simplificar o projeto dos mesmos. Neste contexto, sistemas embarcados baseados em RTOS exploram uma série de funcionalidades e facilidades inerentes ao mesmo, tais como o gerenciamento de tarefas, a concorrência, o acesso à memória e as interrupções. Assim, o RTOS funciona com uma interface entre o software e o hardware. Porém, sistemas de tempo real são frequentemente afetados por falhas transientes oriundas de diferentes fontes, tal como a interferência eletromagnética (EMI - Eletromagnetic Interference), que pode gerar falhas capazes de degradar seu comportamento, afetando tanto a aplicação em execução quanto o sistema operacional embarcado. Neste contexto, a principal ideia por trás deste trabalho é a implementação de uma Infrastructure Intellectual-Property (I-IP) denominado RTOS-Guardian (RTOS-G), baseada em hardware, capaz de monitorar o fluxo de execução do RTOS com o intuito de detectar falhas que eventualmente alterem a ordem de execução das tarefas que compõem a aplicação. Ao final, experimentos práticos baseados em uma técnica de injeção de falhas por hardware demonstram que...

Técnicas de tolerância a falhas aplicadas a redes intra-chip

Fochi, Vinicius Morais
Fonte: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre Publicador: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre
Tipo: Dissertação de Mestrado
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O contínuo desenvolvimento na tecnologia de transistores possibilitou que centenas de processadores trabalhassem interconectados por NoCs (network-on-chip). A nanotecnologia permitiu o desenvolvimento de complexos sistemas, porém a vulnerabilidade a falhas também aumentou. A literatura apresenta soluções parciais para o tema de tolerância a falhas, tendo como alvo partes do sistema. Uma importante lacuna na literatura é um método integrado para detecção de falhas do nível do roteador até a correta execução das aplicações em MPSoC reais. O objetivo principal desta dissertação é apresentar um método com tolerância a falhas da camada física até a camada de transporte. O MPSoC é modelado em nível de RTL, usando VHDL.O presente trabalho propõe técnicas de tolerância a falhas aplicadas a redes intrachip. São estudadas técnicas de tolerância a falhas em nível sistêmico, nível do roteador, nível de enlace e algoritmos de roteamento tolerante a falhas. Este trabalho apresenta a pesquisa e o desenvolvimento de duas técnicas: (i) protocolos para permitir a correta transmissão dos dados com degradação parcial do enlace, de forma a permitir que o roteador opere mesmo com canais físicos falhos; (ii) método de teste e recuperação do roteador. O modelo de falhas utilizado nesta Dissertação é de falhas permanentes e transientes.Para avaliar as técnicas propostas...