�rea Cient�fica: Informática Industrial
Kernel de tempo real assistido por hadware
Publicada a 2015-05-29
Aluno: Bohdan Arzhanov      N�mero: 55694       Email: a55694@alunos.uminho.pt
Data in�cio: 01/10/2012      Data Conclus�o: 29/11/2013 

Orientador(es):
Nome: Jorge Miguel Nunes dos Santos Cabral      Email: jcabral@dei.uminho.pt   

Arguente(s):
Nome: Pedro Miguel Mestre Alves Silva       Email: pmestre@utad.pt 
Data da defesa: 29/11/2013      

Descri��o:

Nesta proposta de dissertação, pretende-se desenvolver um sistema operativo híbrido, que integra um modelo transparente na execução de tarefas, envolvendo a tarefa de refactoring de um sistema operativo existente e adotado pela indústria de software, com o objetivo de potenciar a sua utilização e de servir como veículo de transporte do modelo no meio científico. Um possível candidato ao refactoring é o sistema operativo FreeRTOS, que se apresenta como sistema operativo livre, de utilização genérica, em várias aplicações na indústria e que cumpre determinado conjunto de requisitos, como por exemplo, o requisito de tempo real. Fatores como simplicidade  contribuíram fortemente para a sua disseminação, originado o porting deste software para várias arquiteturas de CPU e plataformas de hardware.


Objectivos:

Tarefa 1: Estudo da arquitetura do sistema

Esta tarefa visa elaborar análise e modelação do sistema a ser implementado. A tarefa é composta por 3 subtarefas:

  • Estudo da plataforma de hardware e ferramentas de software - objetivo desta tarefa consiste na familiarização com a plataforma do desenvolvimento e as respetivas ferramentas de software. Será necessário instalar/configurar ferramentas de modo adequado, apreender o fluxo habitual da elaboração do projeto, validar o correto funcionamento da plataforma de desenvolvimento.
  • Design da Arquitetura de HW-SW - após a finalização da tarefa anterior será elaborada a arquitetura do sistema a ser implementado.
  • Estudo do SO de suporte - o sistema operativo em causa é FreeRTOS e será necessário compreender o seu funcionamento, familiarizar-se com o seu conjunto dos APIs, bem como com o comportamento dos seus serviços e do seu escalonador. Uma vez que o resultado da execução desta tarefa condiciona a implementação do sistema a desenvolver, esta será realizada em simultâneo com as duas tarefas anteriores.

Tarefa 2: Implementação

A tarefa da implementação é composta por 3 subtarefas abordadas sequencialmente.

Estas subtarefas lidam com a implementação das diferentes camadas do sistema:

  • Implementação de Componentes de HW na FPGA - os componentes em HW enumerados no design da arquitetura serão implementados na área reprogramável da plataforma de desenvolvimento.
  • Interface componentes HW - biblioteca de funções C - para que os processos de hardware possam utilizar as funcionalidades contidas na biblioteca de funções C (como por exemplo printf) será necessário proporcionar respetivo interface.
  • Interface componente HW - SO - este interface consiste na ligação entre os serviços do sistema operativo e os componentes em HW desenvolvidos.

Tarefa 3: Depuração

O sistema resultante da tarefa anterior será exposto a uma rotina de validação e avaliação. Será efetuada recolha dos resultados seguida de escrita da respetiva documentação.

Tarefa 4: Demonstrador

Uma vez que como cenário da aplicação foi o controlo de um Filtro Ativo Paralelo, as tarefas desta fase serão adequadas à implementação deste equipamento:

  • Simulação de teoria p-q em HW;
  • Algoritmo de controlo FAP em HW;
  • Depuração;
  • Ligação ao Inversor.

Tarefa 5: Finalização

O projeto de dissertação termina com a preparação do demonstrador, escrita da dissertação e publicação dos resultados na comunidade científica.


Palavras chave:
Sistema Operativo, Aceleração em Hardware, Ambiente de Execução Híbrido, Interface

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