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Grupos de Pesquisa | Sistemas Embarcados

O grupo busca abordar todas as etapas de desenvolvimento de sistemas computacionais embarcados, explorando o espaço de projeto para realizar automaticamente, de maneira rápida e confiável, as diferentes camadas de hardware e software que compõem os múltiplos domínios de aplicação. Os tópicos de pesquisa cobrem a arquitetura de processadores dedicados e de sistemas multiprocessadores, a geração automática do software embarcado, os sistemas operacionais embarcados de tempo real, as ferramentas de modelagem e validação de sistemas e o teste do software e do hardware.

Pesquisadores Membros do Grupo

Temas de Pesquisa

  • Software embarcado para aplicações específicas: inclui o desenvolvimento de novas metodologias e técnicas para automação de software visando a qualidade e a exploração do espaço de projeto, de modo a atender a requisitos de desempenho, potência e limitação de memória dos sistemas embarcados.
  • Arquiteturas de hardware e software para sistemas embarcados multiprocessados: este tópico abrange desde o desenvolvimento de hardware que atenda restrições de energia até a geração eficiente de código para multiprocessadores integrados em uma única pastilha, passando pelo desenvolvimento de arquiteturas reconfiguráveis orientadas a aplicações embarcadas.
  • Projeto de sistemas embarcados dirigido por modelos: este tópico considera a utilização da abordagem MDE (engenharia dirigida por modelos) no desenvolvimento do hardware e software de sistemas embarcados, sendo utilizada a transformação entre modelos tanto no projeto conjunto da aplicação e da arquitetura como na geração de código e na implementação do hardware.
  • Implementação de algoritmos especializados: inclui o desenvolvimento de novos algoritmos e sua implementação em hardware e software, em campos como processamento digital de sinais, controle de energia e Java para aplicações móveis e portáteis. Prototipação de algoritmos através de plataformas complexas (multiprocessadores e FPGAS).
  • Teste e confiabilidade de sistemas embarcados e móveis: inclui métodos de teste de hardware e software embarcado a partir das etapas iniciais de projeto, o teste baseado no reuso dos componentes funcionais (hardware e software), visando o baixo custo e a plataforma de execução, e a tolerância a falhas em nível de sistema para confiabilidade frente a futuras tecnologias com elevada taxa de defeitos transitórios e permanentes por circuito.
  • Sistemas de tempo real embarcados e distribuídos: Ciclo do projeto de sistemas embarcados de tempo real. Modelagem, especificação de requisitos, linguagens de programação para sistemas tempo-real, adaptação e desenvolvimento de núcleos de sistema de tempo real com suporte para previsibilidade temporal. Protocolos e redes de comunicação com restrições temporais, escalonamento de mensagens, métodos de acesso, modelos analíticos de redes, middlewares de tempo real.

Projetos de Pesquisa Recentes na Área

  • Avaliação Experimental e Mitigação dos Efeitos da Radiação em Processadores Paralelos
    – CReAMS-MPSoC Um System on Chip Multiprocessado e Reconfigurável para Sistemas Embarcados. Financiamento: CNPq
  • ELOQuaS – Validar e estender a metodologia de projeto visando o teste para software embarcado. (2012 – 2013). Financiamento: Elo Sistemas S.A.
  • Integração entre sistemas embarcados para manutenção inteligente com sistemas de otimização de cadeias de suprimentos para peças de reposição (2012)
  • CRIAI – Arquitetura para uma Cadeira de Rodas Integrada a um Ambiente Inteligente (2012)
  • LoRelei – Projeto que lida com sistemas embarcados para tarefas específicas. (2011 – 2015). Financiamento: União Européia
  • Rede E3 – Eletrônica Embarcada em Equipamentos (2011)
  • NESS – Núcleo de Excelência em Engenharia de Software para Sistemas Embarcados – Visa o projeto de sistemas embarcados complexos num tempo reduzido, garantindo a qualidade e eficiência do conjunto hardware/software. (2010 – 2014). Financiamento: FAPERGS/CNPq.
  • ERA – Embedded Reconfigurable Architectures – Pesquisa sobre o desenvolvimento de futuras plataformas adaptativas para sistemas embarcados. (2010 – 2012). Financiamento: União Européia
  • Integração de Redes de Sensores sem Fio com Veículos Aéreos Não-Tripulados (VANTs) (2009)
  • Petrobrás – Sistema de Controle de Válvulas com Comunicação sem Fio (2008)
  • TISHE: Teste Integrado de Software e Hardware em Sistemas Embarcados – Teste do software embarcado e sua combinação com o teste do hardware que o executa (2006-2008). Financiamento: CNPq.
  • Plataforma Sashimi-web – Desenvolvimento de plataformas de hardware baseadas em Java com livre acesso pela web (2005-2006). Financiamento: CNPq.
  • CLP-SIL – Arquiteturas seguras e nível de integridade de segurança em aplicações críticas baseadas em controladores lógico-programáveis (2004-2006). Financiamento: FINEP, parceria com empresa Altus.
  • SEEP – Sistemas Embarcados Baseados em Plataforma – Desenvolvimento de plataforma e metodologia completa de projeto, validação e teste de sistemas embarcados (2003-2007). Financiamento: CNPq.

Resultados de Pesquisa Recentes

  • Avaliação da taxa de falhas do supercomputador TITAN, considerando dados de campo e experimentais. Comparação da taxa de falhas em processadores paralelos NVIDIA, Intel, AMD.
  • Avaliação e atenuação dos erros causados pela radiação no sistema de detecção de pedestres implementados em automóveis
  • Desenvolvimento de uma plataforma virtual de sistema multiprocessado baseado em rede-em-chip.
  • Avaliação dos erros causados pela radiação em processadores embarcados, considerando efeitos da memória cache e do sistema operacional
  • Mecanismo de reparo de falhas transientes em FPGAs para sistemas com restrições de tempo-real
  • Desenvolvimento e aplicação na indústria de uma metodologia de projeto e teste de software embarcado
  • Desenvolvimento de Arquiteturas reconfiguráveis adaptativas com suporte a multicore para exploração de ILP e TLP
  • Análise de energia e desempenho de interfaces paralelas em sistemas embarcados