Autonomic hardware manager: uma arquitetura de hardware autonômico usando a solução de repositório ativo de componentes

This Thesis main objective is to implement a supporting architecture to Autonomic Hardware systems, capable of manage the hardware running in reconfigurable devices. The proposed architecture implements manipulation, generation and communication functionalities, using the Context Oriented Active Repository approach. The solution consists in a Hardware-Software based architecture called "Autonomic Hardware Manager (AHM)" that contains an Active Repository of Hardware Components. Using the repository the architecture will be able to manage the connected systems at run time allowing the implementation of autonomic features such as self-management, self-optimization, self-description and self-configuration. The proposed architecture also contains a meta-model that allows the representation of the Operating Context for hardware systems. This meta-model will be used as basis to the context sensing modules, that are needed in the Active Repository architecture. In order to demonstrate the proposed architecture functionalities, experiments were proposed and implemented in order to proof the Thesis hypothesis and achieved objectives. Three experiments were planned and implemented: the Hardware Reconfigurable Filter, that consists of an application that implements Digital Filters using reconfigurable hardware; the Autonomic Image Segmentation Filter, that shows the project and implementation of an image processing autonomic application; finally, the Autonomic Autopilot application that consist of an auto pilot to unmanned aerial vehicles. In this work, the applications architectures were organized in modules, according their functionalities. Some modules were implemented using HDL and synthesized in hardware. Other modules were implemented kept in software. After that, applications were integrated to the AHM to allow their adaptation to different Operating Context, making them autonomic.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Esta Tese tem como objetivo desenvolver e implementar uma arquitetura para suporte a sistemas de Hardware Autonômicos, capaz de gerenciar o hardware em operação em dispositivos reconfiguráveis. A arquitetura proposta implementa mecanismos para manipulação, geração e comunicação de arquiteturas de hardware, usando a metodologia de Repositório Ativo orientado a Contexto. A solução consiste no desenvolvimento de uma arquitetura de Hardware-Software denominada Autonomic Hardware Manager, que contém um Repositório Ativo de Componentes de Hardware. Usando o repositório, a arquitetura se encarregará de gerenciar os sistemas embarcados conectados durante sua operação, possibilitando a implementação de características autonômicas como auto-gerenciamento, autootimização, auto-descrição e auto-configuração. A arquitetura proposta contempla também um metamodelo para representação do Contexto de Operação de sistemas de hardware. Esse metamodelo servirá de base para o desenvolvimento dos módulos de sensibilidade ao contexto, previstos na arquitetura do repositório ativo. Para fins de demonstração do funcionamento da arquitetura proposta, experimentos foram realizados com vistas a comprovar as hipóteses de pesquisa e alcançar cada objetivo desta tese. Três experimentos foram planejados e executados: o Hardware Reconfigurable Filter, que consiste em uma aplicação que implementa Filtro Digitais através de hardware reconfigurável; o Autonomic Image Segmentation Filter, que apresenta o projeto e implementação de uma aplicação autonômica de segmentação de processamento de imagens; por fim, o Autonomic Auto Pilot aplicação que consiste de um piloto automático para veículos aéreos não tripulados. Neste trabalho, a arquitetura das aplicações foi organizada em módulos, de acordo com as suas funcionalidades. Alguns destes módulos foram reimplementados em HDL e sintetizados em hardware. Outros módulos foram mantidos em software. Em seguida, a aplicações são integradas com o repositório AHM para possibilitar a sua adaptação aos diferentes contextos de operação, tornando-as autonômicas.