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.

Uma linguagem de descrição arquitetural baseada em uma arquitetura de referência para sistemas ubíquos

A computação ubíqua é um paradigma no qual dispositivos com capacidade de processamento e comunicação são embutidos nos elementos comuns de nossas vidas (casas, carros, máquinas fotográficas, telefones, escolas, museus, etc), provendo serviços com um alto grau de mobilidade e transparência. O desenvolvimento de sistemas ubíquos é uma tarefa complexa, uma vez que envolve várias áreas da computação, como Engenharia de Software, Inteligência Artificial e Sistemas Distribuídos. Essa tarefa torna-se ainda mais complexa pela ausência de uma arquitetura de referência para guiar o desenvolvimento de tais sistemas. Arquiteturas de referência têm sido usadas para fornecer uma base comum e dar diretrizes para a construção de arquiteturas de softwares para diferentes classes de sistemas. Por outro lado, as linguagens de descrição arquitetural (ADLs) fornecem uma sintaxe para representação estrutural dos elementos arquiteturais, suas restrições e interações, permitindo-se expressar modelo arquitetural de sistemas. Atualmente não há, na literatura, ADLs baseadas em arquiteturas de referência para o domínio de computação ubíqua. De forma a permitir a modelagem arquitetural de aplicações ubíquas, esse trabalho tem como objetivo principal especificar UbiACME, uma linguagem de descrição arquitetural para aplicações ubíquas, bem como disponibilizar a ferramenta UbiACME Studio, que permitirá arquitetos de software realizar modelagens usando UbiACME. Para esse fim, inicialmente realizamos uma revisão sistemática, de forma a investigar na literatura relacionada com sistemas ubíquos, os elementos comuns a esses sistemas que devem ser considerados no projeto de UbiACME. Além disso, com base na revisão sistemática, definimos uma arquitetura de referência para sistemas ubíquos, RA-Ubi, que é a base para a definição dos elementos necessários para a modelagem arquitetural e, portanto, fornece subsídios para a definição dos elementos de UbiACME. Por fim, de forma a validar a linguagem e a ferramenta, apresentamos um experimento controlado onde arquitetos modelam uma aplicação ubíqua usando UbiACME Studio e comparam com a modelagem da mesma aplicação em SySML.