Real-time scheduling with resource sharing on heterogeneous multiprocessors

Consider the problem of scheduling a task set τ of implicit-deadline sporadic tasks to meet all deadlines on a t-type heterogeneous multiprocessor platform where tasks may access multiple shared resources. The multiprocessor platform has m k processors of type-k, where k∈{1,2,…,t}. The execution time of a task depends on the type of processor on which it executes. The set of shared resources is denoted by R. For each task τ i , there is a resource set R i ⊆R such that for each job of τ i , during one phase of its execution, the job requests to hold the resource set R i exclusively with the interpretation that (i) the job makes a single request to hold all the resources in the resource set R i and (ii) at all times, when a job of τ i holds R i , no other job holds any resource in R i . Each job of task τ i may request the resource set R i at most once during its execution. A job is allowed to migrate when it requests a resource set and when it releases the resource set but a job is not allowed to migrate at other times. Our goal is to design a scheduling algorithm for this problem and prove its performance. We propose an algorithm, LP-EE-vpr, which offers the guarantee that if an implicit-deadline sporadic task set is schedulable on a t-type heterogeneous multiprocessor platform by an optimal scheduling algorithm that allows a job to migrate only when it requests or releases a resource set, then our algorithm also meets the deadlines with the same restriction on job migration, if given processors 4×(1+MAXP×⌈|P|×MAXPmin{m1,m2,…,mt}⌉) times as fast. (Here MAXP and |P| are computed based on the resource sets that tasks request.) For the special case that each task requests at most one resource, the bound of LP-EE-vpr collapses to 4×(1+⌈|R|min{m1,m2,…,mt}⌉). To the best of our knowledge, LP-EE-vpr is the first algorithm with proven performance guarantee for real-time scheduling of sporadic tasks with resource sharing on t-type heterogeneous multiprocessors.

Efficient schedulability tests for real-time embedded systems with urgent routines

Task scheduling is one of the key mechanisms to ensure timeliness in embedded real-time systems. Such systems have often the need to execute not only application tasks but also some urgent routines (e.g. error-detection actions, consistency checkers, interrupt handlers) with minimum latency. Although fixed-priority schedulers such as Rate-Monotonic (RM) are in line with this need, they usually make a low processor utilization available to the system. Moreover, this availability usually decreases with the number of considered tasks. If dynamic-priority schedulers such as Earliest Deadline First (EDF) are applied instead, high system utilization can be guaranteed but the minimum latency for executing urgent routines may not be ensured. In this paper we describe a scheduling model according to which urgent routines are executed at the highest priority level and all other system tasks are scheduled by EDF. We show that the guaranteed processor utilization for the assumed scheduling model is at least as high as the one provided by RM for two tasks, namely 2(2√−1). Seven polynomial time tests for checking the system timeliness are derived and proved correct. The proposed tests are compared against each other and to an exact but exponential running time test.

An Enhanced WLAN Security System With FPGA Implementation for Multimedia Applications

Maintaining a high level of data security with a low impact on system performance is more challenging in wireless multimedia applications. Protocols that are used for wireless local area network (WLAN) security are known to significantly degrade performance. In this paper, we propose an enhanced security system for a WLAN. Our new design aims to decrease the processing delay and increase both the speed and throughput of the system, thereby making it more efficient for multimedia applications. Our design is based on the idea of offloading computationally intensive encryption and authentication services to the end systems’ CPUs. The security operations are performed by the hosts’ central processor (which is usually a powerful processor) before delivering the data to a wireless card (which usually has a low-performance processor). By adopting this design, we show that both the delay and the jitter are significantly reduced. At the access point, we improve the performance of network processing hardware for real-time cryptographic processing by using a specialized processor implemented with field-programmable gate array technology. Furthermore, we use enhanced techniques to implement the Counter (CTR) Mode with Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol (CCMP) and the CTR protocol. Our experiments show that it requires timing in the range of 20–40 μs to perform data encryption and authentication on different end-host CPUs (e.g., Intel Core i5, i7, and AMD 6-Core) as compared with 10–50 ms when performed using the wireless card. Furthermore, when compared with the standard WiFi protected access II (WPA2), results show that our proposed security system improved the speed to up to 3.7 times.

Hard real-time multiprocessor scheduling resilient to core failures

Presented at 21st IEEE International Conference on Embedded and Real-Time Computing Systems and Applications (RTCSA 2015). 19 to 21, Aug, 2015, pp 122-131. Hong Kong, China.

Relatório de Estágio de Qualificação Profissional

No âmbito do Mestrado em Educação Pré-Escolar e Ensino do 1.ºCiclo do Ensino Básico, desenvolveu-se o presente relatório de qualificação profissional, em que será analisada de forma reflexiva a Prática Pedagógica Supervisionada da mestranda, em contexto da Educação Pré-Escolar. O objetivo fulcral da desta intervenção em contexto educativo consistiu em promover a construção de aprendizagens que permitissem uma tomada de consciência do compromisso e responsabilidade atribuída ao Educador de Infância. A formanda teve oportunidade de desenvolver um perfil próprio enquanto futura Educadora de Infância, tendo como base as Orientações Curriculares para a Educação Pré-Escolar, num processo ativo de investigação-ação. Comparando a ação educativa da formanda em momentos iniciais do estágio, com momentos já mais avançados neste processo, reconhece-se uma evolução nas dimensões da observação, planificação, ação, reflexão e avaliação, que compõem o ciclo reflexivo da metodologia supracitada, evolução essa que resultou num progressivo desenvolvimento de competência profissionais. Durante a intervenção no contexto educativo, a formanda recorreu a estratégias e instrumentos de reflexão, nomeadamente os guiões de pré- observação, as planificações, as narrativas colaborativas, os diários de formação, as notas de campo e as reuniões com o Supervisor Institucional, a Educadora Cooperante e a díade de formação. A organização do ambiente educativo consistiu numa das preocupações da formanda, que procurou atender à necessidade de organizar de forma flexível o espaço, tempo e grupo.

A avaliação e o investimento imobiliário

O documento que seguidamente se desenvolve, tem como fundamental objetivo a descrição do trabalho efetuado ao longo de um estágio semestral realizado, pelo mestrando, na empresa QUALITAS – Sociedade de Avaliações Técnicas, Lda., subordinado ao tema «A Avaliação e o Investimento Imobiliário». Através do estágio é cumprida uma parte do plano do mestrado, tendo sido assim possível colocar em prática os conhecimentos teóricos absorvidos previamente na formação académica detida. Os objetivos previstos para o estágio consistiam no acompanhamento de diversos casos de estudo relativos à avaliação imobiliária, em ambiente empresarial, abrangendo usos e destinos variados e, ainda, o levantamento bibliográfico de suporte, apoiado pela frequência de um curso de avaliação imobiliária em simultâneo com o estágio. As avaliações imobiliárias realizadas foram geralmente precedidas de visitas aos locais, implicando prospeção de mercado no terreno, para aplicação das metodologias apresentadas, sendo que em todos os casos o supervisor revia os trabalhos. Com o resumo da atualidade da avaliação imobiliária, referindo investimentos, legislação, entidades, metodologias e ainda outros pontos essenciais, prevê-se demonstrar o conhecimento adquirido pelo estagiário. Pode concluir-se que o setor está em reestruturação gradual, tida como essencial para a evolução da área, que se presume culminar numa profissão bastante mais restrita, rigorosa e fiável. A formação que se pretende exigir aos peritos é uma ferramenta essencial ao desempenho de um trabalho exemplar e o estágio uma oportunidade de aprender in situ, aplicando conhecimentos anteriormente adquiridos.

Conceção de um tutorial de Iniciação ao co-projeto de Hardware/software

A crescente evolução dos dispositivos contendo circuitos integrados, em especial os FPGAs (Field Programmable Logic Arrays) e atualmente os System on a chip (SoCs) baseados em FPGAs, juntamente com a evolução das ferramentas, tem deixado um espaço entre o lançamento e a produção de materiais didáticos que auxiliem os engenheiros no Co- Projecto de hardware/software a partir dessas tecnologias. Com o intuito de auxiliar na redução desse intervalo temporal, o presente trabalho apresenta o desenvolvimento de documentos (tutoriais) direcionados a duas tecnologias recentes: a ferramenta de desenvolvimento de hardware/software VIVADO; e o SoC Zynq-7000, Z-7010, ambos desenvolvidos pela Xilinx. Os documentos produzidos são baseados num projeto básico totalmente implementado em lógica programável e do mesmo projeto implementado através do processador programável embarcado, para que seja possível avaliar o fluxo de projeto da ferramenta para um projeto totalmente implementado em hardware e o fluxo de projeto para o mesmo projeto implementado numa estrutura de harware/software.

Relatório de estágio

O presente Relatório de Estágio, desenvolvido na Unidade Curricular Prática Pedagógica Supervisionada (PPS), inserida no Mestrado em Educação Pré- Escolar e Ensino do 1.º Ciclo do Ensino Básico, pretende expor, de forma crítica e reflexiva, todo o percurso formativo da mestranda. Assim, realça que, o trabalho desenvolvido, em ambos os contextos, promoveu a aquisição de aprendizagens e de competências que se espelharam ao nível pessoal, profissional e social. Releva o processo formativo sustentado no construtivismo e socio construtivismo e, ainda, na metodologia de investigação ação (I-A), sendo que esta última orientou a prática educativa com o objetivo de a transformar melhorando-a. Neste sentido, a formanda passou por etapas estruturais - observação, planificação, ação, avaliação e reflexão - que contribuíram para a construção do saber, saber-fazer, saber-ser e saber-estar, pilares fundamentais da educação, nomeadamente para quem quer aprender a ensinar a aprender. Paralelamente, toda a PPS foi desenvolvida tendo em conta o trabalho colaborativo, em que a construção de saberes foi proporcionada por vários intervenientes, como o par pedagógico, os professores supervisores, os professores cooperantes e as crianças. Este relatório mostra o contributo deste mestrado