Towards network-on-chip agreement protocols

Demands for functionality enhancements, cost reductions and power savings clearly suggest the introduction of multiand many-core platforms in real-time embedded systems. However, when compared to uni-core platforms, the manycores experience additional problems, namely the lack of scalable coherence mechanisms and the necessity to perform migrations. These problems have to be addressed before such systems can be considered for integration into the realtime embedded domain. We have devised several agreement protocols which solve some of the aforementioned issues. The protocols allow the applications to plan and organise their future executions both temporally and spatially (i.e. when and where the next job will be executed). Decisions can be driven by several factors, e.g. load balancing, energy savings and thermal issues. All presented protocols are analytically described, with the particular emphasis on their respective real-time behaviours and worst-case performance. The underlying assumptions are based on the multi-kernel model and the message-passing paradigm, which constitutes the communication between the interacting instances.

Introducao e expansao da Leishmaniose visceral americana em humanos no estado de Sao Paulo, 1999-2011

OBJETIVO : Analisar a expansão da ocorrência de leishmaniose visceral americana em humanos e identificar localidades prioritárias para o desenvolvimento de ações de vigilância e controle. MÉTODOS : A área de estudo constituiu-se dos 316 municípios do estado de São Paulo pertencentes às cinco regiões de saúde com ocorrência da leishmaniose visceral americana em humanos, utilizando os casos autóctones e óbitos, com ano de notificação e município de ocorrência. Calcularam-se taxas de incidência e de mortalidade e letalidade por município, por região e para a área de estudo. Utilizaram-se o estimador bayesiano empírico para obtenção de taxas de incidência e de mortalidade bayesianas locais para cada município e a krigagem para visualização da distribuição espacial das temperaturas e das precipitações pluviométricas. RESULTADOS : Foram detectados 73 municípios com transmissão da doença. As primeiras ocorrências deram-se em áreas com maiores temperaturas e menores pluviosidades, mas sua disseminação também ocorreu em áreas menos quentes e mais úmidas. A expansão da leishmaniose visceral americana em humanos apresentou um eixo principal de disseminação no sentido noroeste para sudeste, acompanhando a rodovia Marechal Rondon e o gasoduto Bolívia-Brasil, e um eixo secundário, na direção norte-sul, acompanhando a malha rodoviária. As taxas de incidência, segundo regiões de saúde, apresentaram um pico seguido de queda, com exceção da região de São José do Rio Preto. Observou-se maior concentração de municípios com altas taxas de incidência e mortalidade nas regiões de saúde de Araçatuba, Presidente Prudente e Marília. CONCLUSÕES : Possíveis fatores determinantes da expansão da doença incluíram a rodovia Marechal Rondon e a construção do gasoduto Bolívia-Brasil. Fatores climáticos pareceram não ter papel determinante nessa expansão. O uso de técnicas de análise espacial permitiu identificar municípios com possível subnotificação de casos e óbitos e indicar municípios prioritários para o desenvolvimento de ações de vigilância e controle.

On the implementation of real-time slotbased task-splitting scheduling algorithms for multiprocessor systems

In this paper we discuss challenges and design principles of an implementation of slot-based tasksplitting algorithms into the Linux 2.6.34 version. We show that this kernel version is provided with the required features for implementing such scheduling algorithms. We show that the real behavior of the scheduling algorithm is very close to the theoretical. We run and discuss experiments on 4-core and 24-core machines.

Implementing slot-based task-splitting multiprocessor scheduling

Consider the problem of scheduling a set of sporadic tasks on a multiprocessor system to meet deadlines using a task-splitting scheduling algorithm. Task-splitting (also called semi-partitioning) scheduling algorithms assign most tasks to just one processor but a few tasks are assigned to two or more processors, and they are dispatched in a way that ensures that a task never executes on two or more processors simultaneously. A particular type of task-splitting algorithms, called slot-based task-splitting dispatching, is of particular interest because of its ability to schedule tasks with high processor utilizations. Unfortunately, no slot-based task-splitting algorithm has been implemented in a real operating system so far. In this paper we discuss and propose some modifications to the slot-based task-splitting algorithm driven by implementation concerns, and we report the first implementation of this family of algorithms in a real operating system running Linux kernel version 2.6.34. We have also conducted an extensive range of experiments on a 4-core multicore desktop PC running task-sets with utilizations of up to 88%. The results show that the behavior of our implementation is in line with the theoretical framework behind it.

POSIX trace based behavioural reflection

Traditional Real-Time Operating Systems (RTOS) are not designed to accommodate application specific requirements. They address a general case and the application must co-exist with any limitations imposed by such design. For modern real-time applications this limits the quality of services offered to the end-user. Research in this field has shown that it is possible to develop dynamic systems where adaptation is the key for success. However, adaptation requires full knowledge of the system state. To overcome this we propose a framework to gather data, and interact with the operating system, extending the traditional POSIX trace model with a partial reflective model. Such combination still preserves the trace mechanism semantics while creating a powerful platform to develop new dynamic systems, with little impact in the system and avoiding complex changes in the kernel source code.

A complex protocol layer as a linux user-space process

With the current complexity of communication protocols, implementing its layers totally in the kernel of the operating system is too cumbersome, and it does not allow use of the capabilities only available in user space processes. However, building protocols as user space processes must not impair the responsiveness of the communication. Therefore, in this paper we present a layer of a communication protocol, which, due to its complexity, was implemented in a user space process. Lower layers of the protocol are, for responsiveness issues, implemented in the kernel. This protocol was developed to support large-scale power-line communication (PLC) with timing requirements.

Renewable power forecast to scheduling of thermal units

In this work is discussed the importance of the renewable production forecast in an island environment. A probabilistic forecast based on kernel density estimators is proposed. The aggregation of these forecasts, allows the determination of thermal generation amount needed to schedule and operating a power grid of an island with high penetration of renewable generation. A case study based on electric system of S. Miguel Island is presented. The results show that the forecast techniques are an imperative tool help the grid management.

Segmentation of striatal brain structures from high resolution pet images

Dissertation presented at the Faculty of Science and Technology of the New University of Lisbon in fulfillment of the requirements for the Masters degree in Electrical Engineering and Computers

A shared-disk parallel cluster file system

Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Doutor em Informática Pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Spatial analysis of avoidable hospitalizations due to tuberculosis in Ribeirao Preto, SP, Brazil (2006-2012)

ABSTRACT OBJECTIVE To describe the spatial distribution of avoidable hospitalizations due to tuberculosis in the municipality of Ribeirao Preto, SP, Brazil, and to identify spatial and space-time clusters for the risk of occurrence of these events. METHODS This is a descriptive, ecological study that considered the hospitalizations records of the Hospital Information System of residents of Ribeirao Preto, SP, Southeastern Brazil, from 2006 to 2012. Only the cases with recorded addresses were considered for the spatial analyses, and they were also geocoded. We resorted to Kernel density estimation to identify the densest areas, local empirical Bayes rate as the method for smoothing the incidence rates of hospital admissions, and scan statistic for identifying clusters of risk. Softwares ArcGis 10.2, TerraView 4.2.2, and SaTScanTM were used in the analysis. RESULTS We identified 169 hospitalizations due to tuberculosis. Most were of men (n = 134; 79.2%), averagely aged 48 years (SD = 16.2). The predominant clinical form was the pulmonary one, which was confirmed through a microscopic examination of expectorated sputum (n = 66; 39.0%). We geocoded 159 cases (94.0%). We observed a non-random spatial distribution of avoidable hospitalizations due to tuberculosis concentrated in the northern and western regions of the municipality. Through the scan statistic, three spatial clusters for risk of hospitalizations due to tuberculosis were identified, one of them in the northern region of the municipality (relative risk [RR] = 3.4; 95%CI 2.7–4,4); the second in the central region, where there is a prison unit (RR = 28.6; 95%CI 22.4–36.6); and the last one in the southern region, and area of protection for hospitalizations (RR = 0.2; 95%CI 0.2–0.3). We did not identify any space-time clusters. CONCLUSIONS The investigation showed priority areas for the control and surveillance of tuberculosis, as well as the profile of the affected population, which shows important aspects to be considered in terms of management and organization of health care services targeting effectiveness in primary health care.

Speculative execution by using software transactional memory

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática.

Interface caligráfica de escrita no ar

Na atualidade, está a emergir um novo paradigma de interação, designado por Natural User Interface (NUI) para reconhecimento de gestos produzidos com o corpo do utilizador. O dispositivo de interação Microsoft Kinect foi inicialmente concebido para controlo de videojogos, para a consola Xbox360. Este dispositivo demonstra ser uma aposta viável para explorar outras áreas, como a do apoio ao processo de ensino e de aprendizagem para crianças do ensino básico. O protótipo desenvolvido visa definir um modo de interação baseado no desenho de letras no ar, e realizar a interpretação dos símbolos desenhados, usando os reconhecedores de padrões Kernel Discriminant Analysis (KDA), Support Vector Machines (SVM) e $N. O desenvolvimento deste projeto baseou-se no estudo dos diferentes dispositivos NUI disponíveis no mercado, bibliotecas de desenvolvimento NUI para este tipo de dispositivos e algoritmos de reconhecimento de padrões. Com base nos dois elementos iniciais, foi possível obter uma visão mais concreta de qual o hardware e software disponíveis indicados à persecução do objetivo pretendido. O reconhecimento de padrões constitui um tema bastante extenso e complexo, de modo que foi necessária a seleção de um conjunto limitado deste tipo de algoritmos, realizando os respetivos testes por forma a determinar qual o que melhor se adequava ao objetivo pretendido. Aplicando as mesmas condições aos três algoritmos de reconhecimento de padrões permitiu avaliar as suas capacidades e determinar o $N como o que apresentou maior eficácia no reconhecimento. Por último, tentou-se averiguar a viabilidade do protótipo desenvolvido, tendo sido testado num universo de elementos de duas faixas etárias para determinar a capacidade de adaptação e aprendizagem destes dois grupos. Neste estudo, constatou-se um melhor desempenho inicial ao modo de interação do grupo de idade mais avançada. Contudo, o grupo mais jovem foi revelando uma evolutiva capacidade de adaptação a este modo de interação melhorando progressivamente os resultados.

Linux based mobile: operating systems

Trabalho de Projeto para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática e de Computadores

XtranX passenger: navegação inercial

Trabalho de Projecto para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática e de Computadores

Optimização da reconstrução de imagem em mamografia por emissão de positrões através de métodos de regularização dos dados

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica