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III Escola de Sistemas Embarcados - ESSE 2013


Em conjunto com o III SBESC acontecerá a III Escola de Sistemas Embarcados - ESSE 2013.

A ESSE 2013 é um evento que dá sequência às propostas implementadas no ano de 2011 na I ESSE, em Teresina/PI, realizada pela Universidade Federal do Piauí (UFPI) e que teve continuidade na II edição em 2012, em Natal/RN, a partir desta segunda edição ocorrendo conjuntamente com o SBESC. A ESSE surgiu da necessidade de incentivar a formação de recursos humanos em sistemas embarcados.

A Escola de Sistemas Embarcados Críticos (CES-School), escola que fazia parte do CBSEC, se integrou à ESSE a partir dessa terceira edição.

Coordenação Geral

  • Prof. Ivan Saraiva Silva (UFPI)
  • Prof. Edgard de Faria Corrêa (UFRN)


Programação:


Todos os minicursos acontecem no horário de 08h00 às 10h30.

TER 05nov2013

Minicurso 1: Engenharia de software para sistemas embarcados

QUA 06nov2013

Minicurso 2: Mecanismos de sincronização para sistemas de tempo real em monoprocessadores e multiprocessadores

QUI 07nov2013

Minicurso 3: Sistemas operacionais embarcados para plataformas multiprocessadas
Minicurso 4: Componentes e softwares para projetos de multicópteros de baixo custo

SEX 08nov2013

Minicurso 5: Sistemas embarcados adaptáveis
Minicurso 6: Sistemas computacionais críticos - conceituação e técnicas de programação defensiva


Minicursos:


Minicurso 1

Título: Engenharia de software para sistemas embarcados
Autor: Flávio Rech Wagner
Slides: M1.pdf

RESUMO: Este minicurso irá introduzir as principais questões envolvidas no desenvolvimento de software para sistemas eletrônicos embarcados. Serão enfatizadas as principais diferenças em relação ao desenvolvimento de software para sistemas computacionais convencionais, em especial derivadas das restrições de capacidade de processamento, memória e energia que estão presentes em muitos sistemas embarcados. A partir destas diferenças, serão discutidas as implicações para as metodologias de engenharia de software, tanto em termos de objetivos a serem alcançados como das técnicas de projeto a serem adotadas e das métricas de qualidade que devem guiar as metodologias. Será dada ênfase a técnicas de Engenharia Dirigida por Modelos, que procuram combinar as vantagens das metodologias tradicionais de engenharia de software com as especializações exigidas por sistemas embarcados.

MINIBIOGRAFIA: Flávio Rech Wagner possui graduação em Engenharia Eletrônica pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1975), mestrado em Ciência da Computação pela mesma universidade (1977) e doutorado em Informática pela Universidade de Kaiserslautern, Alemanha (1983). Atualmente é Professor Titular do Instituto de Informática da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, ocupando o cargo de Diretor do Parque Científico e Tecnológico da UFRGS. Foi presidente da Sociedade Brasileira de Computação e ocupou diversas outras funções em sua diretoria. Foi membro do Comitê da Área de Computação na CAPES e, por dois mandatos, do Comitê Assessor de Ciência da Computação no CNPq. Desde 2008 é conselheiro titular do Comitê Gestor da Internet - CGI.br. Foi coordenador do Grupo de Trabalho 10.5 da IFIP - International Federation for Information Processing, entre 2001 e 2007. Desenvolve pesquisa na área de Engenharia da Computação, atuando principalmente no projeto de hardware e software de sistemas eletrônicos embarcados.


Minicurso 2

Título: Mecanismos de sincronização para sistemas de tempo real em monoprocessadores e multiprocessadores
Autor: Rômulo Silva de Oliveira
Slides: M2.pdf

RESUMO: Muitos sistemas computacionais interagem diretamente com o mundo físico de tal forma que a noção de tempo real torna-se muito importante. Neste contexto, tarefas em software precisam respeitar requisitos temporais. Dado o paralelismo intrínseco do mundo físico, muitas aplicações são desenvolvidas como programas concorrentes, onde surge a necessidade de protocolos para o acesso a recursos compartilhados que requerem exclusão mútua. O objetivo deste minicurso é apresentar mecanismos de sincronização do acesso a recursos compartilhados especialmente concebidos para sistemas de tempo real. Em particular, serão tratados os protocolos clássicos para monoprocessadores e algumas de suas variantes para multiprocessadores.

MINIBIOGRAFIA: Rômulo Silva de Oliveira possui graduação em Engenharia Elétrica pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (1983), mestrado em Ciência da Computação na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1987) e doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina (1997). Atualmente é Professor Associado no Departamento de Automação e Sistemas, Universidade Federal de Santa Catarina. Também faz parte do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas na Universidade Federal de Santa Catarina. Seus principais interesses são: Sistemas de Tempo Real, Escalonamento e Sistemas Operacionais. É autor de vários artigos na área e do livro "Sistemas Operacionais" publicado pela Editora Bookman.


Minicurso 3

Título: Sistemas operacionais embarcados para plataformas multiprocessadas
Autores: Antonio Augusto Fröhlich / Giovani Gracioli
Slides: M3.pdf

RESUMO: Arquiteturas multicore vêm se consolidando no mercado como um compromisso viável entre a microeletrônica a que hoje temos acesso e o
desempenho que almejamos para nossas plataformas computacionais. A exploração sistemática do paralelismo de tais plataformas, tanto a nível de linguagem de programação, quanto a nível de sistema operacional, vem se mostrando efetiva quando o objetivo é uma computação de alto desempenho. Entretanto, os mecanismos de ocultação de latência presentes em tais arquiteturas, como predição de desvios, execução especulativa fora de ordem e caches, embora fundamentais para seu bom desempenho, implicam em uma plataforma com variabilidade por demais acentuada para a maioria das aplicações embarcadas. Não obstante, a ideia de substituir-se alguns dos circuítos dedicados baseados em microcontroladores, ASICs ou FPGAs, que hoje são frequentemente utilizados em sistemas embarcados com demandas estritas de determinismo e/ou desempenho, por software paralelo, é tentadora, principalmente por questões de custo de projeto e pela facilidade de atualizações em campo. Neste contexto, o sistema operacional se apresenta como um mediador com potencial para exportar às aplicações o desempenho da plataforma ao mesmo tempo em que esconde muitos de seus não-determinismos. Neste minicurso, apresentaremos alguns dos principais elementos de um sistema operacional para plataformas multiprocessadas, incluindo particionamento de recursos e confinamento de execução. Estes conceitos serão explorados de forma prática através de exemplos de casos de uso no sistema EPOS.

MINIBIOGRAFIAS:

ANTONIO AUGUSTO FRÖLICH é atualmente Professor Associado na Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), onde também lidera o Laboratório de Integração de Software/Hardware desde 2001. Com doutorado em Engenharia de Computação pela Universidade Técnica de Berlim, coordenou uma série de projetos de P&D na área de sistemas embarcados, incluindo a Plataforma Aberta, Livre e Escalável de TD Digital ALTATV. As principais contribuições destes projetos se materializaram no Sistema Brasileiro de Televisão Digital (SBTVD) e em Redes de Sensores sem Fio para Smart Cities / Grid e agricultura de precisão. Dr. Fröhlich é membro da ACM, IEEE e SBC e desde 2011 coordena uma rede de pesquisa em Cidades Inteligentes e Internet
das Coisas.

GIOVANI GRACIOLI é professor auxiliar do Centro de Engenharias da Mobilidade (CEM) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), campus Joinville, onde coordena localmente o Laboratório de Integração Software e Hardware (LISHA). O Prof. Gracioli possui graduação em Ciência da Computação pela Universidade Federal de Santa Maria (2007) e mestrado em ciência da computação pela UFSC (2009). Atualmente está concluindo sua tese de doutorado em engenharia de automação e sistemas na UFSC na área de escalonamento tempo real em multiprocessadores. Nos últimos anos, participou de diversos projetos de pesquisa e desenvolvimento industriais e cooperação científica com Alemanha e Canadá na área de sistemas embarcados e de tempo real. Suas linhas de pesquisa são sistemas embarcados, sistemas operacionais e sistemas de tempo real, tendo publicado uma série de artigos em conferências e periódicos especializados.


Minicurso 4

Título: Componentes e softwares para projetos de multicópteros de baixo custo
Autores: Ricardo dos Santos Ferreira / Waldir Denver Meireles
Slides: M4.pdf

RESUMO: O objetivo deste minicurso é compartilhar experiência e ajudar pessoas a montar e programar seu próprio multicóptero. Para isso apresentaremos os principais componentes que compõe um multicóptero e seu funcionamento. Como montá-lo a partir de componentes que estão facilmente disponíveis no mercado e quais os critérios de escolhas de tais componentes. Em seguida, apresentar os principais softwares de código aberto e como estes podem ser modificados para atender as necessidades de um novo projeto.

MINIBIOGRAFIAS:

RICARDO DOS SANTOS FERREIRA é professor na Universidade Federal de Viçosa, Doutor em Microeletrônica pela Universite Catholique de Louvain, Belgica (1999) e Pos-Doutorado em Engenharia da Computação em Delft, Holanda (2013). Linhas de Pesquisa: Sistemas Embarcados, Hardware Reconfigurável, Simulação, GPUs, FPGAs, Aceleradores em Hardware.

WALDIR DENVER MEIRELES é bacharel em Ciência da Computação pela Universidade Federal de Viçosa e atualmente aluno de mestrado do programa de Pós Graduação do Departamento de Informática da UFV. É aeromodelista há oito anos e tem se interessado por voos autônomos, multicopteros e filmagens aéreas.


Minicurso 5

Título: Sistemas embarcados adaptáveis
Autor: Antonio Carlos Beck
Slides: M5.pdf

RESUMO: Enquanto a indústria de sistemas embarcados enfrenta competição e demandas de mercado cada vez maiores, novos desafios impostos pelas mudanças tecnológicas colocam diante dos projetistas um conjunto complexo de requisitos interrelacionadoss a atender. Por exemplo, é necessário manter dispositivos portáteis operando por períodos de tempo mais longos, o que aumenta a pressão por eficiência energética; e a quantidade crescente de aplicativos legados que precisam ser executados sem alteração em diferentes plataformas exige o desenvolvimento de novas técnicas que propiciem compatibilidade em nível de código binário. Deve-se considerar, também, que a maior incidência de defeitos de fabricação e maior sensibilidade aos efeitos da radiação aumentam os custos associados com a produção destes dispositivos. Dado este grande conjunto de requisitos, às vezes conflitantes, a adaptabilidade é o fator chave para o sucesso. Sistemas embarcados com capacidade de adaptarem a si mesmos para executar aplicações com baixa dissipação de energia e continuar operando quando falhas ou defeitos afetam sua operação são necessários e estão entre os principais desafios a serem enfrentados por engenheiros de software e de hardware nos próximos anos. Assim, os principais trabalhos em andamento no meio acadêmico e as tendências para futuras pesquisas relacionadas a este cenário serão discutidos, como por exemplo: comportamento heterogêneos das aplicações; técnicas dinâmicas de otimização; tolerância a falhas; multiprocessadores; arquiteturas reconfiguráveis; dentre outros.

MINIBIOGRAFIA: Antonio Carlos Beck é professor no Instituto de Informática da UFRGS, onde ministra cadeiras relacionadas à Organização e Arquitetura de Computadores e Sistemas Embarcados. Atua nas áreas de Microeletrônica, Arquitetura de Computadores, Sistemas Embarcados e Arquiteturas Reconfiguráveis, possuindo diversas publicações e já tendo participado de vários projetos de pesquisa relacionados a estes assuntos. É orientador nos Programas de Pós-Graduação em Computação (PPGC) e Microeletrônica (PGMicro), e bolsista de produtividade PQ 2 do CNPq. É coautor do livro “Dynamic Reconfigurable Architectures and Transparent Optimization Techniques”, publicado pela editora Springer em 2010 e do livro “Adaptable Embedded Systems, pela mesma editora, em 2012. Mais detalhes em: www.inf.ufrgs.br/~caco


Minicurso 6

Título: Sistemas computacionais críticos - conceituação e técnicas de programação defensiva
Autores: João Batista Camargo Júnior / Lúcio Flávio Vismari
Slides: M6.pdf

RESUMO: Serão apresentados os fundamentos da Engenharia de Dependabilidade (sobretudo segurança "safety" crítica) de sistemas computacionais críticos e explorar técnicas de programação defensiva aplicáveis no desenvolvimento de sistemas computacionais tolerantes a falhas. Sistemas críticos demandam o cumprimento rigoroso de requisitos de Dependabilidade (segurança crítica - safety, disponibilidade, confiabilidade, manutenabilidade, segurança da informação - security) como forma de evitar ou minimizar (a níveis aceitáveis) os danos que estes sistemas possam vir a causar aos seus envolvidos e interessados (stakeholders) – como mortes e ferimentos, prejuízos ambientais e financeiros, entre outros – quando falham (operam de forma indevida ou não especificada). Sistemas computacionais vem sendo amplamente empregados em aplicações críticas (como na supervisão e controle de veículos e de sistemas de transporte, entre outros). Nestes sistemas, falhas são tanto inevitáveis – como falhas aleatórias relacionadas ao hardware – quanto impossíveis de serem completamente eliminadas – como falhas sistemáticas de hardware e de software. Assim, uma forma eficiente de garantir o cumprimentos de requisitos de Dependabilidade destes sistemas (sobretudo requisitos de segurança crítica – safety) é por meio da tolerância a falhas. No caso de sistemas computacionais, diversas técnicas podem ser implementadas durante o desenvolvimento do software, utilizando técnicas de programação defensiva.

MINIBIOGRAFIAS:

JOÃO BATISTA CAMARGO JÚNIOR possui mestrado em Engenharia Elétrica pela Universidade de São Paulo (1989) e doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade de São Paulo (1996). Em 2002 realizou sua Livre Docência em Análise de Risco de Sistemas Computacionais de Aplicação Crítica, passando a ser Professor Associado da Universidade de São Paulo. Atualmente é editor chefe do "Journal of the Brazilian Air Transportation Research Society". Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Confiabilidade e Segurança de Sistemas Computacionais, atuando principalmente no seguintes temas: análise de risco, confiabilidade, disponibilidade, segurança ("safety";), tolerância a falhas e certificação de sistemas críticos.

LÚCIO FLÁVIO VISMARI possui graduação (2001) e mestrado (2007) em Engenharia Elétrica, com ênfases em Telecomunicações e em Sistemas Digitais, respectivamente, ambos pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Desde 2002, vem desenvolvendo junto ao Grupo de Análise de Segurança da Escola Politécnica da USP (GAS/Poli-USP) pesquisas relacionadas à garantia de dependabilidade (em especial segurança crítica, disponibilidade e confiabilidade) em aplicações críticas baseadas em sistemas E/E/PE, sobretudo nas áreas de sinalização metroferroviária e de controle de tráfego aéreo. É engenheiro de segurança de sistemas sênior na Fundação para o Desenvolvimento Tecnológico da Engenharia (FDTE), e desde 2003 vem atuando como analista e coordenador técnico em diversos projetos de análise de sistemas críticos em dependabilidade. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em dependabilidade de sistemas computacionais, atuando em áreas como análise de risco, confiabilidade, disponibilidade, segurança crítica (safety), sistemas complexos, tolerância à falhas e certificação de sistemas críticos em dependabilidade.