Estudo de performance de algoritmos de controle em sistema embarcado

Abstract

O estudo de performance do sistema embarcado é vital quando tratamos de sistemas ciber-físicos que, para garantir estabilidade do sistema, devem operar respeitando deadlines impostos durante o projeto do sistema. Este estudo pode ser realizado diretamente na plataforma embarcada porém quando realizado por simulação oferece um nível de liberdade muito alto para configuração do Sistema Computacional sendo testado. A precisão e abstração dos modelos da simulação podem assumir diferentes níveis, assim é preciso alcançar uma abstração adequada para tornar o método de simulação ágil e também oferecer uma boa precisão para que os dados tenham validade quando comparados aos testes físicos. O objetivo desse trabalho é criar um método de análise de algoritmos de controle em sistema embarcado, Para validar a proposta são utilizados algoritmos desenvolvidos pelo projeto colaborativo entre UFMG e UFSC ProVANT , permitindo com isso um estudo da performance desses diferentes algoritmos. Esta análise foi feita através de uma ferramenta de simulação controlada por eventos, com precisão em nível de ciclos da CPU e que oferece um ambiente de simulação altamente ajustável. Os resultados obtidos tiveram um alto nível de complexidade e demonstraram uma boa precisão do modelo do Sistema Computacional quando comparados aos testes físicos realizados na placa de desenvolvimento Raspberry Pi 3 Model B+.

The performance analysis of the of embedded systems is critical when dealing with cyber physical systems that to guarantee the system stability have to operate respecting multiple deadlines imposed during the project of the system. This analysis can be realized through tests on the embedded system designed hardware but also through simulation software which offers a great degree of liberty for the user to configure the desired system for the tests to be ran on. The accuracy and abstraction of the simulation models can be of different levels, but the desired combination would be a model with enough abstraction so that the simulation tests can be ran in an agile manner and enough accuracy so that the simulation data have validation when compared with the tests ran on the embedded system designed hardware. The main objective of this work is to provide a method of analysis of an embedded system control algorithms, using for the tests algorithms developed by the colaborative project between UFMG and UFSC called ProVANT, to analyze the simulation data generated from the tests of these algorithms. The tests were realized on a modular discrete event driven computer system simulator platform with cycle-accurate precision. The simulation data acquired through the tests had a high level of complexity and demonstrated good precision of the computer system when compared with the tests ran on the Raspberry Pi 3 Model B+ development board.