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Defesa de Dissertação de Mestrado - Nº 1.217: "Aplicando Virtualização a Sistemas Embarcados"

O aluno Fábio Leitão de Urquiza e Silva irá defender seu trabalho no dia 31 de agosto, às 15h, na Sala D218 Início: 31/08/2012 às 15:00 Término: 31/08/2012 às 17:00 Local: Sala D218

Pós-Graduação em Ciência da Computação – UFPE
Defesa de Dissertação de Mestrado  Nº 1.217
 
Aluno: Fábio Leitão de Urquiza e Silva
Orientador: Prof.  Andre Luis de Medeiros Santos
Co-orientador: Prof.  Sérgio Vanderlei Cavalcante
Título: Aplicando Virtualização a Sistemas Embarcados
Data: 31/08/2012
Hora/Local: 15:00h – Sala D218
Banca Examinadora:
Prof. Abel Guilhermino da Silva Filho (UFPE / CIn)
Prof. Raimundo José de Araújo Macêdo (UFBA/ Ciência da Computação)
Prof. Sergio Vanderlei Cavalcante (UFPE / CIn)
 
RESUMO:
 
Sistemas embarcados são caracterizados por serem sistemas computacionais com acesso a poucos recursos de hardware e baixo consumo de energia. Logo, pode-se considerar que, do contrário de sistemas chamados de propósito geral (ex. PCs), onde existe uma abundância de recursos para que o sistema possa se adequar a qualquer situação, os sistemas embarcados são produzidos para resolver uma demanda especifica, onde o atendimento a requisitos de tempo real é considerado importante. Para atender essa demanda especifica, os sistemas embarcados utilizam um software também específico, como sistemas operacionais de tempo real (RTOS).
Entretanto, vem surgindo uma categoria de sistemas embarcados com características de propósito geral, como smartphones. Esse novo tipo de sistemas embarcado deve, além de atender requisitos de tempo real (como o acesso a uma rede de celular), atender requisitos de propósito geral (como ter uma interface amigável e permitir a instalação e execução de aplicações diversas). Uma vez que um RTOS não se mostra adequado ao atendimento de requisitos de propósito geral, e um GPOS (sistema operacional de propósito geral) não é projetado para o atendimento de requisitos temporais, a abordagem tradicional da industria consiste em mapear esses requisitos em hardwares fisicamente diferentes, cada um rodando softwares adequados para atende-los. Essa abordagem gera mais custos de engenharia e consumo de energia no produto final, aspectos que a engenharia de embarcados visa minimizar.
Essa dissertação se propõe a mostrar que o uso de virtualização pode ser uma alternativa viável à essa abordagem, ao considerar que máquinas virtuais podem executar sistemas operacionais com características diferentes (ex. RTOS e GPOS) de forma independente e isolada. Para demonstrar essa viabilidade foi implementada uma aplicação experimental com características de tempo real e de propósito geral em três arquiteturas diferentes: um GPOS (Linux), um RTOS (QNX) e uma arquitetura baseada em virtualização (L4/Fiasco). É demonstrado que a arquitetura baseada em virtualização consegue atender os requisitos de tempo real e ainda apresentar requisitos de engenharia de software como reuso, produtividade e manutenabilidade, que a tornam também adequada para aplicações de propósito geral.
 
Palavras-chave: sistemas embarcados, virtualização, hypervisor, microkernel, tempo real.
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