Integration and verification of parameterized register interfaces

Abstract. This thesis takes an in-depth look on parameterized register models, their generation and use. The aim is to discover improvements to the current method of generating parameterized register models. The thesis is divided into two halves: a practical section that consists of a study on the generation of parameterized register models, and a theory section that supports the topics gone over in the practical section. The practical section studied the generation flow and tools currently used at Nordic Semiconductor. The flow was analyzed to discover changes that would enable the generation of more flexible parameterized register models. The suggested changes were then used to generate a dynamic register model for a highly configurable intellectual property (IP) core. The register model was validated using a register test sequence and functional tests. Finally, the functionality of the generated register model was compared to a manually implemented model. In the end, the test sequences and functional tests passed without errors. The generated register model could be configured directly from the testbench without editing the model manually. This also meant that the applied configurations would not be lost even if the register model were to be regenerated. The resulting register model was significantly more flexible than the previous generated models.Parametrisoitujen rekisterirajapintojen integrointi ja verifiointi. Tiivistelmä. Tässä opinnäytetyössä tutustutaan parametrisoituihin rekisterimalleihin, niiden generointiin, ja niiden käyttöön. Tavoitteena on löytää parannuksia nykyiseen parametrisoitujen rekisterimallien generointitapaan. Opinnäytetyö on jaettu kahteen puoliskoon: käytännön osuuteen, joka koostuu parametrisoitujen rekisterimallien tutkimuksesta, ja teoreettisesta osuudesta, joka tukee käytännön osuudessa käsiteltyjä aiheita. Käytännön osuus tutki Nordic Semiconductorilla tällä hetkellä rekisterimallin generointiin käytettyjä prosesseja ja työkaluja. Niitä analysoimalla pyrittiin löytämään muutoksia, joiden avulla voisi generoida joustavampia parametrisoituja rekisterimalleja. Kyseisten muutosten avulla generoitiin sitten dynaaminen rekisterimalli IP lohkolle, joka sisältää paljon konfiguroitavia parametrejä. Generoitu malli varmennettiin rekisterien testisekvenssillä ja toiminnallisilla testeillä. Lopuksi rekisterimallin toiminnallisuutta verrattiin käsin kirjoitetun rekisterimallin toiminnallisuuteen. Testisekvenssi ja toiminnalliset testit läpäistiin simuloinnissa lopulta ilman virheitä. Generoitu rekisterimalli oli konfiguroitavissa suoraan testipenkistä, eikä sitä tarvinnut muokata manuaalisesti. Tämä tarkoitti myös sitä, että testipenkissä asetettuja konfiguraatioita ei menetetä, jos rekisterimalli generoidaan uudelleen. Lopullinen rekisterimalli oli merkittävästi joustavampi kuin aikaisemmat generoidut mallit

Approximate Computing Strategies for Low-Overhead Fault Tolerance in Safety-Critical Applications

This work studies the reliability of embedded systems with approximate computing on software and hardware designs. It presents approximate computing methods and proposes approximate fault tolerance techniques applied to programmable hardware and embedded software to provide reliability at low computational costs. The objective of this thesis is the development of fault tolerance techniques based on approximate computing and proving that approximate computing can be applied to most safety-critical systems. It starts with an experimental analysis of the reliability of embedded systems used at safety-critical projects. Results show that the reliability of single-core systems, and types of errors they are sensitive to, differ from multicore processing systems. The usage of an operating system and two different parallel programming APIs are also evaluated. Fault injection experiment results show that embedded Linux has a critical impact on the system’s reliability and the types of errors to which it is most sensitive. Traditional fault tolerance techniques and parallel variants of them are evaluated for their fault-masking capability on multicore systems. The work shows that parallel fault tolerance can indeed not only improve execution time but also fault-masking. Lastly, an approximate parallel fault tolerance technique is proposed, where the system abandons faulty execution tasks. This first approximate computing approach to fault tolerance in parallel processing systems was able to improve the reliability and the fault-masking capability of the techniques, significantly reducing errors that would cause system crashes. Inspired by the conflict between the improvements provided by approximate computing and the safety-critical systems requirements, this work presents an analysis of the applicability of approximate computing techniques on critical systems. The proposed techniques are tested under simulation, emulation, and laser fault injection experiments. Results show that approximate computing algorithms do have a particular behavior, different from traditional algorithms. The approximation techniques presented and proposed in this work are also used to develop fault tolerance techniques. Results show that those new approximate fault tolerance techniques are less costly than traditional ones and able to achieve almost the same level of error masking.Este trabalho estuda a confiabilidade de sistemas embarcados com computação aproximada em software e projetos de hardware. Ele apresenta métodos de computação aproximada e técnicas aproximadas para tolerância a falhas em hardware programável e software embarcado que provêem alta confiabilidade a baixos custos computacionais. O objetivo desta tese é o desenvolvimento de técnicas de tolerância a falhas baseadas em computação aproximada e provar que este paradigma pode ser usado em sistemas críticos. O texto começa com uma análise da confiabilidade de sistemas embarcados usados em sistemas de tolerância crítica. Os resultados mostram que a resiliência de sistemas singlecore, e os tipos de erros aos quais eles são mais sensíveis, é diferente dos multi-core. O uso de sistemas operacionais também é analisado, assim como duas APIs de programação paralela. Experimentos de injeção de falhas mostram que o uso de Linux embarcado tem um forte impacto na confiabilidade do sistema. Técnicas tradicionais de tolerância a falhas e variações paralelas das mesmas são avaliadas. O trabalho mostra que técnicas de tolerância a falhas paralelas podem de fato melhorar não apenas o tempo de execução da aplicação, mas também seu mascaramento de erros. Por fim, uma técnica de tolerância a falhas paralela aproximada é proposta, onde o sistema abandona instâncias de execuções que apresentam falhas. Esta primeira experiência com computação aproximada foi capaz de melhorar a confiabilidade das técnicas previamente apresentadas, reduzindo significativamente a ocorrência de erros que provocam um crash total do sistema. Inspirado pelo conflito entre as melhorias trazidas pela computação aproximada e os requisitos dos sistemas críticos, este trabalho apresenta uma análise da aplicabilidade de computação aproximada nestes sistemas. As técnicas propostas são testadas sob experimentos de injeção de falhas por simulação, emulação e laser. Os resultados destes experimentos mostram que algoritmos aproximados possuem um comportamento particular que lhes é inerente, diferente dos tradicionais. As técnicas de aproximação apresentadas e propostas no trabalho são também utilizadas para o desenvolvimento de técnicas de tolerância a falhas aproximadas. Estas novas técnicas possuem um custo menor que as tradicionais e são capazes de atingir o mesmo nível de mascaramento de erros

A geografia das feiras de negócios em Santa Catarina: origem, evolução e dinâmica das transformações

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Filosofia e Ciências Humanas, Programa de Pós-Graduação em Geografia, Florianópolis, 2014.Este trabalho propõe a tese que a formação espacial catarinense possibilitou um dinamismo econômico que torna regiões catarinenses competitivas em diversos setores - como em eventos - haja vista o posicionamento no ranking ICCA e a frequência de centenas de eventos nacionais e internacionais - e especificamente nas feiras de negócios, com a presença constante entre os cinco Estados que mais sediam eventos promovidos por associados à UBRAFE - União Brasileira de Promotores de Feiras. Para se chegar à comprovação da tese, foram pesquisados daods e informações sobre a indústria de eventos em Santa Catarina - mais especificamente as feiras de negócios. O trabalho utilizou como método de análise o paradigma de formação sócio-espacial que propõe o uso do conceito de formação social como base para o estudo da sociedade. O estudo permitiu compreender as origens da indústria de eventos em Santa Catarina, as relações das feiras com a formação sócio-regionais de Santa Catarina, as relações de produção no setor de eventos, o papel do Estado no segmento, as origens e fluxos do capital investido na construção de espaços para eventos e das empresas promotoras, organizadoras e prestadoras de serviços para feiras de negócios, que possibilitaram traçar a geografia das feiras de negócios no Estado. Os principais resultados encontrados foram: o segmento de feiras de negócios cresce em todo o mundo. Três países são os principais concorrentes mundiais no setor: Estados Unidos, Alemanha e China. Sobretudo as empresas européias avançam nos principais mercados em expansão - como o asiático e o brasileiro a partir de aquisições e joint ventures. O Brasil passa por um processo de internacionalização de seus espaços e de suas feiras de negócios, principalmente as feiras e espaços localizados no Rio de Janeiro e em São Paulo. A formação sócio-espacial de Santa Catarina possibilitou que alguns municípios se sobressaíssem em determinadas atividades - e a relação com as atividades econômicas locais que são referências nacionais, como em Joinville, Lages, Criciúma, Chapecó, Itajaí e Blumenau determinam as feiras lá realizadas. Muitas empresas catarinenses do setor - organizadoras e fornecedores em geral - atuam frequentemente no mercado nacional, em ações próprias ou em alianças com promotores e organizadores de outras regiões. A construção do Centro de Eventos em Balneário Camboriu deverá fomentar a atividade em todo o Estado. Com os investimentos da União, Estado, Municípios e empresários, em rodovias, aeroportos, espaços para eventos e na qualificação profissional e em novos hotéis e com a sinergia existente no trade turístico e deeventos e com capacitação na gestão de espaços de eventos e de prestadores de serviços e na captação de eventos e de recursos, a tendência nos próximos anos é de que Santa Catarina e seus empresários e trabalhadores continuem se destacando no cenário nacional de eventos - em especial nas feiras de pequeno e médio porte.Abstract : This paper presents results of research on the events industry in Santa Catarina ? Brazil, specifically business fairs. The study used as a method of analyzing the paradigm of socio- spatial formation that proposes the use of the concept of social formation as a basis for the study of society. The study allowed us to understand the origins of the events industry in Santa Catarina, the relations of trade with the socio- regional training of Santa Catarina, the relations of production in the field events, the role of the state in the segment, the sources and flows of capital invested in the construction of spaces for events and companies promoting, organizing and providing services for tradeshows, that made possible to the geography of trade fairs in the state. The main findings were: the segment of trade fairs grows worldwide. Three countries are the world's major competitors in the industry: United States, Germany and China . Mainly European companies advance in key markets booming - as the Asian and Brazilian from acquisitions and joint ventures. Brazil is going through a process of internationalization of its spaces and its trade shows, fairs and especially spaces located in Rio de Janeiro and Sao Paulo. The socio-spatial formation of Santa Catarina possible that some municipalities to excel in certain activities - and the relationship with local economic activities that are national references, as in Joinville, Lages, Criciúma, Chapecó, Itajaí and Blumenau determine the fairs held there. Many companies in the sector - organizing and general contractors - often operating in the domestic market, own shares in or alliances with promoters and organizers from other regions. The construction of the Events Center in Camboriu should encourage activity throughout the state. With the investment of Federal, State, municipalities and entrepreneurs, highways, airports, event spaces and vocational qualifications and new hotels and the synergy in trade and tourism and event management training event spaces and service providers and the capture of events and resources, the trend in the coming years is that Santa Catarina and its entrepreneurs and workers continue excelling on the national scene of events - particularly in the markets of small and medium size

Path Planning and Control of UAV using Machine Learning and Deep Reinforcement Learning Techniques

Uncrewed Aerial Vehicles (UAVs) are playing an increasingly signifcant role in modern life. In the past decades, lots of commercial and scientifc communities all over the world have been developing autonomous techniques of UAV for a broad range of applications, such as forest fre monitoring, parcel delivery, disaster rescue, natural resource exploration, and surveillance. This brings a large number of opportunities and challenges for UAVs to improve their abilities in path planning, motion control and fault-tolerant control (FTC) directions. Meanwhile, due to the powerful decisionmaking, adaptive learning and pattern recognition capabilities of machine learning (ML) and deep reinforcement learning (DRL), the use of ML and DRL have been developing rapidly and obtain major achievement in a variety of applications. However, there is not many researches on the ML and DRl in the feld of motion control and real-time path planning of UAVs. This thesis focuses on the development of ML and DRL in the path planning, motion control and FTC of UAVs. A number of ontributions pertaining to the state space defnition, reward function design and training method improvement have been made in this thesis, which improve the effectiveness and efciency of applying DRL in UAV motion control problems. In addition to the control problems, this thesis also presents real-time path planning contributions, including relative state space defnition and human pedestrian inspired reward function, which provide a reliable and effective solution of the real-time path planning in a complex environment