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mente, os sistemas reais são muito caros, e, se o mesmo desafios. Nesse sentido, este trabalho busca analisar
não for devidamente validado em hardware, não há quais as vantagens e limitações da utilização da técnica
garantias de que o sistema se comportará da maneira de HIL para o desenvolvimento de sistemas embarca-
esperada (NATIONAL INSTRUMENTS, 2019). Tem- dos presentes na literatura.
-se ainda que os testes no sistema real podem apre-
sentar falhas, aumentando os riscos de causar danos, SISTEMAS EM TEMPO REAL
tanto ao equipamento quanto às pessoas envolvidas
nessas atividades. Um sistema em tempo real é aquele que realiza
uma ação – execução de uma tarefa computacional,
Uma forma de se minimizar os problemas citados
acima é a técnica conhecida como hardware-in-the-lo- atuação do freio em um carro ou a visualização de in-
op. Esse tipo de simulação tem ganhado destaque em formações em um display – dentro de um intervalo de
diversas áreas como uma alternativa de testes de um tempo pré-definido (SCHLAGER, 2008).
sistema sob condições mais reais sem a necessidade de As informações de um sistema em tempo real são
produção ou confecção de um protótipo real. fornecidas ao ambiente em que está inserido por inter-
médio de transdutores, isto é, sensores e atuadores que
transformam um estímulo físico em sinal e vice-versa.
Justificativa e Relevância
A interação entre esses sistemas com o ambiente está
No caminho entre a concepção do projeto e a uni- vinculada à discretização dos sinais do ambiente pelos
dade pronta e produzida, um dispositivo/sistema passa sensores/atuadores, ou seja, são os componentes ele-
por uma extensa bateria de análises e testes, desde a trônicos do sistema que determinam a taxa de amos-
modelagem e simulação iniciais até testes de laborató- tragem dos sinais do ambiente.
rio e de integração em locais de ensaio em terra, culmi- Assim, o comportamento correto de um sistema
nando, em última análise, em testes no mar. em tempo real não depende apenas de resultados ló-
Embora a modelagem e a simulação geralmente gicos, mas também do tempo em que esses resultados
andem de mãos dadas com o desenvolvimento e o teste são produzidos (KOPETZ, 2011). Nesse sentido, uma
de um dispositivo e ofereçam um meio para avaliar simulação em tempo real, como é o caso da técnica
o comportamento do sistema, os testes físicos de um de HIL, deve- se considerar a taxa de amostragem do
dispositivo, na maioria das vezes, são deixados para os sistema a ser testado. Essa taxa indica o intervalo de
estágios posteriores do projeto. tempo com a qual a simulação recebe resultados na en-
Ao fazer a interface de dispositivos físicos com um trada do sistema, bem como novas saídas estão dispo-
ambiente simulado, as abordagens de simulação HIL níveis (FARIAS, 2016). Para o controlador embarcado
têm um grande potencial para facilitar os aspectos dos em hardware, a taxa de amostragem é responsável por
testes dos sistemas nos estágios iniciais do processo de mostrar o tempo necessário para o controlador proces-
desenvolvimento, levando em consideração uma am- sar as entradas e disponibilizar variáveis de controle
pla variedade de condições operacionais e cenários do em suas saídas (LOCKHART, 2016).
sistema. Isso também inclui a possibilidade de testar As técnicas de simulação em tempo real oferecem
dispositivos em ambientes emulados que representam benefícios significativos para minimizar as dificulda-
sistemas que ainda não foram construídos e permite des associadas com as fases de integração de hardware
testar condições extremas (ou seja, potencialmente pe- e software de um processo de desenvolvimento de um
rigosas) ou difíceis de criar em um ambiente de teste sistema embarcado (LINS, 2007). Por exemplo, uma
rigidamente controlado. simulação HIL pode ser realizada diretamente sobre
Desse modo, a possibilidade de conseguir realizar o controlador sem a necessidade da planta do projeto
projetos de melhorias e/ou atualização de sistemas em- estar pronta, sendo a mesma simulada em ambiente
barcados em navios com a facilidade de testá-los de computacional conforme ilustrado na Figura 1.
modo seguro e com custos reduzidos através da técnica Entretanto, deve-se considerar que as restrições
de HIL, pode aumentar a criação de novas tecnologias da operação em tempo real de uma simulação podem
e facilitar seu teste e validação. impor limitações ao nível de detalhe de um modelo.
No entanto, embora a abordagem ofereça muitos Além disso, geralmente, as plataformas de simulação
benefícios atraentes, ela não deixa de ter limitações e em tempo real empregam soluções que possuem in-

16 REVISTA ACADÊMICA CIENTÍFICA DO CIAW